CN103384711B - 由具有高油藏温度的矿物油藏中开采矿物油的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种从油藏温度高于70℃且盐度为20,000‑350,000ppm的原油油藏中开采原油的两步方法，其中将含水配制剂经由至少一个注入井注入原油油藏中，并经由至少一个采出井从所述油藏中取出原油，其中所述含水配制剂包含至少一种具有β‑1,3‑糖苷连接的主链和β‑1,6‑糖苷键接于其上的侧基且具有1.5*10⁶‑25*10⁶g/mol重均分子量M_w的葡聚糖。所述含水配制剂在两步中制备，其中首先制备葡聚糖的含水浓缩物，然后用水将所述浓缩物现场稀释以获得使用浓度。

Description

由具有高油藏温度的矿物油藏中开采矿物油的方法

本发明涉及一种从具有高于70℃的油藏温度和20000-350000ppm盐度的矿物油藏中开采矿物油的两步方法，其中将含水配制剂经由至少一个注入井注入矿物油藏中，并经由至少一个采出井从所述油藏中抽出原油，其中所述含水配制剂包含至少一种具有β-1,3-糖苷键接的主链和β-1,6-糖苷键接于其上的侧基且重均分子量为1.5*10⁶-25*10⁶g/mol的葡聚糖。所述含水配制剂以两步制备，包括首先制备所述葡聚糖的含水浓缩物，并用水将所述浓缩物现场稀释至使用浓度。

在天然矿物油藏中，矿物油存在于多孔储集岩的孔隙中，其在朝向地表一侧被非渗透性上覆层所密封。所述孔隙可为极细的孔隙、毛细管、孔等。细孔颈例如可具有仅约1μm的直径。除矿物油(包括天然气成分)之外，油藏还包含具有或高或低盐含量的水。

矿物油开采分为一次开采、二次开采和三次开采。

在一次开采中，矿物油在油藏钻探开始后由于油藏的自生压力经由钻孔自动流动至表面。然而根据油藏类型，通常仅油藏中所存在的约5-10%量的矿物油可借助一次开采采出；其后，自生压力不再足以开采。

因此，在一次开采后通常使用二次开采。在二次开采中，除了用于开采矿物油的钻孔(所谓的采出井)之外，还在含矿物油的地层中钻入其他钻孔。这些称为注入井，经由其向油藏中注入水和/或蒸汽以保持压力或使其再次升高。由于注入水之故，矿物油由注入井起始沿采出井的方向逐渐被迫通过地层中的孔隙。然而，这仅在孔隙完全被油填充且更粘稠的油被水推动前进的情况下才起作用。一旦运动的水突破孔隙，其自此沿阻力最小的路径流动，即流经注入井和采出井之间所形成的通道，且不再推动油前进。一次开采和二次开采通常仅开采油藏中所存在的矿物油量的约30-35%。

已知借助三次矿物油开采措施，可进一步提高矿物油产量。三次采油包括其中使用合适的化学品作为采油助剂的方法。这包括所谓的“聚合物驱”。聚合物驱包括将增稠聚合物水溶液而非水经由注入井注入矿物油藏中。由于注入聚合物溶液，矿物油由注入井起始沿采出井的方向被迫通过地层中的所述孔隙，且矿物油最终经由采出井采出。由于所述聚合物溶液升高的粘度与矿物油的粘度匹配，因此所述聚合物溶液能至少不像在纯水情况下那么容易地突破孔隙，如果发生的话。不能由水开采的油藏部分可由聚合物溶液开采。

就聚合物驱而言，已提出大量不同的增稠水溶性聚合物，包括合成聚合物，如聚丙烯酰胺或丙烯酰胺与其他共聚单体，尤其是具有磺基的单体的共聚物；和天然聚合物，例如葡糖基葡聚糖、黄原胶或定优胶。

葡糖基葡聚糖为由葡萄糖单元形成的支化同多糖。由葡萄糖单元形成的同多糖称为葡聚糖。所述支化同多糖具有由β-1,3键接的葡萄糖单元形成的主链，其从统计学来看约1/3单元与另一葡萄糖单元β-1,6糖苷键接。葡糖基葡聚糖由各种真菌菌株，例如由丝状担子菌裂褶菌(Schizophyllum commune)分泌，其在生长过程中分泌分子量M_w通常为约5-约25*10⁶g/mol的所述结构的同多糖(俗名：裂褶菌多糖)。还应提及由白绢病菌(sclerotiumrolfsii)分泌的所述结构的同多糖(俗名：小核菌多糖)。

该类葡糖基葡聚糖的制备公开于例如EP271907A2、EP504673A1、DE4012238A1和WO03/016545中，其尤其通过发酵合适的真菌菌株同时搅拌和排气并移除所形成的多糖而制备。

我们的在先申请EP09179716.7公开了一种制备浓度高于3g/l的浓缩葡糖基葡聚糖溶液的方法。

CA832277A公开了葡糖基葡聚糖水溶液在聚合物驱油中的用途。所用水溶液的浓度为1重量%，在24℃下的粘度为至少500mPa*s，所述葡糖基葡聚糖的浓度为0.005-1重量%，优选0.01-0.3重量%。所用的溶液可额外包含其他组分，例如表面活性剂、生物杀伤剂或碱如碱金属氢氧化物。

EP271907A1公开了制备葡糖基葡聚糖的方法、特别适于该目的的真菌菌株和该类葡糖基葡聚糖在三次矿物油开采中的用途。该文献进一步公开了在盐水中在25-60℃温度下测量水溶液的粘度。

Udo Rau，Andreas Haarstrick和Fritz Wagner，Chem.Ing.Tech.64(6)(1992)，第576/577页提出了裂褶菌多糖溶液在具有高温度和盐度的矿物油藏的聚合物驱中的用途，没有描述方法的细节。

Udo Rau，“Biosynthese，Produktion und Eigenschaften von Pilz-Glucanen”[细胞外真菌葡聚糖的生物合成、制备和性能]，Berichte aus derBiotechnologie，Shaker Verlag，Aachen，1997，第106页及随后各页提及裂褶菌多糖溶液在高达135℃下具有热稳定性，因此应适于在深油藏，如在北海中三次开采矿物油。还提及裂褶菌多糖的粘度在高达40000s^-1剪切速率下可逆地降低。其额外还指出裂褶菌多糖溶液的粘度几乎不受碱金属和碱土金属离子的存在的影响。

本发明的目的是提供一种使用葡糖基葡聚糖对油藏温度为至少70℃的油藏进行聚合物驱油的改进方法。

因此，已发现一种从具有至少70℃的油藏温度T_L的油藏开采矿物油的方法，所述油藏除油之外，还包含盐度为20000-350000ppm的油藏水，所述油具有至少3mPa*s的粘度η_o(在T_L下测量)，所述方法包括将含水配制剂(F)经由至少一个注入井注入矿物油藏中，并经由至少一个采出井从所述油藏中抽出原油，所述含水配制剂包含至少一种具有β-1,3-糖苷键接的主链和β-1,6-糖苷键接于其上的侧基且重均分子量为1.5*10⁶-25*10⁶g/mol的葡聚糖，其中所述方法至少包括如下工艺步骤：

(1)提供浓度为高于3g/l至30g/l的于水中的葡聚糖浓缩物(K)，

(2)通过用水将步骤(1)所提供的浓缩物(K)现场稀释至0.05-3g/l的葡聚糖浓度而制备含水配制剂(F)，条件是对浓度加以选择以使得所述含水配制剂(F)的粘度η_F(在7s^-1和T_L下测量)为至少3mPa*s，其中与粘度η_油(在T_L下测量)相比，对粘度η_F加以选择以使得η_F≤η_油，和

(3)将所述含水配制剂(F)注入矿物油地层中，并经由至少一个采出井抽出原油。

就本发明而言，应具体描述如下：

为了实施本发明的方法，将至少一个采出井和至少一个注入井插入矿物油藏中。一般而言，油藏具有多个注入井和多个采出井。

为了实施本发明的矿物油开采方法，使用至少包含具有β-1,3-糖苷键接的主链和β-1,6-糖苷键接于其上的侧基的葡聚糖的含水配制剂(F)，并将其经由至少一个注入井注入矿物油藏中。

在本文中，术语“矿物油”当然不仅意指单相油，而且该术语也涵盖通常的原油-油藏水乳液。由于由注入的配制剂产生的压力(称为“聚合物驱”)，矿物油沿采出井的方向流动并经由采出井采出。

根据本发明，本发明方法所适用的矿物油藏的油藏温度为至少70℃，尤其为70-150℃，优选为80-145℃，更优选为90-140℃，甚至更优选为100-135℃，例如105-130℃。

特别是在相当深的矿物油藏的情况下，可遇到该相当高的油藏温度。

本领域技术人员清楚，矿物油藏也可具有特定的温度分布。所述油藏温度涉及被聚合物驱所覆盖的注入井和采出井之间的油藏区域。确定矿物油藏温度分布的方法原则上是本领域技术人员所已知的。温度分布通常在地层中的特定点处进行温度测量并结合模拟计算而进行，所述模拟计算要考虑到各种因素，包括引入地层中的热量和从地层中移除的热量。

在矿物油藏具有10mD至4D，优选100mD至2D，更优选200mD至1D平均渗透率的情况下，尤其可使用本发明的方法。本领域技术人员以单位“达西”(缩写为“D”，或对“毫达西”缩写为“mD”)记录矿物油地层的渗透率，且可由作为所施加压差的函数的矿物油地层中的液相流速测定。流速可在岩心驱油试验中用从地层中取出的钻心测定。该主题的细节可参见例如K.Weggen，G.Pusch，H.Rischmüller，“Oil and Gas”，第37页及随后各页，Ulmann’sEncyclopedia of Industrial Chemistry，在线版，Wiley-VCH，Weinheim2010。本领域技术人员清楚，矿物油藏中的渗透率并非必然是均匀的，而是通常具有特定分布，因此矿物油藏的渗透率的描述为平均渗透率。

油藏中所存在的矿物油的粘度η_油为至少3mPa*s，尤其为至少10mPa*s(在油藏温度T_L下测量)。除温度之外，粘度还取决于如下因素，包括矿物油的类型。根据油的类型，其也可为10000mPa*s或更高。粘度η_油优选为至多30000mPa*s，更优选为100-10000mPa*s，最优选为20-1000mPa*s(在每种情况下，在T_L下测量)。

除了油之外，矿物油地层中还包含具有或高或低盐含量的油藏水。油藏水中的盐尤其可为碱金属盐和碱土金属盐。典型阳离子的实例包括Na⁺、K⁺、Mg²⁺或Ca²⁺，典型阴离子的实例包括氯离子、溴离子、碳酸氢根、硫酸根或硼酸根。根据本发明，所述油藏水的盐含量为20000-350000ppm(基于所述油藏水的所有组分总和的重量份)，例如100000-250000ppm。碱土金属离子，尤其是Mg²⁺和Ca²⁺离子的量可为1000-53000ppm。

所述油藏水通常包含一种或多种碱金属离子，尤其是Na⁺离子。此外，还可存在碱土金属离子，此时碱金属离子/碱土金属离子的重量比通常≥2，优选≥3。所存在的阴离子通常为至少一种或超过一种卤离子，尤其至少为Cl^-离子。一般而言，Cl^-的量为至少50重量%，优选为至少80重量%，基于所有阴离子的总和。

所用的葡聚糖

本领域技术人员应理解“葡聚糖”意指仅由葡萄糖单元形成的同多糖。根据本发明，使用特定类别的葡聚糖，具体为包含由β-1,3-糖苷键接的葡萄糖单元形成的主链和由葡萄糖单元形成且与主链β-1,6-糖苷键接的侧基的那些葡聚糖。所述侧基优选由单一的β-1,6-糖苷连接的葡萄糖单元构成，其中从统计学来看，1/3的主链单元与另一葡萄糖单元β-1,6-糖苷键接。

分泌该类葡聚糖的真菌菌株是本领域技术人员所已知的。实例包括裂褶菌、白绢病菌、核球菌(Sclerotium glucanicum)、果产链核盘菌(Monilinia fructigena)、香菇(Lentinula edodes)或灰霉菌(Botrytis cinera)。合适的真菌菌株描述于例如EP271907A2和EP504673A1，各自的权利要求1中。所用的真菌菌株优选为裂褶菌或白绢病菌，更优选为分泌葡聚糖的裂褶菌，所述葡聚糖在主链上由β-1,3-糖苷键接的葡萄糖单元形成，其中从统计学来看1/3的主链单元与另一葡萄糖单元β-1,6-糖苷键接；换言之，所述葡聚糖优选为所谓的裂褶菌多糖。典型的裂褶菌多糖具有约1.5-约25*10⁶g/mol，尤其是2-约15*10⁶g/mol的重均分子量M_w。

该类葡聚糖的制备原则上是已知的。为了制备，使真菌在合适的含水营养介质中发酵。在发酵过程中，所述真菌分泌上述类别的葡聚糖至含水发酵液中，且可从所述含水发酵液中移除聚合物水溶液。

对本领域技术人员而言，该类真菌菌株的发酵方法原则上由例如EP271907A2、EP504673A1、DE4012238A1、WO03/016545A2和Udo Rau，“Biosynthese，Produktion undEigenschaften von Pilz-Glucanen”，Habilitationsschrift，Technische Braunschweig，Shaker Verlag Aachen1997”已知，其各自还提及了合适的营养介质。发酵系统可为连续或间歇系统。

最后从包含溶解的葡聚糖和生物质(真菌细胞，具有或不具有细胞成分)的发酵液中移除包含葡聚糖的水溶液，从而留下其中生物质浓度比先前更高的含水发酵液。所述移除尤其借助单级过滤或多级过滤或者借助离心进行。应理解的是还可将若干移除步骤彼此组合。

在移除中，应确保基本上保留所述生物质。滤液中残留的生物质可堵塞矿物油地层的细孔。滤液的品质可以以原则上已知的方式借助微孔过滤比(MPFR)确定。该测试方法概述于EP271907B1，第11页，第24-28行中。滤液的MPFR应当为最小值，尤其为1.001-3，优选为1.01-2.0。

所述过滤可优选借助错流过滤，尤其是错流微滤进行。错流微滤法原则上是本领域技术人员已知的，且描述于例如“Melin，Rautenbach，Membranverfahren[膜方法]，Springer-Verlag，第3版，2007，第309-366页”中。本领域技术人员应理解此处“微滤”意指移除的颗粒尺寸为约0.1-约10μm。

在错流过滤中—例如借助合适的循环泵—将待过滤的液流平行施加至用作过滤材料的膜表面。因此，滤膜上具有恒定的液流，这防止或至少降低了在所述膜表面上形成沉积物。

所得滤液可优选以原样用于本发明方法。然而，其可例如进一步浓缩，或者可从所述溶液中移除葡聚糖并以固体形式分离，例如借助合适的溶剂沉淀，随后干燥。

应优选进行发酵以使得在待过滤的发酵液中的待制备的葡聚糖的浓度高于3g/l，优选至少5g/l，更优选至少8g/l。该浓度尤其可为5-30g/l，例如8-20g/l。

工艺步骤(1)

为了实施本发明，在第一工艺步骤(1)中，提供浓度为高于3g/l至30g/l的上述结构的葡聚糖在水中的浓缩物(K)。更特别地，所述浓缩物(K)的浓度为5-30g/l，优选为5-25g/l，更优选为8-22g/l，例如10-20g/l。

在本发明的第一实施方案中，该浓缩物(K)可通过将固体葡聚糖以所需浓度溶解而制备。在本发明的该实施方案中，所述浓缩物可有利地现场(即，在油田或至少在油田附近)制备。为此，固体葡聚糖以干产品形式，例如在大袋中提供。固体葡聚糖尤其可通过上述方法制备。为了溶解，可将粉末与水一起例如手动或借助运输带经由漏斗入搅拌釜中。为了改善润湿和溶解操作，可额外添加表面活性剂。

溶解所用的水可为淡水或含盐水，例如从地下水平面取出的淡水或油藏水。在海上应用场合中，尤其可使用海水或经处理的海水(即已除去一些矿物质和/或硫化合物的海水)溶解。当预期水中存在颗粒时，应将其过滤。

在本发明的第二实施方案中，浓缩物(K)的制备通过如下步骤进行：将分泌所述结构的葡聚糖的真菌菌株在含水营养介质中发酵，并从包含葡聚糖和生物质的含水发酵液中移除浓度高于3g/l的所形成的葡聚糖水溶液。制备方法和优选制备方法的细节已在上文加以描述。将滤液原样用于所述方法中。换言之，在该方法中，浓缩物(K)由发酵液获得，而不分离固体葡聚糖。这避免了由于分离高分子量聚合物和再溶解所述高分子量聚合物可导致的品质损失。

在该实施方案中，所述浓缩物的制备可在油田或油田附近进行，或者可在远离油田的生产设施中进行。当在远离油田的生产设施中制备葡聚糖时，随后将所得浓缩物(K)运输至油田。为了节约运输费用，所述浓缩物(K)的浓度优选为至少5g/l，更优选为至少8g/l。该浓度尤其可为5-25g/l，例如为8-22g/l。

在紧临进一步加工前，可将所得浓缩物(K)存储在合适的液体储罐，如罐中。

工艺步骤(2)

在工艺步骤(2)中，意欲用于注入的含水配制剂(F)通过用水稀释步骤(1)中所提供的浓缩物(K)而制备。在该步骤中，可任选加入其他添加剂，如生物杀伤剂或氧清除剂。

所述含水配制剂(F)的制备可现场(即，在油田或至少在油田附近)进行。陆上的较大油田通常具有在其中加工和储存所开采的油的中央工厂。所开采的矿物油通过管线由各开采场所提供至中央加工厂，并在此处进行水-油分离。同样可在管道中将待注入的液体(在最简单的情况下为分离的油藏水)从中央工厂输送至注入井。该中央工厂也应归类为“现场”。在海上平台的情况下，“现场制备”当然意指在平台上制备。

为了稀释，可使用淡水，或者含盐水。应理解的是还可为不同盐的混合物。

在本发明的一个实施方案中，可使用海水或部分脱盐的海水稀释浓缩物(K)。在本发明的另一实施方案中，可使用采出的油藏水，其以此方式再利用。在海上的生产平台的情况下，通常用海水或部分脱盐的海水稀释该配制剂。

所述含水配制剂(F)中所有盐的总量由用于配制并稀释所述浓缩物(K)的水的类型决定。盐量可为至多350000ppm(重量份)，基于所述配制剂的所有组分总和。当使用具有高盐含量的油藏水以配制并稀释所述浓缩物(K)时，可获得该高值。所述配制剂(F)的盐度通常为20000-350000ppm，尤其为20000-250000ppm。当使用海水稀释所述浓缩物(K)时，盐含量通常为20000-50000ppm；当使用地层水时，通常为100000-250000ppm。碱土金属离子的量尤其可为1000-53000ppm。当存在碱金属和碱土金属离子时，碱金属离子/碱土金属离子的重量比通常≥2，优选≥3。所存在的阴离子通常为至少一种或超过一种卤离子，尤其至少为Cl^-。一般而言，Cl^-的量基于所有阴离子的总和为至少50重量%，优选至少80重量%。

所述含水配制剂(F)的使用浓度为0.05-3g/l，优选为0.08-0.5g/l，更优选为0.1-0.4g/l。

根据本发明，所述含水配制剂(F)的粘度η_F为至少3mPa*s，优选至少10mPa*s(在每种情况下，在7s^-1和T_L下测量)，其中与油粘度η_油(在T_L下测量)比较，对所述含水配制剂的粘度η_F进行选择以使得η_F≤η_油。因此，所述含水配制剂的粘度极有可能低于油相的粘度。即使当所述含水配制剂(F)的粘度低于油相时，也可已获得与使用纯水相比提高的油产量。在本发明的一个实施方案中，η_F<η_油，在本发明的另一实施方案中，η_F为0.1η_油-0.99η_油。可借助葡聚糖的浓度容易地建立所需的粘度。

除了目前所提及的组分之外，所述含水配制剂(F)还可包含额外的组分或添加剂。

额外组分的实例包括一种或多种可添加以防止聚合物通过微生物降解的生物杀伤剂。此外，可添加氧清除剂，如亚硫酸氢钠。在其他变型中，可额外添加碱性化合物，例如碱金属氢氧化物。

额外组分的其他实例包括化学上不同于所用葡聚糖的增稠聚合物，例如合成聚合物或生物高分子。

此外，额外组分可为表面活性剂，尤其为非离子、阴离子或两性离子表面活性剂。表面活性剂的添加可进一步提高去油作用。表面活性剂降低了水相与油相之间的界面张力，因此能使矿物油额外运动。在本发明的优选实施方案中，其为阴离子和/或非离子表面活性剂。

这些原则上可为任何非离子、阴离子或两性离子表面活性剂，优选为非离子和/或阴离子表面活性剂，条件是其原则上适于三次矿物油开采。本领域技术人员知晓相应的表面活性剂。用于三次矿物油开采的合适表面活性剂尤其包含烃基，优选具有10-36个碳原子，优选12-36个碳原子，更优选16-36个碳原子的脂族烃基作为疏水分子结构部分。

该类表面活性剂的实例包括具有磺基的阴离子表面活性剂，如烯烃磺酸盐，如α-烯烃磺酸盐或异烯烃磺酸盐、石蜡磺酸盐或烷基苯磺酸盐；非离子表面活性剂，如烷基聚烷氧基化物，尤其是烷基聚乙氧基化物、烷基多葡糖苷。两性离子表面活性剂的一个实例为烷基酰胺基丙基甜菜碱。所述表面活性剂也可为包含非离子亲水基团和阴离子亲水基团二者的那些，例如烷基醚磺酸盐、烷基醚硫酸盐或烷基醚羧酸盐。

此外，所述表面活性剂也可为低聚物或聚合物表面活性剂。该类聚合物表面活性剂的实例包括包含至少一个亲水嵌段和至少一个疏水嵌段的两亲型嵌段共聚物。实例包括聚氧化丙烯-聚氧化乙烯嵌段共聚物、聚异丁烯-聚氧化乙烯嵌段共聚物以及具有聚氧化乙烯侧链和疏水主链的梳状聚合物，其中主链优选基本上包含烯烃或(甲基)丙烯酸酯作为结构单元。

所述聚合物和表面活性剂可为所述配制剂(F)的成分，然而其还可以与呈含水配制剂形式的配制剂(F)分开注入。

为了实施工艺步骤(2)，将所述浓缩物(K)、用于稀释的水和其他任选使用的组分或添加剂彼此混合。这通常使用一个或多个合适的混合器如静态混合器或动态混合器进行。优选使用一个或多个静态混合器实施工艺步骤(2)。所述配制剂(F)可任选在使用前再次过滤以使所述溶液不含仍存在的任何附聚物或者粗颗粒。这应防止矿物油地层的堵塞。

在这种情况下，应实施工艺步骤(2)以使得应减少(可能的话)或者至少大大减少引入所述含水配制剂(F)中的氧。在一些情况下，在地层条件下，引入的氧可导致或至少促进粘度降低。因此，在本发明的优选实施方案中，工艺步骤(2)应当在无氧条件下进行。这可特别地通过使用密闭装置，且任选使用保护性气体而实现。在注入前，所述配制剂(F)中的氧含量应优选不超过50ppb。尽管如此，所引入的任何氧可通过向所述配制剂(F)中添加氧结合剂而除去。

工艺步骤(3)

在工艺步骤(3)中，将所述含水配制剂(F)注入矿物油地层中，并经由至少一个采出井抽出原油。

本发明含水配制剂的注入可借助常规装置进行。可借助常规泵将所述配制剂经由一个或多个注入井注入矿物油地层中。所述注入可优选使用容积泵进行。在这种情况下，可在井头处产生数10巴至高于100巴的压力。此处应指出的是各个国家存在法规，这将进入岩层时的注入压力限制为初始油藏压力的1.1倍。该限制旨在防止岩层的人工压裂。

注入井通常排有渗碳钢管，所述钢管在所需地点开孔。所述配制剂经由所述开孔由注入井进入矿物油地层中。借助泵所施加的压力以原则上已知的方式确定所述配制剂的流速，且因此也确定剪切应力，借此所述含水配制剂进入地层。进入地层时的剪切应力可由本领域技术人员以原则上已知的方式基于Hagen-Poiseuille定律使用进入地层中时所流经的面积、平均孔隙半径和体积流速计算。地层的平均孔隙率可以以原则上已知的方式通过测量钻心而测定。当然，注入地层中的含水配制剂(F)的体积流速越大，则剪切应力越大。

注入速率可由本领域技术人员根据地层条件确定。优选地，所述含水聚合物配制剂进入地层时的剪切速率至少为30000s^-1，优选为至少60000s^-1，更优选为至少90000s^-1。

经由采出井开采的原油可以以原则上为本领域技术人员所已知的方式进行加工。更特别地，将原油分离为基本上包含油藏水的相和基本上包含油的相。随后可将所述油输送入炼油厂中。随后可在进一步的后处理步骤中使移除的油藏水脱除油渣。在海上时尤其需要该加工，此时随后将水释放至海中。

在优选实施方案中，在工艺步骤(2)中使用所移除的至少一部分油藏水以稀释所述浓缩物(K)。这允许实现基本上闭合的水循环。

本发明方法可在油藏开发的不同时间进行。例如，本发明方法可在水驱之后进行。此外，其可在油藏的表面活性剂驱之后进行。表面活性剂驱包括将表面活性剂的合适含水配制剂注入地层中。水-油界面张力的降低允许表面活性剂促进矿物油的运动。然而，还可在紧临矿物油一次开采结束之后实施所述方法，即不事先实施水驱或者—如果由于油藏环境而不可实施一次开采时—在紧临油藏开发之后。在一些情况下，省去水驱允许从一开始就避免指进或过度指进。

可在经济考虑下从矿物油藏获得的累积矿物油产量也称为最终产量。该最终产量除以初始存在于矿物油藏中的油总量(=初始油含量)也称为最终产量水平或产量因子。

当用于三次矿物油开采的常规聚合物已不再获得令人满意的结果时，借助本发明方法，即使在非常热和高盐量的矿物油藏中仍可使用葡聚糖实现矿物油产量的显著提高。

下文实施例旨在详细阐述本发明：

对下述测试使用如下增稠聚合物：

聚合物1

具有β-1,3-糖苷键接的主链和β-1,6-糖苷键接的侧基的葡聚糖(本发明)

用于制备所述葡聚糖的装置示于表1中。其由容积为120升的搅拌式夹套储存容器B1、偏心螺杆泵P1、管束式换热器W1、保压阀V1和两个过滤模块F1和F2构成。所述过滤模块F1和F2借助三路龙头V3和V4反冲，在每种情况下间隔300s渗透，在每种情况下渗透液为200ml；氮气压力为7巴。借助所述容器B1的夹套和换热器W1将错流过滤系统的内容物冷却至24℃。

在所述过滤模块F1和F2中，使用对称的管式膜，具体为获自TAMI且由ATZ陶瓷(氧化铝/二氧化钛/氧化锆)构成的5通道元件。所述膜的孔径D90为3.5μm。所述膜具有对称结构且不具有分离层或中间层。膜管的长度为1m；外径为20mm。模块元件的膜面积为0.11m²。通道的水力直径为6mm。

对所述测试而言，使用裂褶菌；具体地，以间歇发酵法制备“Udo Rau,Biopolymers，编辑A.Steinbüchel，Verlag WILEY-VCH，第6卷，第63-79页”中所述的裂褶菌多糖。发酵时间为96小时。将99.6kg该发酵液(=进料)引入容器B1(图2)中并在4巴压力下借助泵P1以7m³/h循环速率循环45分钟。对所述容器的内容物进行分析，发现裂褶菌多糖含量为9.8g/L。

然后将循环速率调节至5.1m³/h，并施加1.1巴的跨膜压力。通流速率为5m/s。收集并称重离开过滤模块的渗透液。在该试验的第一个10分钟内，获得0.75kg渗透液。这对应于20.4kg/h/m²渗透液流速。跨膜压力为2.9巴。过滤进行16小时，此时获得6.18kg渗透液。

对收集的渗透液进行分析并发现葡聚糖含量为6.7g/升。所述渗透液的MPFR为2.8。

在每种情况下，在测试所需的温度下将所得浓缩物稀释。

对照聚合物1：

由约75mol%丙烯酰胺和25mol%含磺基的单体2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(钠盐)形成的市售合成聚合物，其重均分子量M_W为约11百万g/mol。

对照聚合物2：

具有约2百万g/mol重均分子量M_W的市售生物高分子黄原胶(CAS11138-66-2)(通过用黄单胞菌(Xanthamonas Campestris)发酵制备的生物高分子)。

对照聚合物3：

市售生物高分子定优胶(通过用鞘氨醇单胞菌属(sphingomonas)发酵制备的生物高分子)

使用本发明葡聚糖和对照聚合物进行下文所述的粘度测量。

粘度性能测量：

测试仪器：剪切应力控制的Physica MCR301旋转粘度计具有双间隙几何结构的压力盒DG35/PR/A1

测量范围：在每种情况下按照规格，25-170℃

剪切速率：在每种情况下按照规格

整个测量系统包括注射器，借此取出试样并引入用氮气吹扫的流变仪中。在测量过程中，用8巴氮气对测试盒加压。

测试系列1:

在0.2-2g/l的不同浓度下测量聚合物P1、V1和V2溶液的粘度。测量在合成的油藏水中进行。为此，将所述聚合物溶于超级浓缩的盐水或者—在所述聚合物已以溶液形式存在的情况下—将所述聚合物溶液与超级浓缩的盐水混合，随后将所得盐溶液稀释从而获得下文所述的浓度。P1和V2的测量在54℃下进行，V1的测量在40℃下进行。

油藏水的组成(每升)：

CaCl₂ 42600mg

MgCl₂ 10500mg

NaCI 132000mg

Na₂SO₄ 270mg

NaBO₂*4H₂O 380mg

总盐度 185750mg

结果汇总于图2中。图2显示了葡聚糖P1在油藏水中获得了最佳的粘度功效，即所述试样在给定的浓度下获得了最高的粘度。

测试系列2:

聚合物P1、V1、V2和V3水溶液在超纯水中的粘度在每种情况下以3g/l浓度、100s^-1剪切速率且在25-170℃温度范围内测量。为此，相应地稀释聚合物P1溶液，并将聚合物V1、V2和V3以相应浓度溶于水中。在室温下将所述试样注入测试盒中，且加热速率为1℃/分钟。结果示于图3中。

测试系列3:

程序如测试系列1那样，不同之处在于不使用超纯水而是合成的油藏水配制溶液。结果汇总于图4中。

测试系列2和3的评价:

所述测试显示了在高温和高盐浓度下，本发明所用的葡聚糖P1与对照聚合物V1、V2和V3相比所具有的优点。葡聚糖P1的粘度在含盐水和超纯水二者中在25-140℃的温度下保持恒定，仅仅在此之后开始逐渐降低。在超纯水中，合成聚合物V1(丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的共聚物)和生物高分子V3二者显示出类似的行为，而生物高分子V2明显更差。然而，在油藏水中，在较高温度下，所有对照聚合物V1、V2和V3均比葡聚糖P1更差。

测试系列4:

在各种盐和不同用量的盐下，测量作为剪切速率函数的聚合物P1、V1和V1的粘度，具体地：

4-1 0.1g/l NaCl

4-2 120g/l NaCl

4-3 0.1g/l CaCl₂

4-4 120g/l CaCl₂

4-5 上述组成的油藏水

聚合物浓度：在每种情况下为3g/l

测量温度：25℃

仪器：剪切应力控制的Physica MCR Couette Geometrie CC27旋转粘度计

测试体的半径：13.33mm

测试杯的半径：14.46mm

在稳态剪切下测试试样，以高剪切速率开始，降至低剪切速率并再次返回。

结果汇结于图5-9中。

在低盐度水中，所有聚合物均显示出粘度随剪切速率的提高而降低。对所有测试而言，聚合物P1优于对照聚合物V1和V2，即聚合物P1的粘度功效最佳。

在高盐度水和油藏水中，两种生物高分子P1和V2的粘度保持大致相同，而合成聚合物V1(丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的共聚物)的粘度大大降低。

测试系列5:

此外，在不同用量的盐，具体为0.1g/l NaCl、30g/l NaCl、60g/l NaCl、120g/lNaCl、60g/l NaCl与57g/l CaCl₂的混合物以及上述组成的油藏水下测量作为剪切速率的函数的聚合物P1和V1的粘度。所述测试系列示于图10和11中。聚合物P1的粘度与盐含量无关，而聚合物V1的粘度即使在30g/l NaCl盐含量(大致对应于海水)下也极大降低。

附图列表：

图1 用于制备所述葡聚糖P1的装置的示意图

图2 聚合物P1、V1和V2的粘度对浓度的依赖性

图3 聚合物P1、V1、V2和V3在超纯水中的粘度的温度依赖性

图4 聚合物P1、V1、V2和V3在油藏水中的粘度的温度依赖性

图5 作为剪切速率函数的聚合物P1、V1和V2在低盐度水(0.1g/l NaCl)中的粘度

图6 作为剪切速率函数的聚合物P1、V1和V2在高盐度水(120g/l NaCl)中的粘度

图7 作为剪切速率函数的聚合物P1、V1和V2在低盐度水(0.1g/l CaCl₂)中的粘度

图8 作为剪切速率函数的聚合物P1、V1和V2在高盐度水(120g/l CaCl₂)中的粘度

图9 作为剪切速率函数的聚合物P1、V1和V2在高盐度水(油藏水)中的粘度

图10 聚合物P1在不同盐浓度下的粘度

图11 聚合物V1在不同盐浓度下的粘度

Claims (30)

1.一种从油藏温度T_L至少为70℃下的油藏中开采矿物油的方法，所述油藏除油之外，还包含盐度为20 000-350 000ppm的油藏水，所述油具有在T_L下测量为至少3mPa*s的粘度η_油，所述方法包括将含水配制剂F经由至少一个注入井注入矿物油藏中，并经由至少一个采出井从所述油藏中抽出原油，其中所述含水配制剂F包含至少一种具有β-1,3-糖苷键接的主链和β-1,6-糖苷键接与其上的侧基且具有1.5*10⁶-25*10⁶g/mol重均分子量M_w的葡聚糖，其中所述方法至少包括如下工艺步骤：

(1)提供浓度为高于3g/l至30g/l的处于水中的葡聚糖浓缩物K，

(2)通过用水将步骤(1)所提供的浓缩物K现场稀释至0.05-3g/l葡聚糖浓度而制备含水配制剂F，条件是对所述浓度加以选择以使得所述含水配制剂F在7s^-1和T_L下测量的粘度η_F为至少3mPa*s，其中与在T_L下测量的粘度η_油相比，对粘度η_F加以选择以使得η_F≤η_油，和

(3)将所述含水配制剂F注入矿物油地层中，并经由至少一个采出井抽出原油。

2.根据权利要求1的方法，其中油藏温度为70-150℃。

3.根据权利要求1的方法，其中油藏温度为100-135℃。

4.根据权利要求1的方法，其中所述浓缩物K中的葡聚糖浓度为5-25g/l。

5.根据权利要求2的方法，其中所述浓缩物K中的葡聚糖浓度为5-25g/l。

6.根据权利要求3的方法，其中所述浓缩物K中的葡聚糖浓度为5-25g/l。

7.根据权利要求1-6中任一项的方法，其中所述含水配制剂F中的葡聚糖浓度为0.08-0.5g/l。

8.根据权利要求1-6中任一项的方法，其中所述含水配制剂F进一步包含其量为20000-350 000ppm盐。

9.根据权利要求8的方法，其中所述配制剂F中的碱土金属离子比例为1000-53000ppm。

10.根据权利要求1-6中任一项的方法，其中步骤(2)中的稀释用海水进行。

11.根据权利要求1-6中任一项的方法，其中步骤(2)中的稀释用采出的油藏水进行。

12.根据权利要求1-6中任一项的方法，其中所述油的在T_L下测量的粘度η_油为100-10000mPa*s。

13.根据权利要求1-6中任一项的方法，其中η_F<η_油。

14.根据权利要求13的方法，其中粘度η_F为0.1-0.99η_油。

15.根据权利要求1-6中任一项的方法，其中所述地层的平均渗透率为10毫达西至4达西。

16.根据权利要求1-6中任一项的方法，其中所述地层的平均渗透率为100毫达西至2达西。

17.根据权利要求1-6中任一项的方法，其中将聚合物溶液以至少30000s^-1的剪切速率注入所述地层中。

18.根据权利要求1-6中任一项的方法，其中所述配制剂F进一步包含至少一种生物杀伤剂。

19.根据权利要求1-6中任一项的方法，其中所述配制剂F进一步包含至少一种氧清除剂。

20.根据权利要求1-6中任一项的方法，其中所述方法进一步包括注入表面活性剂，此时所述表面活性剂可为所述配制剂F的组分；或者额外注入含水表面活性剂配制剂。

21.根据权利要求1-6中任一项的方法，其中所述方法进一步包括注入不同于葡聚糖的其他聚合物，此时所述其他聚合物可为配制剂F的组分；或者额外注入含水聚合物配制剂。

22.根据权利要求1-6中任一项的方法，其中工艺步骤(2)在无氧条件下进行。

23.根据权利要求1-6中任一项的方法，其中将开采出的原油分离为包含油的相和包含油藏水的相。

24.根据权利要求23的方法，其中使用至少一部分所移除的油藏水稀释所述浓缩物K。

25.根据权利要求1-6中任一项的方法，其中所述方法在油藏的水驱之后进行。

26.根据权利要求1-6中任一项的方法，其中所述方法在油藏的表面活性剂驱之后进行。

27.根据权利要求1-6中任一项的方法，其中所述浓缩物K的制备通过使分泌所述结构的葡聚糖的真菌菌株在含水营养介质中发酵，并从包含葡聚糖和生物质的含水发酵液中移除以高于3g/l浓度形成的葡聚糖水溶液而进行。

28.根据权利要求27的方法，其中所述真菌菌株为裂褶菌(Schizophyllum commune)或白绢病菌(sclerotium rolfsii)。

29.根据权利要求27的方法，其中所述移除借助错流过滤进行。

30.根据权利要求28的方法，其中所述移除借助错流过滤进行。