CN1062949A

CN1062949A - 选择性降低地下水渗透性的方法

Info

Publication number: CN1062949A
Application number: CN91111698A
Authority: CN
Inventors: 理查德·D·胡秦斯; 博通·B·萨迪佛特; 豪艾·T·道万
Original assignee: Union Oil Company of California
Current assignee: Union Oil Company of California
Priority date: 1990-12-21
Filing date: 1991-12-21
Publication date: 1992-07-22
Also published as: AU9155991A; GB2266109A; MX9102547A; WO1992011440A1; IE72100B1; US5145012A; CA2098829A1; GB9312137D0; GB2266109B; IE914275A1

Abstract

含生气母质和/或通道的凝胶，用来有选择地降低含水流体相对于非含水流体的流动，以提高地层中非含有水流体的采收率。尽管凝胶在油藏条件是稳定的，但它也容易受凝胶降解剂如酸的降解，因此也用来作地下凝胶处理中的防故障凝胶。在本发明另一实施例中，把气注入以前处理过的部分地层中，置换出堵塞非含水流体通过覆盖聚合物的孔隙的含水流体，把选择性渗透率恢复到原先处理井的水平。

Description

本发明涉及（a）选择性降低地下水渗透性的方法;（b）含有选择性降低地下水渗透性组合物的地层;（c）降解地层中交联聚合物的方法;以及（d）提高石油采收率技术。

在产油气井的开采周期率，如，一口从地层开采油或天然气的油井，产油井通常也产水。在这种情况下，在整个周期中，随着烃产量的降低，从井中所产的水似向于增加，常常产水量变得如此之多，以致于不得不采取补救措施来降低水/烃产量比，否则只好关闭油井，因为该油井已完全停止产烃，或者烃的生产变得不经济。

一些用于从这类油井中增加烃收率的补救措施要求往部分地层中注入聚合物，来堵塞地层中的产水区域。遗憾的是，这些补救措施中并非所有的都成功，某些情况下，注入的聚合物实际进一步阻碍从所处理的井中开采烃。即使在聚合物处理法起始确实能降低水/烃比的情况下，水/烃比通常也会在整个开采时间内增加，直至需要再进行补救处理。

而且，许多提高石油采收率的方案，如，混相驱（如二氧化碳和烃（如提高天然气采收率的丙烷、丁烷和戊烷）混相驱），蒸汽驱，火驱（也称为就地燃烧）和非混相驱（如氮气，烟道气和二氧化碳非混相驱），通过注入井注入气体来试图从产油井中增加油的采收率。因为气体倾向于超复和/或流过最易透气的地层区域，各个地层区域实质上不能被注入的气体相连接。虽然在少数几个增加石油采收率的技术中，试图采用聚合物来使注入液流到地层的其它部分，这些注入的聚合物虽然能有效地阻塞流体流过地层中更易渗透的部分，但也基本上阻塞了任何气体或液体通过阻塞区域的通道。因此，采用聚合物来阻塞地层更易渗透区域的方法难以或实质上根本不可能作为增加石油回收的技术，来回收地层阻塞区中任何残余的油。

本发明提供一种选择性降低地层中含水流体（如，水）相对于非水流体（如，油、天然气）的流速。在本发明的一种方案中，往至少一部分地层中注入一种组合物，该组合物包括（a）一种能将组合物转化成胶质的成分和（b）要么为（ⅰ）一种生气体母质和/或（ⅱ）一种生酸性母质。让组合物变成胶质，并使生气体母质和/或生酸母质承受这样的条件，即，至少分别使一部分生气体母质转化为气体和/或生酸母质转化成酸。

在本发明上述方案的一改进实施例中，组合物无需含有任何生气母质或生酸母质。在这种实施例中，通过将气体注入至少一部分组合中，可至少形成一部分通路。

在所有的上述实施例中，通路的存在增加了烃，尤其是气态烃先于水流过凝胶的流速。因此，所处理的井基本上降低了水/烃比。

本发明的另一方案要求往至少一部分地层中注入一种成分，该成分能在至少一部分地层表面上形成聚合物涂层。接着形成涂层，并紧贴至少一部分涂层表面注入一种气体。紧贴涂层表面的气体的存在也有助于增加烃相对于水的流速。

本发明通过采用可重新愈合的胶质，进一步提供补救处理产烃井的方法。在本发明的这种方案中，一种含有生气母质和/或生酸母质或基本上不含生母质和生酸母质的胶质，在剪切至少一部分胶质的条件下注入至少一部分地层中。一旦存在，生气和/或生酸母质将承受使至少一部分起始物分别转化成气体或酸的条件。当胶质愈合或愈合后，所产生的气体和/或酸能在胶质中形成或有助于形成通路。换句话说，在愈合期间，通过向剪切胶质注入气体，形成了一部分通路。与上述起初的方案相似，通路的存在增加了烃流过愈合胶质的流速，典型地，所处理的井基本上降低了水/烃比..;本发明也提供了一种回收体系，该体系包括（a）地层;（b）穿透至少一部分地层的井;（c）采用本发明上述任何方案，在至少一部分地层中形成的胶质或聚合物涂层。

再则，在产烃井已用聚合物补救处理过而水/烃比已回到不可接受的程度的场合，本发明也提供了一种降低水/烃产量比的措施。具体地说，在本发明这一实施例中，至少往一部分地层中注入一种气体。所注入的气体取代了至少一部分阻塞非水流体流过涂有聚合物或含胶质的孔隙通路的含水流体，并恢复了烃优先流过这些孔隙。

对那些采用聚合物补救处理有害于产烃的情形来说，本发明也提供了一种能有效地改变聚合物不利影响的方法。尤其是为了有效地除去有问题的胶质，在本补救处理中，起始注入的形成胶质的组合物也含有一种生气母质。如果在组合物形成胶质后未达到预期的效果，往地层中注入酸来除解胶质并恢复流体流过地层的流速。与类似的方法相比，本发明的方法在恢复流体流速方面有效得多，而类似的方法的唯一有意义的差异为在注入的形成胶质组合物中基本上不含任何生气母质。

根据本发明，在增加石油回收的技术的实施之前或实施过程中，将依照地层垂向气体渗透性剖面图。本发明的纵向一致性措施要求通过注入井，往地层中注入一种组合物，该组合物能形成一种胶质，该胶质选择性地允许气体通过而禁止含水液通过。在增加石油回收过程中，所引入的特定的气体（如CO₂、蒸汽、有机蒸汽倾向于（a）被透气聚合物沿地层的纵切面更均匀地分布（b）在通过胶质后，更均匀地扫过地层。

参照以下的描述、附加的权利要求和附图，可使采用本发明的方法能获得的水/烃比的选择性降低以及其它的特征、方面和优点变得更易理解：

图1是下述实施例1中采用聚合物补救处理方法实验处理一口气井时获得的结果图;而

图2是以下详述于实施例2中采用聚合物补救处理法实验处理一口气井时获得的结果图。

本发明一方面要求能选择性地降低地层中含水流体对非水流体的流速。含水流体的例子包括地下水、油藏原生水、盐水以及所注入作为各种增加石油和天然气回收技术的一部分的水基流体。非水流体包括、但没有必要仅限于液体烃（如，石油）、气态烃（如，天然气）、二氧化碳、氦、氢和硫化氢。

在一具体表现本发明特征的选择降低法中，通过生产井往至少一部分地层中注入一种组合物，该组合物包括（a）一种生气母质和（b）能将组合物转变成胶质的成分。让组合物变成胶质，并使生气母质承受将至少一部分生气母质变成气体的条件。

优选的生气母质为选自含有（a）能在低于约300℃的温度下分解成气体的物质和/或（b）能在pH为3-11下分解成气体的物质的物系。优选的温度激活的生气母质在不到200℃的温度下分解成气体，更优选的是温度低于约150℃。

典型的生气母质包括、但没有必要限于碳酸氢盐、硫酸氢盐、碳酸盐、硫化物、二硫化物和亚硫酸盐中的铵和碱金属盐;硫代乙酰胺;尿素;取代的尿素;以及其混合物。优选的是，生气母质选自含有碳酸氢铵、亚硫酸氢铵、亚硫酸铵、碳酸氢钾、亚硫酸氢钾、亚硫酸钾、硫化钾、二硫化钾、碳酸氢钠、亚硫酸氢钠、硫化钠、二硫化钠、硫代乙酰胺、尿素、硫代尿素、以及其混合物的物系。更优选的生气母质为碳酸氢铵、碳酸氢钾、碳酸氢钠及其混合物。然而，为了避免破坏地层的渗透性，当处理含水活性粘土的地层时，更期望采用铵和钾盐。

一般来说，形成胶质的组合物含有足够浓度的生气母质，一旦生气母质分解，胶质就被气体所饱和。然而，优选的是，在组合物中生气母质的浓度应为当生气母质分解时，足以在胶质中形成一单独的气相。为获得上述任一结果，需要提供足够气体的生气母质的浓度取决于组合物所注入的地层的温度和压力。按照本发明，所处理的地层通常为至少15℃和压力大于1atm。更为典型的是，地层温度为约15°到约275℃。更常见的是约50℃到约150℃。地层压力经常为约3到700atm，更经常的是约5到约200atm。

通常，为达到上述目标，所需生气母质的浓度随地层温度的增加而减少，但随地层压力的增加而增加。作为地层中温度和压力条件的结果，基于形成胶质的组合物总量，该形成胶质的组合物通常含约0.01到约10，优选的是约0.05到约5，更优选的是约0.5到约2的生气母质（重量百分率）。基于形成胶质的组合物的总量，生气母质的重量百分浓度通常大于1、甚至大于1.5，也可大于2、甚至大于3。

正如说明书和权利要求书中所使用的那样，术语“胶质”意味着选自含有（a）胶体，该胶体中分散相和连续相结合产生了一种粘性的糊状产物，（b）交联聚合物和（c）其混合物的物系的物质。许多能形成胶质的组分都被本领域熟练的技术人员用来处理地层。例如，在美国专利3，687，200和美国专利4，732，213中提到的能形成胶体的胶质组分，这些专利在此一起全部并入本发明，以供参考。硅酸盐、胶状二氧化硅以及其铵和碱金属盐是更常用的胶状制胶成分。

例如，能形成交联聚合物的成分在以下美国专利中进行了讨论：3，306，870、3，727，687、3，740，360、3，749，172、3，749，174、3，782，467、3，785，437、3，818，998、3，881，552、3，897，827、3，908，760、3，921，733、3，926，258、3，971，440、3，978，928、4，018，286、4，040，484、4，074，757、4，110，230、4，290，485、4，413，680、4，460，751、4，464，270、4，470，915、4，494，606、4，498，539、4，502，967、4，534，412、4，572，295、4，579，670、4，643，255、4，664，194、4，667，032、4，683，949、4，694，906、4，776，398、4，779，680、4，787，451、4，796，700、4，821，802、4，896，723、及美国石油工程师学会（SPE）18201和3992。这些文献在此一并归入本发明，以供参考。

交联聚合物通常是通过适当比例的可交联聚合物与交联剂反应或接触来产生的。然而，形成胶质的组合物仅需含有可交联的聚合物或者是交联剂。当可交联的聚合物或交联剂从组合物中省去时，被省去的物料通常作为一单独的料浆，在形成胶质的组合物引入之前、之后或同时引入地层。优选的是，组合物至少含有可交联的聚合物或能通过聚合产生可交联的聚合物的单体（如，丙烯酰胺、乙酸乙烯基酯、丙烯酸、乙烯醇、甲基丙烯酰胺、环氧乙烷和乙烯基吡咯烷酮）。更优选的是，该组合物既含有（a）交联剂、亦含有（b）（ⅰ）可交联的聚合物或（ⅱ）能产生可交联的聚合物的可聚合单体。

典型的可交联聚合物是水溶性的。常用种类的水溶性可交联聚合物包括聚乙烯聚合物、聚甲基丙烯酰胺、纤维素醚、多糖、木质磺酸盐、其铵盐、其碱金属盐以及木质磺酸的碱土金属盐。典型的水溶性聚合物的具体实例为丙烯酸-丙烯酰胺共聚物、丙烯酸-甲基丙烯酰胺共聚物、聚丙烯酰胺、部分水解的聚丙烯酰胺、部分水解的聚甲基丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚烷基环氧化物、羰基纤维素、羰基烷基羟乙基纤维素、羟乙基纤维素、半乳甘露聚糖（如，瓜耳树胶）、取代的半乳甘露聚糖（如，羟丙基瓜耳胶）、通过淀粉衍生的糖（如，黄原胶）的发酵获得的杂多糖以及其铵和碱金属盐。优选的水溶性可交联的聚合物包括羟丙基瓜耳树胶、部分水解的聚丙烯酰胺、黄原胶、聚乙烯醇和其铵及碱金属盐。

可交联的聚合物可以多种形式获得，如作为水溶液或汤、凝胶测井液、干粉和烃乳浊液或悬浊液。正如本领域熟练的技术人员所熟知的那样，采用不同的设备来处理不同形式的可交联聚合物。

至于交联剂，是本领域技术人员熟知的有机或无机化合物。有机交联剂的例子包括但不限于醛、双醛、酚、取代酚和醚。酚、间苯二酚、戊二醛、邻苯二酚、甲醛和双乙烯基醚是更典型的有机交联剂中的一些例子。典型的无机交联剂为多价金属、螯合多价金属和能产生多价金属的化合物。更普通的无机交联剂的一些例子包括铬盐、铝酸盐、镓酸盐、重铬酸盐、钛螯合物、柠檬酸铝、柠檬酸铬、乙酸铬和丙酸铬。

用于制备可形成凝胶的组合物的技术和能使地层中此种组合物变成凝胶的条件是本领域熟练的技术人员熟知的。并在上述并入的文件中讨论过，这里就无需详细描述。一般说来，可形成胶质的组合物是这样形成的，在含水介质（如水和盐水）中，混合重量百分率为约0.5到约50的聚合物、约0.0001到约1的交联剂以及为获得上述生气母质浓度的足量生气母质。正如本领域熟练的技术人员所知晓的那样，选择恰如其份的聚合物和交联剂，以确保（a）在油藏（如，地层）条件下胶体的稳定性和（b）胶凝前用于注入组合物的合适时间范围。

在本发明的一优选的实施例中，至少一部分生气母质在胶凝期间（即，当注入的组合物形成胶体）在地层中转变成了气体。通常更为优选的是在胶凝期间，基本上所有的生气母质均转变成了气体。

如上所述，因为有不同类型的生气母质，所以也有不同的技术用来将生气母质转变成气体。一种转化技术要求采用温度激活的生气母质，该母质在所处理的地层温度下简单地分解成气体。另一种生气母质转化技术需要采用一种延迟作用的物质，随后改变至少一部分延迟作用物质以形成活性材料，这样将至少一些、优选的是所有生气母质转变成气体。而延迟作用物质可作为单独注入的浆料部分注入地层，优选的是延迟作用物质并入可形成胶质的组合物中。

延迟作用物质包括，但不限于起延迟作用的pH改变剂，如生酸母质或碱母质，通常水解或热分解以分别形成酸和碱。典型的生酸母质包括可水解的酯、酸酐、磺酸盐、有机卤化物和强酸弱碱盐。具体的生酸母质的例子为甲酸乙酯、甲酸丙酯、乙酸乙酯、单乙酸甘油酯、乙酸甘油酯、二乙酸甘油酯、甘油二乙酸酯、黄原酸酯、硫代氰酸酯、聚乙烯酯、乙酸乙酯、丙烯酸酯共聚物和二甲酯。甲酸乙酯、甲酸丙酯、乙酸乙酯、二元酸酯及混合物是优选的生酸母质。更广为人知的生碱母质为铵盐、季铵盐、尿素、取代尿素、配位化合物和强碱弱酸盐，而优选的生碱母质为尿素、硫代尿素、氯化氨及其混合物。

可形成胶质的组合物中，延迟作用物质的浓度优选的是足以将一部分、更优选的是基本上所有的生气母质转变成气体。例如，组合物中起延迟作用的pH改变剂的浓度优选的是足以将组合物的pH改变至少约0.5个单位。某些情况下，进一步优选的是，起延迟作用的pH改变剂的浓度应足以使组合物改变1个或更多的pH单位。基于形成胶质组合的的总量，起延迟作用的pH改变剂通常在组合物中的重量百分浓度为0.05到约5。优选的是，基于形成胶质组合物的总量，起延迟作用的pH改变剂的重量百分浓度为0.2-2，更优选的是约0.5-1.5。当采用延迟作用物质时，当在水介质中混合聚合物和交联剂时，延迟作用物质通常加在能形成胶质的组合物中。

在本发明的一特别优选的实施例中，除了通过生气母质的分解来产生气体外，还向地层中注入一股或多股气体段塞，当气体段塞可在形成胶质组合物的注入之前，之中或之后注入时，优选的是至少一部分、而更为优选的是所有的气体段塞与组合物同时注入。另一选择也是优选的，顺序注入一股或多股形成胶质的组合物段塞和一股或多股气体段塞。更为优选的是在胶凝期间和组合物已形成胶质而不能被在常用气体注入压力下的气体穿透之前，往组合物中注入气体段塞。正常的气体注入压力为小于地层破裂压力的压力。

基于注入地层中处理流体（即，所注气体的体积加上注入的形成胶质组合物的体积）的总体积，所注气体量（在所处理的地层温度和压力下测得）通常为约5-95%（体积）。基于所注处理流体的总体积，所注气体的体积百分含量优选的是约10-70，更为优选的是约15-50。

在本发明下面将要详细讨论的一种方案中，一股或多股气体物料的注入应足以使注入地层中的组合物中基本上无生气母质。

所注气体通常为非冷凝气。非冷凝气的例子包括空气、氧气、氢气、惰性气体（氦、氖、氩、氪、氙、氡）、天然气、烃气（如，甲烷、乙烷）、氮和二氧化碳。空气、氮气和二氧化碳是更为优选的非冷凝气，氮气是最优选的。

本发明中所采用的生气母质和气体的段塞的主要目的为，在胶凝期间，在形成的胶质组合物中或通过组合物产生通道或通路，这样在胶体中存在含气体的通道。相对于含水流体来说，这些含气体的通道有助于或优先让非水流体流过胶体。优选的是，存在于胶体通道中的气体的浓度为占通道孔体积约0.5-100%。更优选的是，通道中气体的浓度占通道孔体积约1-95%，最为优选的是约5-90%。

气体段塞的另一目的为给地层提供足量的气体，这样当井重新打开用于生产时，无需对井进行擦洗、抽吸或灌注，气体立即从井口产出。简言之，采用气体段塞引入的气体起着“自我灌注（self-prime）”油井的作用。

上述的与活化生气母质一同使用的起延迟作用的物质也形成或有助于形成通路。相应地，延迟作用物除了与生气母质一同产生通道外，也用来独自或与一股或多股气体段塞一起来产生通道。当形成胶质的组合物中基本上无任何生气母质时，基于形成胶质组合物的总量，存在于形成胶质组合物中的延迟作用物，如，生酸母质的浓度典型的为约0.2-20%（重量），优选的是约0.5-15（重量），更优选的是约1-10%（重量）。基于形成胶质的组合物的总量，在基本上不含生气母质的形成胶质组合物中，生酸母质的重量百分浓度通常大于约3，甚至大于约4，也可大于约5以及甚至大于约10。

当延迟作用物质独自在基本上不含任何生气母质或气体段塞的条件下使用时，延迟作用物质在胶凝期间或之后，转化成其活性成分，如，酸或碱。然而，当延迟作用物质与一股或多股气体段塞一同使用时，优选的是在胶凝期间将至少一部分、而更优选的是将基本上所有的延迟作用物质转化成其活性成分。

在后一种情况下，气体段塞与延迟作用物质一同使用以形成通道，该气体段塞以上述方式和用量与含生气母质的组合物一同引入组合物中。

在本发明的另一个方案中，胶质与胶质分解剂接触，形成通道。例如，胶质分解剂包括酸（如，布朗特酸（如盐酸、氢氟酸和乙酸）;路易丝酸（如，氯化铝））;氧化剂（如，过氧化物（如，过氧化氢））;漂白剂（如，次氯酸钠）;过硫酸盐（如，过硫酸钾）;以及活性气体。正如说明书和权利要求书中采用的那样，术语“活性气体”意味着当气体碰到水时，形成酸性溶液或碱性溶液。当碰到水时能形成酸性溶液的典型的酸性活性气体包括但不限于二氧化碳、硫化氢、二氧化硫和三氧化硫。当碰到水时能形成碱性溶液的常用碱性活性气体包括氨气、甲胺和乙胺。优选的胶质分解剂为酸。

液体胶质分解剂通常以水溶液的形式使用，其基于水溶液总量的重量百分浓度为约0.5-30，优选的是约1-20，最为优选的是约2-15。典型地，对每桶（0.159米³）注入的形成胶体的组合物来说，胶质与约0.19-7.57升的液体胶质分解剂接触，优选的是0.38-5.68升，更优选的是约1.89-3.79升。当组合物中采用了生气母质时，将胶质与胶质分解剂接触，能特别奏效地产生通道。如下所述，采用液体胶质分解剂方案的一改进实施例能非常有效地除去由于胶质存在于地层中所导致的流体阻力。

当采用活性气体时，它们通常以浓缩的形式使用。它们在水溶液中的溶解度取决于特定的活性气体和地层中的温度和压力。所实用的每种活性气体浓度优选的是约等于或大于在该地层温度和压力下的溶解度极限。例如，二氧化碳在约49℃和约136atm下的溶解度为每克水35立方厘米，而在约82℃和约136atm下溶解度下降到每克水25立方厘米。因此，在约49℃和约136atm下，胶质中二氧化碳的用量为至少每克水35立方厘米，而在约82℃和约136atm下，胶质中二氧化碳的用量为至少每克水25立方厘米。

在本发明的又一选择性降低水/非水产量比的方案中，采用一种可重新愈合的胶质来选择性地降低地层中含水流体对非水流体的流速。适合于作为本发明这一方案的可重新愈合的胶质是本领域熟练的技术人员所熟知的。如，参见美国专利4，464，270、美国专利4，470，915、美国专利4，779，680和美国专利4，901，795，这些专利在此一并归入本发明，以供参考。铬交联的黄原生物聚合物是可重新愈合的胶质的例子。

在本发明这一方案中，可重新愈合的胶质在剪切至少一部分胶质的条件下，注入至少一部分地层中。在本发明这一方案的某些实施例中，对可重新愈合的胶质进行了改进，以包含生气母质、生酸母质或这些母质的混合物。在这些实施例中，让剪切的胶质愈合，并使胶质中所含的生气母质和/或生酸母质承受将至少一部分生气母质和/或生酸母质分解转化成气体或酸的条件。优选的是，当胶质重新愈合时，生气母质转变成气体。换言之，优选的是，当胶质至少部分处于剪切状态时，生气体母质发生转化。当仅采用生酸母质时，当胶质重新愈合时，优选的是生酸母质转变成酸。然而，当生酸母质作为转化生气母质为气体的手段而与生气母质一同使用时，为了释放气体，优选的是在胶质愈合期间，将生酸母质转化成酸，随之，当胶质重新愈合时，形成含气体的通道。

根据需要可以往剪切的胶质中也注入一股或多股气体段塞，以有助于其中形成通道。基于注入地层处理液的总体积（即，注入气体的体积加上注入的可重新愈合胶质的体积），所注气体的体积（在处理的地层的温度和压力条件下测定）百分率通常为约5-95。基于所注处理液的总体积，优选的注气体积百分率为约15-50。

在本发明的另一实施方案中，往地层中注入的形成胶质的组合物或可重新愈合的胶质基本上不含生气母质或任何延迟作用物质。在这一方案中，把气体段塞注入至少一部分（a）形成胶质的组合物中（在形成胶质之前）或（b）剪切胶质，在其中形成通道。由之产生的这些通道或改进形式分别存在于形成的胶质中或重新愈合的胶质中。上述气体连同形成胶质的组合物的相应的体积百分率和前章中有关可重新愈合胶质也在本发明的这一实施例中采用。

在本发明的不同方案中，气体段塞与组合物一同使用，该组合物在至少一部分地层表面仅形成聚合物涂层。这些能产生聚合物涂层的组合物对本领域熟练的技术人员来说是熟知的。能产生涂层组合物的例子在以下文献中有详细的描述：美国专利4，842，071、石油工程师学会4747、石油工程师学会18085、石油工程师学会18501和Zaitoun等，Proceedings of the Fourth Eur.Symp on EOR，Hamburg，Oct.27-29，1987，pp.839-850，这此文献在此一并归入本发明，供参考。典型地，形成涂层的组合物可通过在含水介质（如，水或盐水）中混合约0.05-1%（重量）的聚合物来产生。

本发明这种方案的方法要求往至少一部分地层中注入可形成涂层的组合物，以便在至少一部分地层表面形成聚合物涂层。一股或多股气体注入至少一部分地层并紧贴至少一部分有涂层的表面。当气体料能在形成涂层组合物的注入之前、之间或之后注入时，优选的是，气体段塞在形成涂层组合物的注入之间或之后注入。依次注入大多数的能形成涂层的组合物和气体段塞也是优选的。在至少一些、优选的是所有这些通道中，气体的浓度通常为足以让气体流过。优选的是，这些通道中气体的浓度为约为通道孔体积的0.5-100%（体积），更优选的是约1-95%（体积），最优选的是约5-90%（体积）。

为了获得通道中预期的气体浓度，所注入的气体量（在所处理的地层温度和压力下测得）通常为注入地层中处理液的总体积（即，所注气体的体积加上所注入的形成涂层组合物的体积）的约5-95%（体积）。基于所注处理液的总体积，所注气体的量优选的是约10-70%（体积），更优选的是约15-50%（体积）。一实施本发明的范例如下。在往用于制备可形成胶质的组合物的水中混入任何化学药品之前，通过塞注井眼来过滤水，以防止悬浮的固体损害地层。典型地，首先加入水中的化学药品为任何所需的盐，如氯化钾或氯化钙，和生气母质，如碳酸氢钾或碳酸氢氨。盐通常是用来防止地层中的粘土问题和/或帮助稳定胶质。

为了在开始的混合步骤中，让聚合物经历高度的湍动，固体聚合物和液基聚合物通常分别通过喷射器或容积式泵加入水中。聚合物和水典型地是在混合罐中以10-25桶小批量地混合。如有必要，可采用离心泵或其它形式的搅拌而进行进一步的混合。

一旦聚合物完全混入水中，把生酸母质（如，双羟基醚或甲酸乙酯），当采用时，加入含水一聚合物的混合罐中。通常，最后加入混合罐中的化学药品为交联剂（如，铝酸盐或乙酸铬）。当交联剂为固体时，通常先溶于水，以便它能更容易地与混合罐中的成分混合。这在混合罐中的成分非常粘时，特别重要。

当所需的组分均在混合罐中混合后，即可获得可形成胶体的组合物。所获得的能形成胶体的组合物通常在低于地层破裂的压力下，通过产油井注入地层。根据井的注入能力，开始注入的形成胶质组合物的段塞通常在约25到约100桶之间变化。接着，停止注入形成胶质的组合物，并往产油井中注入非冷凝气体（如氮气），以迫使气体指进通过能形成胶质的组合物，从而通过能形成胶质的组合物建立含气体的通道。氮气段塞的体积（基于所处理地层中的温度和压力）是以前注入的能形成胶质的组合物体积的约25%。交替注入形成的胶质的组合物和氮气，以获得地层中预期的穿透深度。最后的氮气段塞优选的是，它能足以完全把任何能形成胶质的组合物排出井眼。

将能形成胶质的组合物驱替到地层中足够远的距离，这样，至少地层中一部分孔隙空间被组合物占据，典型地，至少距产油井或注入点约0.91米的地方。优选的是，能形成胶质的组合物占据离井至少约4.6米的地点的至少一部分孔隙。更优选的是，在离产油井至少约9.1米的地方，至少一些孔隙中含有组合物。

接着，将井关闭足够长时间，让地层孔隙中的形成胶质的组合物变成胶质。当采用能形成聚合物涂层的溶液或可重新愈合的胶质处理地层时，也可采用上述类似的步骤。

关闭一段时间后，慢慢将井用于生产。然而，如果胶质或聚合物涂层或重新愈合的胶质已将地层渗透性降低到不可接受的地步时，通常接着进行酸化，以分别除去部分的胶质或聚合物涂层或重新愈合的胶质。酸处理通常也在胶质或重新愈合的胶质中产生附加的气体通道，从而选择性地增加了地层的气体渗透性。

一酸处理的范例包括以约2-10%（重量）的浓度生产井中注入酸，如盐酸。作为另一种选择，可让酸在静压头下流入地层。让酸浸泡24小时，然后，从井眼中洗掉、喷射出或洗去。喷射作用通常是通过采用盘管注入氮气来进行气体举升井中的酸来实现的。

一旦酸连同降解的胶质或聚合涂层或重新愈合的胶质一起除去后，井液就能在较高的速率下流动。然而，如果在第一次酸处理后，井不响应，可进行重复酸处理，直至除去足够的胶质或聚合物涂层或重新愈合的胶质，从而让井恢复生产。

本发明的方法也可用于处理有大量不同渗透性层带的地层。在处理此类组合地层的一种方案中，采用三步法选择性地填塞渗透性最大的层带。在第一步中，通过生产井往地层中注入一种含破坏延迟胶质成分的临时胶质，来堵不易渗透层带的孔隙。第二步包括采用上述形成胶质、聚合物涂层或重新愈合的胶质的技术之一，来处理渗透性最大的层带，深深穿透这种更易渗透的层带，以形成更为永久及选择性的填塞。然后去掉临时性段塞（如用内部降解法），在保持更易渗透层带中较深的段塞的同时，恢复流体向较低渗透层带的流动。

用于处理有不同渗透性地层的另一方案要求采用本发明上述方法之一来处理不同的层带。因为组合物倾向于进入具有最大渗透性的层带，由之产生的胶质、聚合物涂层或重新愈合的胶质进入具有最大渗透性的层带的较深处，而穿透到渗透性较小的层带较浅。因此，在渗透性较小的层带中，胶质、聚合物涂层或重新愈合的胶质层较薄，可采用如酸处理或漂白处理的方法除去，使流体流动恢复到这些不易渗透的层带。

当生产者采用本领域早先用于选择性降低地层水渗透性的技术处理后，水/烃产量比在整个生产期间倾向于增加，最终达到需要进行一步补救处理的地步。本发明对那些以前进行过选择性降低水/烃产量比处理的井也提供了一种快速降低水/烃产量比的优秀方法。具体地说，根据本发明恢复渗透选择性的方法，往以前处理过的地层一部分、优选的是基本上所有部分注入气体，以取代至少一部分阻塞油、天然气或其它非水流体流过聚合物涂过的孔隙或胶质（重新愈合或未重新愈合）的通路的水性流体。优选的是，从聚合物涂过的孔隙或胶质中取代基本上所有阻碍通路的含水的流体。所注气体量取决于考虑进行补偿处理时，在以前处理过的地层中含水流体所占的孔体积。一般说来，所注气体的体积至少是地层的处理部分中可获得的孔隙空间的50%（在地层温度和压力条件下）。正如说明书和权利要求书中所使用的那样，术语“可获得的孔隙空间”意味着在处理过的地层部分中未被任何聚合物或胶质占据的净孔隙空间。在胶质的情况下，可获得的孔隙空间等于胶质中通路或通道的总体积。优选的是，所注气体的体积至少为在地层的所处理部分中可获得的孔隙空间的100%，更优选的是150%，而最优选的是200%。从经济的角度考虑，注入地层的气体很少超过可获得的孔隙空间的约1，000%。

如上所述，胶质分解剂是用来降低水/烃产量比的。在本发明的胶质分解方案中，这些胶质分解剂用来除去地层中由于胶质导致的基本上所有的流动障碍。因此，这种改进处理用来逆转所有不希望的聚合物处理的效果，并将流体流过地层的流速基本上恢复到进行聚合物处理之前的水平。

在本发明这一方案中，优选的胶质分解剂选自含有酸、氧化剂和漂白剂的物系。用于分解胶质的胶质分解液的浓度取决于所采用的特定的胶质分解剂、要分解的胶质、地层特性、处理温度和早先胶质处理时的体积。一般说来，基于水溶液的总量，胶质分解剂溶液的重量百分浓度为约5-40，优选的是约10-20。例如，15%（重量）的盐酸溶液足以除去由羟丙基瓜耳胶和钛形式的胶质。

在本发明的胶质分解实施例中，所采用的胶质分解剂溶液的体积应足以除去因地层中聚合物的存在所造成的流体流动障碍。能获得这一结果的胶质分解剂溶液的体积偶尔可低到每桶（0.159米³）注入的形成胶质组合物或注入的可重新愈合的胶质为0.5加仑（1.89升），更典型的是，采用的胶质分解剂的体积大于1加仑（3.79升），优选的是大于2加仑（7.57升）。基于经济方面的考虑，所注入的胶质分解剂溶液的体积通常应低于每桶（0.159米³）注入的形成胶质组合物或注入的可重新愈合的胶质10加仑（37.85升）。

在胶质降解技术中，采用气体段塞生气母质及其组合物来制备在胶质或含有能有助于胶质形式通道的胶质中有通道的胶质。在本发明这一方案中所采用的气体段塞和生气母质的相应的体积和浓度与前述有关部分提到的相同。

在本发明的胶质分解技术中，当胶质降解剂是酸时，优选采用的是酸活化的生气母质（如含有碳酸盐或碳酸氢盐的生气母质）;碱活化的生气母质优选的是与漂白剂一同使用;当胶质降解剂是氧化剂时，优选的是采用温度活化的生气母质（如尿素）。

在本发明的胶质降解技术中，将通过含聚合物堵塞的地层的流速恢复到采用基本上相同的胶体能获得的流速的两倍也是不常见的，其唯一重要的差异是不含任何生气母质。而且，用胶质降解剂处理过的含生气母质的胶质，其流速可恢复到比采用胶质降解剂处理类似的基本上不含任何生气质的胶质的至少5，10，15甚至20倍。例如，参见下面的实施例4，由本发明的方法获得的改进的流速比采用不包含任何生气母质（唯一主要的差异）的胶质获得的流速好25倍以上。

根据本发明，通过遵循或使接近注入井的纵向气体渗透性剖面更均匀，来重新分布这些含大量有不同渗透性层带的地层的气体。由于均匀的纵向气体渗透性剖面，作为增加石油采收率步骤的部分所注入的气体倾向于以更均匀的分布或活塞流的形式流过生产井的地层。因此，气体沿着地层的纵向剖面的均匀分布使所注入的气体能与不易渗透的地层层带中更多的油接触，从而使之流动或回收。

为了举例说明本发明这一实施例，在混相驱、火驱、非混相驱、或其它注气增加石油采收率过程之前或同时，采用上述有关部分披露的有关处理生产井附近地层的任何技术，往注入井中分别注入能形成胶质的组合物或形成聚合物涂层的组合物或可重新愈合的胶质，以产生胶质或聚合物涂层或重新愈合的胶质。得到的胶质或聚合物涂层或重新愈合的胶质产生选择性的渗透障碍，有利于气体对含水液体的流动。因为整个障碍基本上具有相同的气体渗透性，这种障碍符合地层中所处理的部分的纵向渗透性剖面图。因此，气体不是首先在地层中最透气的区域中传送，透气障碍使气体物质均匀地（a）沿所处理的地层纵向范围分布;（b）横穿在注入井和生产井的水平距离之间。

本发明的增加石油采收率的技术可与水-气交替（WAG）技术一同使用，其中水段用来作为随后注入的气体段塞的障碍，以便使通过不同地层区域的气流重新分布。然而，本发明避免采用WAG技术，因为透气障碍使与透气障碍相比较不永久和透气性较差的水障碍成为多余的和相对无效的。

实施例

以下实施例1和2举例说明了本发明用于降低地层中含水流体对非水流体流速的不同方案。实施例3-6是对比试验，描述了由本发明的两个实施例可获得的流速方面的改进恢复，而实施例7描述了证实本发明实施例能成功地恢复地层流体流速的能力的现场试验。在实施例8中用实例说明了采用气体段塞来除去堵塞气体通过胶质通道的材料的选择渗透性的恢复情况。本发明增加石油采收率的实施例的例子列于实施例9-10。最后，对比实施例11-12说明了根据本发明通过将生气母质并入形成胶质的组合物中，可获得的改性胶质的降解。所有的实施例只是采用举例说明，而不是旨在限制本发明的范围。

实施例1

演示选择降低水/烃产量比的现场实验

将1400磅（635kg）的碳酸氢钾与300桶（47.7米³）淡水混合，并运送到井场。在运送之前，水通过孔径为20微米大小的分子筛过滤，在现场，水用泵打入-400桶（63.6米³）的储罐中。接着用泵使得到的水通过-5微米的笼状过滤器和-喷射器。

喷射器用来将羟丙基瓜耳胶聚合物（可从Aqualon得到）与水混合。所得到的混合物引入一搅拌的混合罐中;也往该罐中加入甲醛。下面的表1为加入每批混合的聚合物溶液中的化学药品的量。当第一批聚合物的组合物混合完后，将它转入工作罐，从工作罐将它注入要处理的地层。在处理的最后阶段，往组合物中加入甲酸乙酯。而且，在100加仑（0.38米³）的罐中混合20%（重量）的TYZOR131牌的交联剂（可从杜邦公司获得）溶液，并用计量泵在井口加入注入流中。

当开始的100桶（16米³）形成胶质的组合物注入地层后，作为交替（alternating）的气体段塞注入约20，000标准立方呎（567标准立方米）的N₂。气体是用来指进进入形成胶质的组合物，建立通道。在第二股形成胶质组合物段塞（约85桶＝13.6米³）注入后，注入另一约15，000标准立方呎（426标准立方米）的N₂段塞。在最后形成胶质的组合物段塞（81桶＝12.9米³）注入后，用约34，000标准立方呎（965标准米³）的N₂将形成胶质的组合物从井眼驱替到地层。然后，将井关闭约5天，让形成胶质的组合物胶凝。注入进度列于表1中。

如图1所示，该图是这次处理结果的示意图，与处理前生产速度相比，所处理的井产出约两倍的气体和一些水。而且，处理后，水的产出速度也倾向于稳定。

表 1

批号容积甲酸乙酯交联剂^a （PPm）聚合物^b HCHO KHCO₃（bbLs) (1b s) (lbs) (lbs) (gals) (lbs)

1 50 0 10.5 600 70 3.5 23430 02 10 37.5 10.5 600 70 3.5 23410 37.5第1次混合物段塞＝100bbl （lbbL=0.159米³），第1次N₂ 段塞＝2万标准立方英尺（1立方英尺＝0.028317米³）3 50 0 10.5 600 70 3.5 23310 37.54 10 37.5 9.8 800 70 3.5 23310 37.55 37.5第2次混合物段塞＝85bbl；第2次N₂段塞＝1.5万标准立方英尺20 05 10 37.5 15.2 800 70 3.5 23310 37.514 37.5

表 1（续）

批号容积甲酸乙酯交联剂^a 聚合物^b HCHO KHCO₃（bbLs) (1b s) (lbs) （PPm) (lbs) (gals) (lbs)

10 37.56 10 25.0 9.5 1000 70 3.5 2337 0第3次混合物段塞＝81bbl；第3次N₂段塞＝3.4万标准立方英尺总计 266 400 66 420 21 1400

a TYZOR131牌交联剂

b 羟丙基瓜耳胶聚合物

c MSCF表示千标准立方英尺

实例2

证明选择性降低水/油气产出比的现场试验

大量产水会阻止气井产气而不得不关井。随后用本发明的工艺方法，处理停产的井，降低产水量，以便采出天然气。修井处理由37桶重铬酸盐预冲洗液，634桶形成凝胶的混合物和3种可选择的N₂段塞组成。注入的总N₂量为176标准立方英尺。

具体地说，用预冲洗液使地下岩石表面达到所要求的条件，并满足储集岩吸附的条件。第2阶段是个稀释前沿。该阶段包括应保证形成凝胶的混合物段塞前沿，即使被原生水稀释后仍可继续进行交联。该试验中使用的形成凝胶的混合物由（a）Nalco9810牌不完全水解的聚丙烯酰胺（可由Nalco化学公司以未转化的乳化液形式购得）和铬基交联剂组成。起初注入约66桶转化差的形成凝胶的混合物，随后注入约66桶转化差的形成凝胶的混合物，最后注入约88桶转化差的形成凝胶的混合物。注入转化差的形成凝胶的混合物改进了渗透率的选择能力。注入顺序如表2所示。

上述顺序的处理导致完全停止产水和气。用含有10%（重量）的次氯酸钠和约1%（重量）的CI-24牌防腐剂溶液，降解井内的未转化的聚合物。每次约用250加仑的次氯酸钠溶液作二次20小时浸泡期后，注入第3次250加仑的次氯酸钠段塞，随后再注入约10万标准立方英尺N₂段塞。然后关井约1天，当该井再生产时，如图2所示，气产量明显增加，而产水量明显地下降。

实例3-6

实验室对比流体研究

在实例3-5中，对3种聚合物凝胶处理法进行了实验室研究：用约1.6psi（1psi＝6.89千帕斯卡）使存贮容器中的流体流过填砂柱，进入量筒。在实施例3-5中，7英寸（1英寸＝25.4毫米）长、直径1英寸的塑料岩心筒用酸洗过的海滩沙充填，使其孔隙度约为40%。岩心筒的总体积约为90ml，计算出的体积约为36ml。

在实施例6中，5英寸长，直径1.24英寸的塑料岩心筒用平均粒径约135目的工业用沙充填。实施例6中的充沙柱孔隙度约为51%，孔隙体积约58ml。实施例6中的实验室流体研究用恒压4psi，使存贮器中的流体流过填沙柱，流入量筒。

实施例3-6中的每次聚合物研究的流动顺序和得到的结果列在表3中。

a.例5重用例4的填沙柱。

b.NT表示没进行测试。

c.ORP750聚合物是一种高分子量、甚低水解性的聚丙烯酰胺，可由日本的Dai-Ichi Kogyo Seiyaku有限公司购得。

d.plgd表示“堵塞”。

e.有4种凝胶溶液-气体段塞顺序注入法。尤其是气段塞注入后（约注入7.7%孔隙体积）接着注入凝胶溶液（约注入7.7%孔隙体积的凝胶溶液）。

f.不再堵塞岩心。

表3中列出的实施例3-4的数据表明，当处理的地层含有气体前驱物凝胶时，酸处理后的复原渗透率是更加高的。此外，表3的数据也说明含有气体先驱物的凝胶也表明当用漂白剂处理时，可明显地提高渗透率，并且，表3中实施例5-6的数据说明，当处理的地层含有凝胶通道时（该通道是在凝胶形成过程中用注气体段塞形成的），酸处理后的复原渗透率也更高。

实施例7

凝胶降解现场实验

实验总结列入表4中。注约269桶形成凝胶的混合物，接着注入约8桶（1桶＝0.159米³）高聚物缓冲液和约23桶冲洗水，水冲洗是用来驱替出砾石充填管中心的形成凝胶的混合物。使用聚合物缓冲液以防止水稀释形成凝胶的混合物。从砾石充填管中驱替出形成凝胶的混合物是为了防止损害完井结构。在批号1中。硅藻土过滤装置是为了从溶液中去掉聚合物，此后在加聚合物之前，只过滤水，聚合物混合时间为每37.5桶配料约需30分钟。

在水与聚合物混合之前，把约1.5（重量）%的碳酸氢钾加入水中。（把碳酸氢钾加入形成凝胶的混合物中有助于去掉凝胶），不用高于地层压力就成功地把形成凝胶的混合物注入到地下地层中，而凝胶的性质是优良的。

关井3天后，抽吸排水。无气或水产出，说明凝胶已充分地阻止了地层中的气和水的流动。

然后用凝胶降解法处理，该法是把10000加仑含约15（重量）%HCl注入地下地层中。用氮从井筒中驱替出酸并关井一夜，第二天抽吸该井并开始产气和水。最终产量概括在表5中，结果表明本发明的典型凝胶降解法能够完全消除因地层中存在凝胶造成的流阻。

表4

拌合水：自来水（PH8.7）中含1.5（重量）%重碳酸氢钾。

聚合物：0.3-0.4（重量）%羟丙基瓜尔胶。

甲醛：688ppm加入各批配料中。

交联剂：500-1000ppm Tyzor131牌（从杜邦公司购得）。

过滤：硅藻土压滤，再经过2微米精滤器。

总计

水 300 Bbl（1Bbl＝0.159米³）

聚合物 362Ibs（Ibs＝0.4536kg）

交联剂 71Ibs

甲醛 21gal

碳酸氢钾 1600Ibs

表5

产量

水，BWPD^a气，MSCF/D^b

初始值 8 140

处理后 0 0

酸洗后 13 140

a，BWPD代表日产水量，桶

b，MSCF/D代表日产气量，1000标准立方英尺

（1英尺³＝0.028317米³）

实例8

复原选择性渗透率

该实施例证明把选择性渗透率恢复到地层被处理前的水平。

在3公升水中混合1.827g NaHCO₃，1.029g MgSO₄，12.987g BaCl₂，2.235g MgCl₂H₂O，130.898g NaCl，制成模拟盐水。把约97g人造盐水放到装有搅拌器的烧杯中，10%的水解聚丙烯酰胺（Alcomer90牌，Allied colloids公司制造）0.4g加到搅拌过的人造盐水中。补加的聚合物在人造盐水中完全溶解后，把0.566g重铬酸钾溶液（10（重量）%）和1.7g硫代硫酸钠溶液（10%重量）加到烧杯中搅拌，烧杯中的物质就是形成凝胶的混合物。

作为试验的一部分，把贝雷岩心放到Hassler型岩心容器中并加热到180°F（82.22℃），用液压油对岩心施加1500psi（1psi＝6.89千帕斯卡）的围压，300psi的回压调节器装在岩心排流口处。在残余饱和度状态和同时注水和气期间测量基准气、水渗透率，然后按表6列出的条件用3种形成凝胶的混合物和氮段塞处理岩心。

注入的总体积等于贝雷岩心的孔隙体积，然后把岩心封闭1天，使混合物胶凝。

当再打开岩心时，不是气、水流动，而是聚合物凝胶受220psi水压差通过2英寸长的岩心时，气阀保持闭合，压降总计达1320psi/ft。此时聚合物凝胶被破坏且不再能选择性地把水的渗透率降到高于气体的渗透率。气、水渗透率同时降到它们基准渗透率的12-17%。但是，在同时注气和水期间，气渗透率确实达到两相流测量的基准渗透率的100%。

为了恢复（增加）气体渗透率同时选择性地保持聚合物处理后的降低了的水渗透率，把氮段塞（50%孔隙体积）注入到岩心的出口端，驱替出岩心中封堵孔隙的物质如水或降解的凝胶，并从岩心出口排出去（注入非冷凝气，即氮气，认为至少可重新联通一部分原来聚合物封堵或含凝胶的孔隙）。实验结果列于表7中。

a.RESID表示在残余饱和度，即在恒压和注入相流速条件下非流动副相存在时单相注入的测量值。

b.SIMUL表示在恒压和注入流速条件下两相同时注时的测量值。

c.Bsl代表基准值。

d.lstM代表初始测量读数。

l.RCK代表复查的测量读数。

为恢复气体渗透率而注氮之后，水的渗透率降低了而气的渗透率提高了。气体渗透率由15%增至残余水饱和时测得的原始渗透率的43%。残余气饱和时测得的水的渗透率由14%降到原始渗透率的1%以下。同时注气和水时，气体渗透率突然升到两相流时测的基准值的1000%以上，在同时注入的情况下测量时，水的渗透率仍低于基准值的1%。

因此，实施例8表明驱替掉孔隙中的封堵物质并重新联通孔隙内的气体通道，气体渗透率得到了恢复。

实施例9

CO₂驱试验

由不渗透的石膏层分开的4个主要产层组成的碳酸岩油藏，含有API35°（比重0.8498）的轻质原油，起初用水驱采出一部分原始地质储量，用二氧化碳驱使剩余的油流动。用CO₂驱预计可获得额外的采出原油。为了用CO₂驱采出大量的原油，注入的CO₂必须接触油藏的大部分。

注CO₂试验表明大部分CO₂进入1，2和4层，少量进入3层。为了迫使CO₂进入3层，设计了凝胶预处理方案。按配方制备凝胶降低1，2和4层中水的渗透率而使气渗入这些地层。凝胶处理的总目标是强使大量CO₂进入3层中。

处理方案由3个形成凝胶的混合物段塞与3个氮段塞交替组成。形成凝胶的混合物含有Allied colloids公司的935牌低水解性聚丙烯酰胺4000ppm，重铬酸钾600ppm、硫代硫酸钠1800ppm，和碳酸氢钾10，000ppm，把它们都混合于油藏产出的盐水中。各形成凝胶的混合物段塞体积约200桶，顺序注气体段塞100桶（在油藏温度和压力条件下测量的）。第3个和最后1个气体段塞之后，关井3天，使其形成胶凝作用。

该井重新开井后，开始注入200桶水，接着注3天CO₂，CO₂与水混合形成酸性水溶液。这种溶液与凝胶接触形成通道，通道充满从存在于凝胶中碳酸氢盐里释放的气体，而后这种凝胶对气体具有渗透能力。

当进行二次测试时，期望进入第3层的CO₂比例能提高。作二次测试后，再注入CO₂，在6个月内，再作气体进入测试以保证CO₂的垂向分布保持均匀。由于希望在油藏含油层段内CO₂能更均匀的分布，用CO₂驱从油藏中采出的石油量预期也会增加。

实施例10

蒸汽驱

在加利福尼亚施使蒸汽驱开采API粘度为12°的原油。注蒸汽试验表明在油藏顶部发生严重的蒸汽超覆。注入形成凝胶的混合物使蒸汽改道进入油藏的下部，热力与油藏有更多的接触，预计可提高采油量。此外，由于改善了注入蒸汽的分布，预计50英尺以外的产油井的蒸汽突破问题可延后发生。

注水使井降温到250°F，把含有美国Cyanamid Cyanagel公司100号不完全水解的低分子量聚丙烯酰胺2.5%（重量），0.25%（重量）的重铬酸钾，1.5（重量）%的碳酸氢铵和0.45（重量）%硫脲的200桶形成凝胶的混合物注入地层，用氮替换出井筒中的流体，约2天时间可形成胶凝作用。其次，注入400加仑3%（重量）的含水乙酸溶液，在凝胶内造成含气通道。

气体测试前，再注蒸气7天。预计新的测试将表明有相当大量的蒸汽已改道进入油藏的下部。

实施例11-12

对比凝胶降解试验

对比实施例11-12测定了两种与酸接触的凝胶的降解作用。除碳酸氢钾（产气母质）掺于一种凝胶外，其它凝胶都由相同的成分制成。

详细地说，用内华达130号沙制成两个填沙模型，各模型的容积和孔隙度分别为100cm³和49%。用pH6.8的自来水作流速测量和混合聚合物凝胶。ORP-750牌高分子量甚低水解性聚丙烯酰胺（日本的Dai-Ichi Kogyo Seiyaku有限公司生产）缓慢地加到搅拌烧杯中的水形成的旋涡中混合，搅拌速度约400转/分。把速度降到约200转/分并继续搅拌约4小时，使聚合物完全水化。对其中一种凝胶来说，在混合聚合物之前，把1%重量的碳酸氢钾加入自来水中。当各种凝胶混合物制备好时，把14cm³制备的凝胶混合物立即注入一个填沙模型中，用1毫升自来水把凝胶溶液驱替入填沙模型中，以防止表面封堵。再冲水之前把填沙模型封闭3天。在压力4psi条件下测量全部速度值，测试规定和结果都列在表8中。

表8

表8中列的结果表明，把生气母质加入凝胶中，同样的酸处理法能把含凝胶地层的渗透率比基本上不用生气母质处理的提高3倍。

虽然本发明参照一些方案作了相当详细的论述，但其它表述方式还是可能有的。例如，除了处理含自然资源的地下地层，选择性地与非含流体相比，降低含水流体的流动外，本发明的方法也适用于处理人造地层，如有毒的土层，与从有毒土层排出的不含水污染物相比，选择性地降低水或其它含水流体的流动速度。把土层流出物降低成不含水的污染物，因为收集和处理的流体的体积较小，所以节约经费是完全可能的。此外，本发明也适用于处理压裂的和未压裂的地层。并且除用这种方法来满足垂向气体渗透剖面，以便在用与改善上述讨论的常规提高采收率技术时改进气体的分布和运移外，本发明也可用来使垂向渗透率剖面与改进有机蒸气提高石油开采方法相适应，这种方法在美国专利申请号07/589，097（1990年9月27日登记的）中讨论过，在此全部列入，供参考。此外，如果按照前述有关部分论述的本发明的任一种选择性降低方法处理产油井之后，水/油（气）产量比增加了，那么前述有关部分论述的选择性渗透率恢复法可用来容易地降低水/油（气）产量的比值。所以，后附的权利要求的意义和范围没有必要局限于本文优选方案的描述。

Claims

1、相对于地下地层中非含水流体的流动来说，选择性地降低含水流体的流动的方法，包括下述步骤：

a.把含生气母质和一种或一种以上能反应形成凝胶的组分的混合物注入到至少一部分地下地层中；

b.使混合物形成凝胶；

c.在这样的条件下注入生气母质以便在步骤(b)中能把至少部分生气母质转化成气，以使至少一部分凝胶具有含有气体的通道。

2、权利要求1的方法，其中，所述的混合物含有延迟反应的物质，步骤（c）包括调整至少部分延迟反应物质来形成把至少部分生气母质转化成气的活性物质的步骤。

3、权利要求1的方法，其中，混合物还含有延迟反应的物质，步骤（c）包括调整至少部分延迟反应物质的阶段，以形成把部分生气母质转化成气的活性物质，步骤（b）还包括把气注入地层中的至少部分混合物中。

4、权利要求1的方法，其步骤（b）还包括把气注入地层中的至少部分混合物中。

5、权利要求1的方法，其混合物还含有延迟pH改进剂，并在步骤（c）中至少部分延迟pH改进剂被活化，以形成活性pH改进剂，它把至少部分生气母质转化成气。

6、权利要求1的方法，其混合物还含有生酸母质，在步骤（c）中至少部分生酸母质生成酸，它把至少部分生气母质转化成气。

7、权利要求1的方法，还包括下述步骤：

实施步骤（a）-（c）之前，显著地降低在地层的至少一1个不易渗透带中的流体渗透率。

（d）实施步骤（a）-（c）后，在至少一个层带中恢复流体渗透率，该层带中的流体渗透率在步骤（d）中被明显地降低过。

8、权利要求1的方法，其步骤（a）包括把混合物通过生产井注入至少部分地下地层中。

9、权利要求1的方法，其非含水流体是从液态烃、气态烃和气态非烃组中选出的。

10、权利要求1的方法，其非含水流体是气态烃。

11、权利要求1的方法，其混合物还含有交联剂。

12、权利要求1的方法，其生气母质是温度活化的。

13、相对于地下地层中非含水流体的流动、选择性地降低其含水流体的流动速度的方法，包括下述步骤：

（a）把含生气母质和一种或一种以上能反应形成凝胶的成分的混合物注入至少部分地下地层中;

（b）使该混合物形成凝胶;

（c）使凝胶分解剂与（ⅰ）至少部分生气母质接触，把至少部分生气母质转化成气，与（ⅱ）至少部分凝胶接触，在至少部分凝胶中形成含气通道。

14、相对于地下地层中非含水流体的流动、选择性地降低含水流体流动的方法，包括下述步骤：

（a）把聚合物基的、在至少部分地层表面上能形成覆盖层的一种配料注入部分地层;

（b）在地下地层表面形成覆盖层;

（c）把气注入至少部分地层中，接近至少部分地层覆盖面。

15、权利要求14的方法，其中至少（c）步骤的一部分在（b）步骤的至少一部分中就实施了。

16、权利要求14的方法，其（c）步骤在至少部分（b）步骤中重复多次。

17、权利要求14的方法，其（b）和（c）步骤依次重复多次。

18、权利要求14的方法，其气体是非冷凝气体。

19、相对于地层中的非含水流体流动、有选择地降低含水流体流动的方法，包括下述步骤：

（a）把含有一种或一种以上能反应形成凝胶的配料混合物注入至少部分地层中;

（b）使混合物形成凝胶;

（c）把气注入至少部分混合物中，以使至少部分凝胶具有含气通道。

20、提高非含水流体通过地层（该地层的至少部分孔隙表面覆盖有聚合物）流动速度的方法，该方法包括把气注入至少部分地层中，以置换阻碍非含水流体通过覆盖有聚合物孔隙通道的含水流体。

21、相对于地层中非含水流体的流动、有选择地降低含水流体流动速度的方法，包括下述步骤：

（a）在剪切至少部分凝胶的条件下，把含生气母质的凝胶注入至少部分地层中;

（b）使剪切的凝胶愈合并形成合拢凝胶;

（c）在步骤（b）的至少一部分中，使生气母质经受使至少部分生气母质转化成气的条件，以使至少部分合拢凝胶具有含气通道。

22、相对于地层中的非含水流体的流动，有选择地降低含水流体流动的方法，包括下述步骤：

（a）在剪切至少部分凝胶的条件下，把含生酸母质的凝胶注入至少部分地层中;

（b）使剪切凝胶合拢并形成合拢凝胶;

（c）使生酸母质经受使至少部分生酸母质转化成酸的条件，以使至少部分合拢凝胶具有通道。

23、相对于地下地层中非含水流体的流动、有选择地降低含水流体流动的方法，包括下述步骤：

（a）在剪切至少部分凝胶的条件下，把凝胶注入至少部分地层中;

（b）把气注入至少部分剪切的凝胶中;

（c）使剪切的凝胶合拢并形成含有气体通道的合拢凝胶。

24、相对于地下地层中的非含水流体的流动、有选择地降低含水流体流动的方法，包括下述步骤：

（a）把含有生酸母质和一种能把混合物转化成凝胶的成分的混合物注入至少部分地层中;

（b）使混合物形成凝胶;

25、采油（气）系统，包括：

（a）地下地层;

（b）钻穿至少部分地层的油井;

（c）具有含气通道的凝胶，这种凝胶位于至少部分地层中，并由权利要求1的方法形成。

26、采油（气）系统，包括：

（a）地下地层;

（b）钻穿至少部分地层的油井;

（c）覆盖至少部分地层表面上的覆盖层，它是由权利要求14中的方法形成的覆盖层。

27、采油（气）系统，包括：

（a）地下地层;

（b）钻穿至少部分地层的油井;

（c）具有含气通道的凝胶，这种胶位于至少部分地层中，它是由权利要求19中的方法形成的。

28、采油（气）系统，包括：

（a）地下地层;

（b）钻穿至少部分地层的油井;

（c）含气的合拢凝胶，这种含气合拢凝胶是由权利要求21的方法形成的。

29、采油（气）系统，包括：

（a）地下地层;

（b）钻穿至少部分地层的油井;

（c）含气的合拢凝胶，这种含气合拢凝胶是由权利要求22的方法形成的。

30、采油（气）系统，包括：

（a）地下地层;

（b）钻穿至少部分地层的油井;

（c）含气的合拢凝胶，这种含气合拢凝胶是由权利要求23的方法形成的。

31、采油（气）系统，包括：

（a）地下地层;

（b）钻穿至少部分地层的油井;

（c）含气的合拢凝胶，这种含气合拢凝胶是由权利要求24的方法形成的。

32、采油（气）系统，包括：

（a）地下地层;

（b）钻穿至少部分地层的油井;

（c）位于至少部分地层中的凝胶，它具有通道，至少部分通道中含有有足够浓度的使气体流动的非可冷凝气。

33、包含下述步骤的一种方法：

（a）把含有一种或一种以上能反应形成凝胶的成分的混合物注入至少部分地层中;

（b）使混合物形成凝胶，至少堵塞部分地层并降低流体通过至少部分堵塞地层流动的流速，这种凝胶是由含生气母质的凝胶、含通道凝胶和至少一种生气母质和大量通道的凝胶组中选出的;

（c）使至少部分这种凝胶与凝胶降解剂接触，以恢复流体通过至少部分堵塞地层流动的流速。

34、权利要求33的方法，在（c）步骤后恢复了的堵塞地层中的流速至少是凝胶完全不含生气母质和通道时所能达到的流速的2倍。

35、权利要求33的方法，在（c）步骤后恢复的堵塞地层的流速，至少是凝胶完全没有生气母质和通道的凝胶所能获得的流速的25倍。

36、权利要求1中的方法，其混合物还含有生酸母质，步骤（c）包括改变至少部分生酸母质，以生成酸的步骤，这种酸在至少部分（b）步骤中把至少部分生气母质转化成气，以便使至少部分凝胶具有含气通道;步骤（b）还包括把气注入由混合物占据的至少部分地层中;该方法还包括使至少部分凝胶与酸接触的步骤（d）。

37、权利要求1的方法，其混合物还包括生酸母质，步骤（c）包括改变至少部分生酸母质以生成酸的阶段，这种酸在至少部分（b）步骤中把至少部分生气母质转化成气，以便使至少部分凝胶具有含气通道，这种方法还包括使至少部分凝胶与酸接触的（d）步骤。

38、提高采收率的工艺，包括下述步骤：

（a）把混合物通过注入井注入地层，该混合物能为选择性降低含水流体相对于非含水的流体的流速和为具有许多不同的气体渗透率的垂向层带的地层形成遮挡;

（b）沿至少部分多套不同的气体渗透率层带的垂向方向形成遮挡;

（c）把流体通过注入井注入地层，使地层经受提高采收率的过程，至少部分注入的流体是气，它通过遮挡层进入多套不同的气体渗透率的层带。

39、形成凝胶的混合物，含有：

（a）一种或一种以上能反应形成凝胶的配料成分;

（b）至少有一种生气母质，混合物中生气母质的浓度足够高，以便（作为生气母质在胶化期间转化成气的结果）使至少部分凝胶具有含气通道。

40、形成凝胶的混合物，含有：

（a）一种或一种以上能反应形成凝胶的配料成分;

（b）至少有一种生酸母质，混合物中生酸母质的浓度足够高，以便（作为生酸母质在胶化期间转化成酸的结果）使至少部分凝胶具有通道，形成凝胶的混合物中实际上没有生气母质。