CN1064729A

CN1064729A - 增加液烃回收的方法

Info

Publication number: CN1064729A
Application number: CN92101209A
Authority: CN
Inventors: R·D·西丹斯科
Original assignee: Marathon Oil Co
Current assignee: Marathon Oil Co
Priority date: 1991-03-11
Filing date: 1992-02-29
Publication date: 1992-09-23
Anticipated expiration: 2007-02-28
Also published as: WO1992015769A1; GB2266325A; CA2096118C; CA2096118A1; GB2266325B; TNSN92019A1; US5129457A; RO111958B1; NO933217D0; NO302911B1; EG19282A; NO933217L; MX9200924A; AU1271492A; CN1030935C; RU2071554C1; GB9310120D0

Abstract

将一种含选自合成聚合物或生物聚合物的聚合物、表面活性剂、含水溶剂和一种气体的聚合物增强泡沫通过与地下构造层相连的第一口井注入到断裂地下构造层中，并且优先进入构造层中的裂缝内。注入的聚合物增强泡沫有助于通过与构造层连通的第一口井或第二口井从上述构造层中回收液烃。

Description

本发明涉及一种从有裂缝的地下构造层中增加液烃回收的方法，更具体的是涉及这样一种方法，该法通过一口井将聚合物增强泡沫注入到地下构造层范围以内，并使其优先流入存在于地下构造层的裂缝内。

常规的方法是通过一口与构造层贯穿并连通的井，在地面上开采地下产烃构造层中的液烃。通常，绝大多数井是与地下产烃构造层连通而开凿与配置的，以便有效地从特定的地下蓄烃层中开采液烃。原来存在于地下构造层中给定的蓄烃层内原有液烃的约5%至25%（体积）可借助蓄烃层的天然能量开采，即初级开采。于是，一旦初级开采变得不经济或者停止时，通常使用二级和三级回收方法开采位于地下构造层内原有烃的另外一部分。这种二级回收方法包括将驱动流体，如水，聚合物增稠的水，蒸汽，泡沫或者气体，例如CO₂，通过指定的注入井注入到构造层中，驱动液烃从最接近的液烃开采井冒出地面。成功的二级回收方法可以从地下构造层中给定的蓄烃层内回收位于那里的原有液烃的25%（体积）以上。用来回收位于地下构造层内原有液烃的另外一部分的三级回收方法是通过改变蓄烃层流体的性质，例如改变界面张力来完成的，结果提高了从构造层中挑代液烃的效率。三级回收方法的实例包括胶束和表面活性剂驱排法。三级回收法还可以包括注入热的驱动流体，例如蒸汽，或者气体，例如二氧化碳的方法，这些驱动流体在高压下可与液烃溶混。这种三级回收法可在二级回收方法操作到经济极限之前或之后，用于给定的地下构造层，所谓经济极限是指采用二级回收方法开采液烃的销售收入低于方法本身的操作费用。

在实施二级或三级回收方法中常常遇到的一个问题是在二级或三级方法实施期间注入到地下构造层内的驱动流体的一致性较差，从而扫除效率较差。驱动流体一致性较差可能发生在构造层的母体不均匀的地方。例如，地下环带层，岩层，或者渗透性各不相同的床层，可能存在于构造层的附近，中间和/或较远的井孔四周。通过与构造层连通的井注入到构造层的驱动流体趋向于优先开槽或深入母体并在母体中的高渗透性区域突破，因此会使驱动流体的一致性和流动分布产生非常不良的结果，而且减少液烃的开采和回收。更典型的是，具有较高的渗透性的地下环带，岩层，或者床层可能是与具有较低的渗透性的地下环带，岩层，或床层垂直并置的。注入到地下产烃构造层的驱动流体将优先通过渗透性较高的环带，岩层或床层流动，结果在剩下的渗透性较低的地区液烃含量较高。

在渗透性较高的地下构造层区域内，选择性地布置堵塞或者减小物质的流动性，能够改善注入到构造层的驱动流体的一致性和流动分布。更具体的是，几个先有的工艺方法提到了在构造层母体内渗透性较高的区域用放置泡沫的方法来改善注入到地下构造层的驱动流体的一致性和流动分布。在授予Mitchell的美国专利4，676，316中公布了连续将水溶性的聚合物和表面活性剂，以及随后将可溶或可混溶的气体注入地下产烃蓄积层的母体中的方法。这种聚合物选自含天然存在的生物聚合物，例如多糖类和人工合成的聚合物，例如聚丙烯酰胺在内的聚合物，且以约250ppm到4，000ppm的量加到水溶性溶液中。作为泡沫的形成体和在蓄烃层条件下化学稳定和热稳定的表面活性剂加到水溶性溶液中的量约为0.05%到约2%。在一定压力下注入构造层的气体是可溶或者可混溶的气体，所施加的压力应足以影响其与液烃沉积物的温溶性。作为一种液体柱流加入的水溶液的体积约占受其影响的蓄烃层部分的孔隙体积的0.05%到1%。据此，驱动流体可用于排代石油并可予先将其注入开采井中。这种方法阻止那些渗透性较高区域内的地下蓄积层中的驱动流体向前流动。授予Hazlett的美国专利4，813，484公开了向地下构造层的易渗透地带注入含有表面活性剂，可分解的化学起泡剂，和水溶性聚合物或者凝胶增稠水溶液的方法。构造层的温度，配制的活化剂，蓄烃层的流体，或者构造层的矿物学性质将引起起泡剂分解并产生气体。这种气体产生气泡，其结果是关闭构造层中的易渗透地带的孔道，使连续注入的驱动流体直接到达难渗透的地带。水溶性溶液的注入速度必须足以使流体分布在易渗透的地带。授予Dauber等人的美国专利3，530，940公开了连续向地下构造层注入水溶性成膜聚合物（例如聚乙烯醇或聚乙烯吡咯烷酮）的水溶液和气体，并在构造层孔道内形成泡沫，堵塞构造层的方法。

事实证明，使用泡沫堵塞地下构造层母体易渗透区域的方法是不能完全令人满意的。因为大多数泡沫的粘度往往太高，以致于不能在高渗透区内进行有效的注入，所以要在地下构造层母体中的高渗透性区域内放置这种泡沫的方法通常需要在高渗透性区域内的原位产生泡沫。因此，必须将泡沫中的气体和液体组份单独或者连续地加入到构造层母体中。可是，在地下构造层母体的高渗透性区域内，通过使水溶液与气体接触达到的混合程度和生成的泡沫不如进入构造层之前达到的混合程度和生成的泡沫完全，均匀、或者有效。

另外，因为驱动流体优先通过渗透性较高的裂缝流动，并走旁路进入构造层母体内。所以常常在裂开的地下构造层中驱动流体的一致性往往较差。因此，存在于构造层母体内的液烃不能被驱动流体有效地排代。

另一个与二级回收方法有关的问题会在许多裂开的地下构造层中遇到，即其中的裂缝含有相当粘稠的液烃。在水溶性驱动液体（例如水）开始注入垂直裂开的地下构造层后，驱动流体就穿透到开采井，保留在地下构造层内的基本上为垂直方向和渗透性较高的裂缝内的粘稠液烃的体积百分数是相当大的，例如5-70%或者更多。连续注入水溶性驱动流体只能从这些裂缝中清除少量保留的粘稠液烃，因为密度较高和粘度较低的驱动流体容易向下流动，结果不能有效地排代出存在于垂直裂缝中的粘稠液泾。因此，当水溶性驱动流体在开采井透过时，可以加入水溶性聚合物。例如分子量约为11，000，000的聚丙烯酰胺，其加入量应足以明显增大驱动流体的粘度，例如500ppm。可是，这种增稠驱动流体的注入有可能不会显著增加残留于垂直裂缝内的粘稠液烃的回收率。这种增稠驱动流体的较高密度会使驱动流体流到下面，因此不能有效地排代地下构造层内垂直裂缝中未被回收的液烃。事实证明，试图通过进一步增加稠厚驱动流体中的聚合物的浓度来增加流体的粘度，获得更为合理的流体/石油流动性比值，从而获得合理的液烃回收率的努力是不经济的和无效的。因此，需要有一种单独使用或者与二级或者三级回收方法联合使用的方法，才能从裂开的地下构造层中有效地和经济地回收液烃。

所以，提供一种回收存在于地下裂缝中的液烃的有效而经济的方法是本发明的一个目的。

提供一种增加回收存在于地下蓄烃池连通垂直裂开地下构造层裂缝中的液烃也是本发明的一个目的。

本发明的另一个目的是提供一种回收存在于裂开地下构造层中的液烃的方法，其中连续注入构造层的驱动流体将优先流入构造层母体中。

本发明的另一个目的是提供一种从垂直裂开地下构造层中增加回收液烃的方法，其中用水渗透到构造层母体中作为液烃回收的机理。

本发明另一个目的是提供一种通过与地下构造层连通的井改善注入地下构造层驱动流体流动分布的方法。

本发明另一个目的是提供一种较便宜但有效的流动性控制流体，用于驱排断裂地下构造层裂缝中的流体。

本发明还有一个目的是提供一种用于从裂开地下构造层中回收液烃的方法，其中将形成的全部泡沫注入构造层，因此不需要连续注入形成泡沫的溶液。

利用无害的组分形成聚合物增强泡沫也是本发明的一个目的。

提供一种用于上述方法的聚合物增强泡沫也是本发明的一个目的，该泡沫特别稳定、具有较高的粘度和对表面活性剂化学性质较不敏感。

不使用昂贵和/或难以降解的成膜聚合物就能制成一种聚合物增强泡沫也是本发明的一个目的。

为了达到上述预期的目的和其他目的，并根据本发明的目的，下面就本发明直观而概括地予以叙述。本发明的方法包括向裂开地下构造层内注入一种聚合物增强泡沫，它由选自合成聚合物或者生物聚合物的聚合物，表面活性剂，含水溶剂和气体组成。聚合物增强泡沫优先进入并在构造层的裂缝内流动。从上述构造层中回收液烃。

附图说明了本发明的实施方案，构成本说明书的一部分，与文字说明一起用于解释本发明的原理。

在附图中：

图1具体说明排代相饱和度作为注入到理想裂缝模型中的流体的空隙体积的函数关系图;

图2具体说明本发明的方法中的聚合物增强泡沫和聚合物/表面活性剂溶液两者的平均表观原位粘度作为泡沫或者溶液分别通过高渗透性的砂包的前沿前进速度的函数关系的对数图;和

图3具体说明本发明的方法中的聚合物增强泡沫的平均表观原位粘度作为泡沫通过高渗透性的砂包的前沿前进速度的函数关系的对数图。

在整篇说明书中，本发明使用定义如下的几个术语做了说明。地下构造层表示含有气体和/或液体烃的地下构造层，它包括两个主要区域，“线体”和“变异体”。“变异体”是构造层中较之母体具有很高渗透性的体积或空隙空间。它包括这些术语，例如裂缝，裂缝网，接缝、裂纹、裂口、小洞、空隙、溶液通道、洞穴、冲洗孔、空腔等。“母体”基本上是除变异体以外的构造层的剩余体积，其特征是基本上连续的，沉积蓄积层物质，并且常常是有强度的，而渗透性较低。“断裂地下构造层”表示具有裂缝、接缝、裂纹、裂口和/或由它们构成网的地下构造层，它包括垂直和水平断裂地下构造层。“垂直断裂地下构造层”表示有通常所说的垂直方向（即偏离真正垂直方向的角度不大于45°）的裂缝，接缝，裂纹，裂口和/或由它们构成的网络的地下构造层。通常，垂直断裂地下构造层一般出现在距离地面300米以下的地方。在不到约300米的地方，大多数地下构造层含有通常所说的水平方向的裂缝。因为大多数产烃构造层位于约300米以下的深度，所以包含在这些构造层内的裂缝通常具有一般的垂直方向。“裂缝”包括裂缝、接缝，裂纹，裂口和/或它们构成的网络。“泡沫量”表示在给定的泡沫中气相所占的体积百分数。“聚合物增强泡沫”表示用在本发明的方法中的泡沫，它由含表面活性剂和掺入其中的水溶性粘度增大的聚合物组成。“井”和“井孔”都用来表示至少部分地通通通天然存在于构造层和/或由于水压产生于构造层中的裂缝，裂纹，裂口和/或网与断裂地下构造层连通的井或井孔。“流体”包括气体、液体和/或它们的混合物。

根据本发明，聚合物增强泡沫对于熟练的技术人员来说，可用任何显然合适的，常规的泡沫生产技术来形成。注入到地下构造层的聚合物增强泡沫量应从约50%（体积）到约99.5%（体积）之间变动，从约60%（体积）到约98%（体积）更为合适，尤以从约70%（体积）到约97%（体积）最为合适。在注入到构造层之前，可用安装在井孔内的管道同时分别注入液流和气流并将这些流体在井孔内借助诸如静态混合器混合或者借助其他安装在管道内的常规的泡沫形成设备产生泡沫。可是，最好是在注入井中之前，将这些流体在地面上混合形成合适的泡沫。

本发明的聚合物增强泡沫中的聚合物可以是任何高分子的，水溶性的，粘度增大的合成聚合物或者生物聚合物。本发明中的生物聚合物包括多糖类和改性多糖类。典型的生物聚合物是黄原胶、瓜耳胶、琥珀酸聚糖、硬葡聚糖、聚乙烯糖类，羧甲基纤维素，邻羧基聚氨基葡糖、羟乙基纤维素，羟丙基纤维素，和变性淀粉。有用的合成聚合物包括丙烯酰胺聚合物，例如聚丙烯酰胺，部分水解的聚丙烯酰胺，丙烯酰胺共聚物，含有丙烯酰胺，第二种物质和第三种物质的三元聚合物，和含有丙烯酰胺，丙烯酸酯，第三种物质和第四种物质的四元聚合物。正如此处定义的那样，聚丙烯酰胺（PA）是一种在羧酸酯基团中实际上含有不到1%的丙烯酰胺基团的丙烯酰胺聚合物。部分水解的聚丙烯酰胺（PHPA）是一种化学转化成羧酸酯基团的丙烯酰胺，其含量大于1%，但不到100%的丙烯酰胺聚合物。丙烯酰胺聚合物可以按照任何技术上已知的传统方法制备，但是最好是参照授予Argabright等人的美国专利No.Re32，114中公开的方法制备具有特殊性质的丙烯酰胺聚合物。根据本发明的用在聚合物增强泡沫中的聚合物的平均分子量在约10，000到约50，000，000的范围内，以约250，000到约20，000，000更好，尤以约1，000，000到约15，000，000最为合适。在本发明的聚合物增强泡沫中的聚合物浓度是从约100ppm到约80，000ppm，以从约500ppm到约12，000ppm更好，最好是从约2，000ppm到约10，000ppm。加入的聚合物起着稳定聚合物增强泡沫的作用，特别是在液烃存在下，在将本发明的方法用于断裂地下构造层的整个过程中，起稳定作用。聚合物同样还增加了聚合物增强泡沫的性能，例如增加了聚合物增强泡沫的粘度和结构强度。

本发明的聚合物增强泡沫中的表面活性剂可以是任何水溶性的，适合用于地下石油回收的起泡表面活性剂和与显然可由熟练的技术人员选择的特殊聚合物配伍使用的表面活性剂。表面活性剂可以是阴离子的，阳离子的或者非离子的。表面活性剂最好能选自乙氧基醇、乙氧基硫酸盐、精制的磺酸盐，石油磺酸盐和α-烯烃磺酸盐。用在本发明的通过加入气体形成聚合物增强泡沫的水溶液中的表面活性剂的浓度从约20ppm到约50，000ppm，从约50ppm到约20，000ppm更好，从约100ppm到约10，000ppm最好。通常，正如根据本发明下文所述的那样，其中聚合物增强泡沫的作用特点是对此处所用的特殊表面活性剂较不敏感。

其中与加入的气体一起形成本发明的聚合物增强泡沫水溶液中的含水溶剂可以是新鲜水或者是所含的总溶解固体浓度高达固体在水中的溶解度极限的盐水。最好是，含水溶剂是注入的水或者从地下构造层中产生的水。用于形成本发明的聚合物增强泡沫的气体实例包括氮气，空气，二氧化碳，烟道气，开采的油田气和天然气。

在一定压力下通过井孔将本发明的聚合物增强泡沫注入到地下构造层中，所用的压力应足以使泡沫进入构造层，但是通常低于构造层的分裂压力。聚合物增强泡沫水相的PH值一般约为中性，即PH值约为6至8。但是，如果不是中性时，最好是在注入之前根据常规的油田操作方法将水相的PH值调节成约为中性。这种PH值的调节显然可以采用熟练的技术人员认为合适的任何方式。聚合物增强泡沫由于部分具有相当高的粘度，将优先进入并在构造层的裂缝内流动。连续地注入泡沫直到泡沫在开采井透过时为止，这时开始正常地通过注入井注入驱动流体。最好是予先确定注入的聚合物增强泡沫的体积，使其低于用来实现这种透过所需要的体积。注入到地下蓄烃层的泡沫的体积为每垂直米待处理的蓄烃层高度注入约0.3到约2，600或更多一些蓄烃层立方米。最好是每垂直米待处理的蓄烃层高度注入约0.6到约520蓄烃层立方米。用在本发明方法中的聚合物增强泡沫最好是至少稳定约24小时。因此，为了保证通过连续注入泡沫或者其他驱动流体从裂缝中排除液烃，要求聚合物增强泡沫足够稳定和粘稠，以便有效地排代存在于地下构造层中的裂缝内的液烃，但要在预先测定的时间内完全分解成气体和表面活性剂和含水溶液的聚合物。这种聚合物增强泡沫的稳定性可通过改变表面活性剂的化学性质和组成，聚合物的化学性质和浓度，盐水的化学性质和泡沫量来预先测定。在裂缝中分解的泡沫产生的气体，表面活性剂和聚合物可能增加，这些石油回收剂对于从构造物中回收液烃有利无害，而且如果需要的话，可借助随后注入驱动流体易于将其从裂缝中除去。

本发明的方法能够用于从大多数断裂地下构造层中回收液烃，并且它对任何特定的构造层矿物学性质或岩性学性质不是高度敏感的。该方法本身可用作从断裂地下构造层中回收烃的方法，但是，它常常被用作与二级回收操作（例如水驱排或者聚合物驱排）或者三级回收操作（例如，碱驱排或者CO₂驱排）联合使用的排代改进方法。联合物增强泡沫的较高的表观原位粘度导致比任何这种单独的驱排更完全地冲刷断裂地下构造层中的裂缝，以及较少开槽或深入。

正如上文提到的那样，本发明的方法可用来与某些增加石油回收的方法联合使用，后者使用驱动流体从断裂地下构造层的母体中排代液烃。将驱动流体，如象二氧化碳或蒸汽这样的气体，或诸如水这样的液体注入断裂地下构造层会优先通过裂缝流动或开槽。因此，存在于构造层母体内的烃走入旁

。正如前面讨论的那样，根据本发明的方法注入到断裂地下构造层内的聚合物增强泡沫优先冲刷裂缝，因此它至少占据一部分地下裂缝。另外，聚合物增强泡沫的较高的表观原位粘度将通过随后注入驱动流体使其在裂缝内产生的注入差压增加，其结果使这种流体的流动路线从裂缝转移到构造层母体内。因此，根据本发明的一个实施方案，将聚合物增强泡沫注入到断裂地下构造层的裂缝中，并至少占据一部分裂缝。随后，将驱动气体或者液体通过相同的或者不同的井注入到断裂地下构造层。合适的驱动液体包括水，盐水，含聚合物的水溶性溶液、水溶性碱溶液，含有表面活性剂的水溶液，胶束溶液和它们的混合物。当在裂缝内产生聚合物增强泡沫时，存在于一部分地下裂缝内的聚合物增强泡沫的相当高的粘度提供了一个增大的压差，可以至少将一部分驱动气体或液体转移到构造层的母体内，其结果是借助驱动气体或液体提高了在构造层母体和/或裂缝中对液烃的扫除效率。于是，在那些实例中，希望利用流动性调控本发明方法中的聚合物增强泡沫的性质。最好通过增加泡沫中聚合物的浓度来增加泡沫的稳定性。换句话说，泡沫的稳定性可通过增加驱动流体注入期间的泡沫量来确保流动性控制。

在一个实施方案中，将本发明的方法应用于含有粘稠液烃的垂直断裂地下构造层，并从构造层内的裂缝中更有效地扫除液烃。当构造层的烃和水之间的粘度比从约2∶1到约200∶1或者更高时，最好是至少约为10∶1时，本方法是特别合适的。正如前面讨论的那样，在实施常规的注水驱排方法期间，将水注入垂直断裂地下构造层中不能有效地排代存在于高渗透性的裂缝中的液烃，因为水的密度高，粘度低，水趋向于流入相当一部分存在于裂缝内的液烃的下面。根据本发明，将聚合物增强泡沫注入垂直断裂地下构造层中并优先进入存在于其中的裂缝内流动。聚合物增强泡沫的较低的密度，例如0.005到0.6克/毫升和较高的表观原位粘度，例如5到10，000厘泊或更高，使得泡沫优先扫除垂直断裂地下构造层内上面一部分裂缝，结果增加了从这些裂缝中的液烃回收率。此外，本发明的这个实施方案对于那些与下伏蓄水层连通的垂直裂缝来说是有用的。作为驱动流体注入的水或者聚合物增稠的水导致驱动水明显的流失到下伏蓄水层，因为驱动水的密度较高，使其通过裂缝的下面部分流动，结果常常进入下伏蓄水层。正如刚才提到的那样，聚合物增强泡沫较低的密度和较高的表观原位粘度使泡沫冲刷裂缝的上部，从而实际上减少驱动流体流失到下伏蓄水层。

在另一个实施方案中，通过一口与构造层连通的井将聚合物增强泡沫注入到垂直断裂地下构造层，并且它优先流入其内部并优先占据。存在于其中的上面一部分裂缝。随后，通过相同的或者不同的井，将驱动气注入到垂直断裂地下构造层。当其遇到存在于裂缝上部的聚合物增强泡沫时，聚合物增强泡沫较高的表观原位粘度至少部分地将驱动气体转移到垂直裂缝的下部，其结果使驱动气体更有效地从垂直裂缝的下部扫除液烃。正如前面讨论的那样，一部分驱动气体被聚合物增强泡沫转移到构造层母体中，其结果是通过驱动气体从构造层的母体中更有效地扫除液烃。

在用水驱排期间，水从地下构造层内的裂缝中渗入到构造层母体，并将液烃从母体排代到裂缝的过程被认为是从许多断裂地下构造层中进行石油回收的重要机理。可是，那些经常用来从地下构造层的裂缝中排代液烃的水或聚合物增稠水趋向于流到存在于裂缝中相当一部分体积的液烃的下面，特别是粘稠的液烃。因此，那部分充满液烃的裂缝阻止水从裂缝渗入到母体。部分由于聚合物增强泡沫具有较低的密度，因此本发明的方法将会从地下构造层的裂缝中更均匀和更完全地扫除液烃，尤其是重力分离的液烃。使用本发明的方法随后注入水溶性的驱动流体，将通过使水溶性驱动流体渗入到构造层母体中，并从那些原先被液烃占据的那部分裂缝以及邻近裂缝的构造层母体中获得被回收的更多增量的液烃。所以，至少可重复一次本发明使用聚合物增强泡沫的方法，以便由于增大了水向构造层母体的渗透而获得更多增量的存在于构造层裂缝中的液烃。

作为一般的指导原则，只要经济上和操作上可行，本发明的方法常常可以多次重复使用。

下面用实施例说明本发明的实际应用而不应认作是对本发明范围的限制。

实施例1

通过将氮气和一种PH值为7-8的水溶液和含有乙氧基硫酸盐的表面活性剂（C_12-15-（EO）₃-SO₃Na），（其中表面活性剂是由Shell化学公司制造的，商品名称为Enerdet 1215-3S）在0.17兆帕的恒定的压差下共同投放到15.2厘米×1.1厘米，20-30目的Ottawa测试砂砂包中制成三个单独的泡沫样品。3＃样品是用上述同样含有2.9%（摩尔）的分子量为11，000，000的部分水解的聚丙烯酰胺（PHPA）水溶液制成的。砂包和驱排温度约为22℃。将氮气和水溶液在砂包内混合形成泡沫，并将其砂包流出物收集在塞好塞子的100毫升的量筒内。收集到的每一个泡沫样品的特征参数列在下面的表1中。PHPA和表面活性剂的浓度如表1用ppm表示，其中用其单独在水溶液中所占的组分来表示。

在预先确定的时间间隔内观察每一个泡沫样品在量筒中的空气/泡沫界面的位置，从而确定从泡沫中逸出的氮气量。其结果列在表2中。

用相同的方式，在同样预先确定的时间间隔内观察每一个泡沫样品在100毫升量筒中的水/泡沫界面的位置，从而确定从泡沫中排出的水量。其结果列在表3中。

空气/泡沫界面的位置减去水/泡沫界面的位置，测定每一个泡沫样品在预定的时间间隔内的泡沫体积并记录在表4中。

用这些结果具体说明，含有7，000ppm 2.9%部分水解的聚丙烯酰胺的1＃泡沫样品，在24小时后，保持其原有体积的62%，而2＃和3＃泡沫样品（不含任何聚合物），仅在熟化17小时后就完全破裂。在测试砂包中，1＃聚合物增强泡沫样品具有约为89厘泊的平均表观原位粘度，而2＃和3＃泡沫样品仅约有2厘泊的平均表观原位粘度。正如熟练的技术人员已知的那样，在这些实验中观察到的泡沫稳定在地下构造层的较狭窄的多孔介质中将大大增加（尤其是在100%泡沫饱和度时）。

实施例2

用来实施一系列裂缝模型驱排实验的理想裂缝模型由边缘焊死。顶部和底部之间具有空隙的两块平行的玻璃片组成。将玻璃片以约0.127厘米的均匀宽度隔开配置，将流体注入并使其从模型两边的一系列出口中流出。在裂缝模型驱排期间注入的流体体积约为孔体积的5倍，即五个裂缝的体积。一开始，用25厘泊的精制油充满裂缝，即两块平行玻璃片之间的体积。跨过约0.46米长的模型所施加的总差压为0.002兆帕，即从输入管的上部到输出管的上管的压差为0.002兆帕。在所使用的四个单独模型的驱排中，它们中的三个分别使用粘度为1厘泊的水，粘度为10厘泊的盐水和含有5，800ppm总溶解固体组成的水溶液，640ppm硬度和500ppm30%水解的，分子量为11，000，000的聚丙烯酰胺和一种粘度为32厘泊和含有5，800ppm总溶解固体的水溶液，640ppm硬度和1，500ppm 30%（摩尔）水解的，分子量为11，000，000的聚丙烯酰胺驱排。第四个模型的驱排使用其水相含有7，000ppm 30%水解的，分子量为11，000，000的聚丙烯酰胺和2，000ppmα-烯烃磺酸盐表面活性剂的氮气聚合物增强泡沫，表面活性剂是由Stephan化学公司制造的，商品名称为Stepanflo-20，在合成油区域内产生含有5，800ppm总溶解固体和640ppm硬度的盐水。聚合物增强泡沫具有91%的泡沫量。聚合物增强泡沫的PH值为7-8。

这些裂缝模型驱排的结果在图1中有具体说明。将水注入裂缝模型中导致较早的透过，注入超过5倍空隙体积的水，在原位剩下约32%的原来25厘泊的精制油。注入超过5倍空隙体积的含500ppm 30%（摩尔）部分水解的聚丙烯酰胺溶液，结果增加了油的回收，而将部分水解聚丙烯酰胺的浓度增加到1，00ppm，结果进一步地增加了油的回收，但此时实际上成本太高。相比之下，注入本发明的聚合物增强泡沫，结果基本上将全部油回收，即仅注入一倍空隙体积的聚合物增强泡沫，结果从裂缝模型中回收约97%（体积）的油。这个结果的原因部分是由于本发明的聚合物增强泡沫具有较低的密度。直到回收0.82倍空隙体积的油之前不发生聚合物增强泡沫的任何明显的透过。这些结果具体说明使用聚合物增强泡沫可增加从裂缝中石油回收的效率。

实施例3

通过将氮气和PH值为10的水溶液和含有7，000ppm 30%（摩尔）水解的，分子量为11，000，000的聚丙烯酰胺和2，000ppm毫达西渗透性的α-烯烃磺酸盐表面活性剂在0.34兆帕的恒定压差下共同投放到30.5厘米长，150，000毫达西渗透性Ottawa测试砂砂包中制成不同质量的聚合物增强泡沫样品，所用的表面活性剂是由Stephan化学公司制造的，商品名称为Stepanflo-20。驱排实验在约3.1兆帕的背压和约22℃的室温下进行。驱排前进速度约为150-240米/天。泡沫量和平均表观原位粘度列在表5中。平均表观原位粘度是从测定的盐水流动性与聚合物增强泡沫流动性之比计算得到的。

这些结果说明本发明的聚合物增强泡沫的平均表观原位粘度稍大于只含有部分水解聚丙烯酰胺和α-烯烃磺酸盐表面活性剂水溶液的平均表观原位粘度。令人惊奇的是，本发明的聚合物增强泡沫的平均表观原位粘度看起来随着气体的体积百分数，即泡沫量的增加而稍稍增加。因此，本发明方法中的聚合物增强泡沫的粘度对于泡沫量是比较不敏感的。因此，通过用较便宜的气体稀释较昂贵的溶液产生的聚合物增强泡沫能保持这种聚合物增强泡沫的性能，而泡沫的成本将大大减少。如果这样，对于熟练的技术人员来说显而易见，即本发明的聚合物增强泡沫提供一种用于注入断裂地下构造层的传统流体的相当经济的代用品，而且还增加了从存在于地下构造层中的裂缝和母体中回收石油的效率。

实施例4

将氮气和PH值为10的水溶液和含有7，000ppm30%（摩尔）水解的，分子量为11，000，000的聚丙烯酰胺和2，000ppmα-烯烃磺酸盐表面活性剂（它是由Ste-phan化学公司制造的，商品名称为Stepanflo-20）共同投放到30.5厘米长，20-30目的渗透性为170，000毫达西Ottawa测试砂砂包中。这种驱排实验的单个砂包起着形成泡沫和测试砂包两种作用。生成的聚合物增强泡沫在一系列从0.14到1.4兆帕的差压下被驱排出来。这种差压范围引起对应的前沿前进速度范围从约25到约1，700米/天变化。在实验期间泡沫量保持在77%和89%之间。实验的结果如图2所示。这些结果表明用于本发明方法中的聚合物增强泡沫与对应的聚合物和表面活性剂本身的水溶液相比，具有至少一样的，可能还大一些的粘度以及较小的流动性。根据这个令人惊奇的事实，本发明和实施例的聚合物增强泡沫可用便宜的气体，即氮气进行大量稀释。

来自图2的实验结果进一步具体说明对应于注入井孔四周附近具有高前沿前进速度的地方，本发明的聚合物增强泡沫的表观原位粘度是足够低的，以致于能够很容易地将其从井孔注入到地下构造层。这些结果还表明对应于地下构造层内距离井孔有相当距离的地方具有较低的前沿前进速度时，本发明的聚合物增强泡沫显示出较高的表观原位粘度，因此在裂缝中的这个位置上起到了相当好的流动性控制和转移剂的作用。所以，连续地注入到构造层中的任何驱动流体的流动分布将得到改善。图2还表明仅含有聚合物和表面活性剂的水溶液与对应的聚合物增强泡沫相比，由于水溶液以较高的前沿前进速度流动时，其表观原位粘度将相对增大，因而较难注入到断裂地下构造层中。

实施例5

将氮气和PH值为10的水溶液和含有7，000ppm的30%（摩尔）水解的，分子量为11，000，000的聚丙烯酰胺和2，000ppm由Stephan化学公司制造的商品名称为Stepanflo-20的α-烯烃磺酸盐表面活性剂共同投放到15.2厘米长，20-30目，渗透性为130，000毫达西Ottawa测试砂泡沫形成砂包中，以产生聚合物增强泡沫，再将其注入到30.5厘米长，20-30目，渗透性为120，000毫达西的Ottawa测试砂砂包中。在一系列范围从0.06到1.21兆帕的差压下通过测试砂包驱排聚合物增强泡沫。这个差压范围促使对应的前沿前进速度范围从约0.09到约1，700米/天。实验期间的泡沫量保持在81%和89%之间。这个实验的结果如图3所示。

正如这些结果具体说明的那样，在非常低的前沿前进速度下，指数律的切薄的聚合物增强泡沫的表观原位粘度将强烈增加，非常低的前沿前进速度出现在距离注入聚合物增强泡沫的井孔相当远的地下裂缝内。这种强烈地增加的表观原位粘度，例如粘度接近100，000厘泊，非常有利于聚合物增强泡沫在距离井孔相当远的那些地方的裂缝内起到转移剂的作用。因此，连续地注入到构造层中的驱动流体的流动分布将得到改善。

图3的结果进一步具体说明在对应于聚合物增强泡沫注入的井孔附近的地下四周具有较高的前沿前进速度时，聚合物增强泡沫的表观原位粘度是较低的，这表明很容易将聚合物增强泡沫注入到裂开的地下构造层中。

实施例6

在地表下约460米深度的大陆中部蓄烃层中进行的两个CO₂huff n′puff油田试验。蓄烃层是高度裂开的碳酸盐构造层，并且其蓄烃层温度为27℃。将CO₂huff n′ puff油田试验用于已开始接近其经济极限的两口井。注入的CO₂气体来自液体CO₂。在每一个huff n′ puff CO₂油田试验期间，在三天的时间内注入540公吨的CO₂。然后将每口井关闭21天使其渗入。

第一次油田试验在CO₂注入之前不包括聚合物增强泡沫的注入。在通过17.7米深的通向构造层的钻孔中进行CO₂huff n′ puff油田试验之前，这口井每天产烃2.54立方米。随后进行CO₂huff n′ puff处理，在头30天的开采期间内从这口井开采石油的速度平均为每天3.66立方米。

除了打通到构造层的钻孔只有16.2米深外，将第二次油田试验应用于具有基本上相同的井内结构和基本相同的蓄烃层性质的邻近的开采井。在CO₂huff n′ puff油田试验之前，这口井每天产油2.22立方米。除了根据本发明在CO₂即将注入之前，先注入聚合物增强泡沫之外，CO₂huff n′ puff油田试验是差不多相同的。在CO₂注入期间，为了增加裂缝内产生的差压，将氮气聚合物增强泡沫注入，减小注入的CO₂的流动性，和将CO₂从渗透性非常高的裂缝的通道转移到母体蓄烃层碳酸盐岩石。注入的聚合物增强泡沫的体积为127蓄积层立方米。如此注入到蓄烃层内的聚合物增强泡沫的泡沫量在81%和87%之间变化。聚合物增强泡沫的水相含有6，500ppm的7到10%水解的，分子量为12，000，000到15，000，000的PHPA和2，000ppm溶解在开采水中的C_12-14-C＝C-SO₃Na α-烯烃磺酸盐表面活性剂（含有10，300ppm总溶解固体（TDS），520ppm硬度，和高浓度的硫酸盐和碳酸氢盐阴离子）。用这种第二次油田实验后处理的头三十天的开采量为每天平均7.47立方米。

这两个油田试验的石油开采结果说明使用聚合物增强泡沫能够大大改善CO₂huff n′ puff处理的效果和通过促使更有效地利用注入的CO₂来获得大量的石油开采量。这个结果被认为是通过将注入的CO₂转移到母体含烃岩石中以及更有效地使液烃与CO₂接触来实现的。

当就本发明的上述优选的实施方案进行说明和演示时，我们认识到可以对它们进行替代和改动，例如那些建议和其他的内容，并且都应包括在本发明的范围内。

Claims

1、一种回收液烃的方法，该法包括：

a).向断裂地下构造层注入聚合物增强泡沫，它由一种选自合成聚合物或者生物聚合物的聚合物，表面活性剂，含水溶剂和气体组成，上述聚合物增强泡沫优先进入构造层内的裂缝并在其中流动；和

b)从上述构造层中回收液烃。

2、权利要求1的方法，其中上述聚合物增强泡沫通过与构造层连通的第一口井注入断裂地下构造层，以及液烃通过与构造层连通的第二口井回收。

3、权利要求2的方法，该法进一步包括：

c）在上述泡沫进入到上述裂缝后，通过上述第一口井将驱动流体注入到上述构造层中。

4、权利要求1的方法，其中上述泡沫中气体的体积为约50%（体积）到约99.5%（体积）。

5、权利要求4的方法，其中上述泡沫中气体的体积约为60%（体积）到98%（体积）。

6、权利要求5的方法，其中上述泡沫中的气体的体积为约70%（体积）到约97%（体积）。

7、权利要求1的方法，其中聚合物是生物聚合物，选自黄原胶，瓜耳胶，琥珀酸聚糖，硬葡聚糖，聚乙烯糖类，羧甲基纤维素，邻-羧基聚氨基葡糖，羟乙基纤维素，羧丙基纤维素，变性淀粉或它们的混合物。

8、权利要求1的方法，其中的聚合物是合成聚合物，选自聚丙烯酰胺，部分水解的聚丙烯酰胺，丙烯酰胺共聚物，含丙烯酰胺及第二种物质和第三种物质的三元聚合物，含有丙烯酰胺、丙烯酸酯及第三种物质和第四种物质的四元聚合物，或它们的混合物。

9、权利要求1的方法，其中上述泡沫中聚合物的浓度为约100ppm到约80，000ppm。

10、权利要求9的方法，其中上述泡沫中聚合物的浓度为约500ppm到约12，000ppm。

11、权利要求10的方法，其中上述泡沫中聚合物的浓度为约2，000ppm到约10，000ppm。

12、权利要求1的方法，其中表面活性剂选自下列物质：乙氧基醇，乙氧基硫酸盐、精制的磺酸盐，石油磺酸盐或α-烯烃磺酸盐。

13、权利要求1的方法，其中上述泡沫中表面活性剂浓度为约20ppm到约50，000ppm。

14、权利要求13的方法，其中上述泡沫中表面活性剂的浓度为约50ppm到约20，000ppm。

15、权利要求14的方法，其中上述泡沫中表面活性剂浓度为约100ppm到约10，000ppm。

16、权利要求1的方法，其中注入到上述断裂地下构造层中的上述泡沫的体积为每垂直米被处理的构造层高度约0.3到约2，600蓄烃层立方米。

17、权利要求3的方法，其中上述泡沫在预先确定的时间间隔内破裂。

18、权利要求3的方法，其中上述驱动流体是含水驱动流体。

19、权利要求18的方法，其中上述含水驱动流体从上述裂缝渗入到上述构造层的母体，以此从母体中将液烃排代到上述裂缝中，该方法进一步包括：

d）重复步骤a）和b）。

20、权利要求3的方法，其中用上述聚合物增强泡沫将注入到构造层中的上述驱动流体从上述裂缝转移到所述的构造层的母体内，以此排代母体内的液烃。

21、权利要求20的方法，其中上述驱动流体是选自下列物料的液体：水，盐水，含聚合物的水溶液，碱水溶液，含有表面活性剂的水溶液，胶束溶液，或它们的混合物。

22、权利要求20的方法，其中上述驱动流体是选自下列物料的气体：二氧化碳，蒸汽，含烃的气体，惰性气体，空气或氧气。

23、权利要求1的方法，其中上述构造层是垂直断裂地下构造层，其中借助上述聚合物增强泡沫从上述裂缝中至少排代一部分上述要回收的液烃。

24、权利要求23的方法，其中存在于上述构造层中的上述液烃与水的粘度比为约2∶1到约200∶1。

25、权利要求23的方法，其中注入到上述垂直断裂地下构造层中的上述泡沫的体积为每垂直米被处理的构造层高度约0.3到约2，600蓄烃层立方米。

26、权利要求1的方法，其中上述泡沫是在地面上形成的。

27、权利要求1的方法，其中上述泡沫是在上述第一口井内形成的。

28、权利要求20的方法，其中随着上述泡沫在距上述第一口井有很大径向距离的上述裂缝内排代时，上述的泡沫剪切增稠，从而该剪切增稠聚合物泡沫将上述驱动流体从上述裂缝转移到上述母体中。

29、权利要求28的方法，其中上述驱动流体是含水液体，上述剪切增稠聚合物泡沫用于改善上述含水液体的流动分布。

30、权利要求1的方法，其中存在于构造层中的裂缝与下伏蓄水层相连通。

31、权利要求1的方法，其中上述聚合物增强泡沫是通过与构造层连通的第一口井注入断裂地下构造层中，而液烃是通过上述第一口井回收的。

32、权利要求31的方法，该法进一步包括：

c）在上述泡沫进到上述裂缝中后，通过所述第一口井将驱动流体注入到上述的构造层中。

33、权利要求31的方法，其中上述驱动流体是一种选自下列物质的液体：水，盐水，含聚合物的水溶液，碱水溶液，含有表面活性剂的水溶液，胶束溶液，或它们的混合物。

34、权利要求31的方法，其中上述驱动流体是一种选自下列物料的气体：二氧化碳，蒸汽，含烃的气体，惰性气体，空气或者氧气。

35、权利要求31的方法，该法进一步包括：

在步骤a）之后和步骤b）之前，在一段预先确定的时间内，关闭上述第一口井。

36、权利要求18的方法，其中上述含水驱动流体从上述裂缝渗入到上述构造层的母体中，以此将液烃从母体排代到上述裂缝内，该方法进一步包括：

d）将含水驱动流体通过上述第一口井注入到上述构造层;和

e）重复步骤b）。

37、本发明的全部发明内容。