RU2687412C1 - Способы получения углеводородного материала, содержащегося в подземном пласте, и родственных стабилизированных эмульсий - Google Patents
Способы получения углеводородного материала, содержащегося в подземном пласте, и родственных стабилизированных эмульсий Download PDFInfo
- Publication number
- RU2687412C1 RU2687412C1 RU2016124637A RU2016124637A RU2687412C1 RU 2687412 C1 RU2687412 C1 RU 2687412C1 RU 2016124637 A RU2016124637 A RU 2016124637A RU 2016124637 A RU2016124637 A RU 2016124637A RU 2687412 C1 RU2687412 C1 RU 2687412C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- emulsion
- particles
- formation
- nanoparticles
- subterranean formation
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 288
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims abstract description 124
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 title claims abstract description 97
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 title claims abstract description 96
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 title claims abstract description 93
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 title claims abstract description 92
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 57
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 208
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 63
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 63
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 47
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 47
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims abstract description 42
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 claims abstract description 42
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 35
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims abstract description 34
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims abstract description 33
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 31
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 31
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 31
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 30
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 27
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000011368 organic material Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 26
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims abstract description 20
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims abstract description 20
- 229910003023 Mg-Al Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 24
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 18
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 17
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 16
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 16
- 229910052776 Thorium Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 4
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 4
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 claims description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 14
- 230000003993 interaction Effects 0.000 abstract description 8
- 238000004581 coalescence Methods 0.000 abstract description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 abstract 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 86
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 31
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 30
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 24
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 20
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 17
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 15
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 15
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 13
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 12
- -1 Co Substances 0.000 description 11
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 11
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 description 10
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 9
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 9
- 229910000882 Ca alloy Inorganic materials 0.000 description 8
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 8
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 8
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 8
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 8
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 7
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 7
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 7
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 6
- 229910016338 Bi—Sn Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 5
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 5
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 5
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 5
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 4
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 4
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 4
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 4
- VNDYJBBGRKZCSX-UHFFFAOYSA-L zinc bromide Chemical compound Br[Zn]Br VNDYJBBGRKZCSX-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- BMYNFMYTOJXKLE-UHFFFAOYSA-N 3-azaniumyl-2-hydroxypropanoate Chemical compound NCC(O)C(O)=O BMYNFMYTOJXKLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N Glycolic acid Natural products OCC(O)=O AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920000954 Polyglycolide Polymers 0.000 description 3
- 229920002396 Polyurea Polymers 0.000 description 3
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 3
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 3
- 125000001797 benzyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(C([H])=C1[H])C([H])([H])* 0.000 description 3
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 3
- 239000011246 composite particle Substances 0.000 description 3
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 3
- RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N imidazole Natural products C1=CNC=N1 RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 3
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 3
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 description 3
- 229920000117 poly(dioxanone) Polymers 0.000 description 3
- 229920000747 poly(lactic acid) Polymers 0.000 description 3
- 229920001515 polyalkylene glycol Polymers 0.000 description 3
- 229920001610 polycaprolactone Polymers 0.000 description 3
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 3
- 239000004633 polyglycolic acid Substances 0.000 description 3
- 229920001855 polyketal Polymers 0.000 description 3
- 239000004626 polylactic acid Substances 0.000 description 3
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 3
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- 239000004711 α-olefin Substances 0.000 description 3
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N Ethylene oxide Chemical compound C1CO1 IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004354 Hydroxyethyl cellulose Substances 0.000 description 2
- 229920000663 Hydroxyethyl cellulose Polymers 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N Propylene oxide Chemical compound CC1CO1 GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910020944 Sn-Mg Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004280 Sodium formate Substances 0.000 description 2
- 229910001297 Zn alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- PZKRHHZKOQZHIO-UHFFFAOYSA-N [B].[B].[Mg] Chemical compound [B].[B].[Mg] PZKRHHZKOQZHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 2
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 description 2
- 239000006265 aqueous foam Substances 0.000 description 2
- 125000003710 aryl alkyl group Chemical group 0.000 description 2
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 2
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 2
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 2
- WGEFECGEFUFIQW-UHFFFAOYSA-L calcium dibromide Chemical compound [Ca+2].[Br-].[Br-] WGEFECGEFUFIQW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 2
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 2
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 2
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 2
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 2
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 2
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 2
- 235000019447 hydroxyethyl cellulose Nutrition 0.000 description 2
- 239000001989 lithium alloy Substances 0.000 description 2
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 2
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 2
- WFIZEGIEIOHZCP-UHFFFAOYSA-M potassium formate Chemical compound [K+].[O-]C=O WFIZEGIEIOHZCP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000011112 process operation Methods 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- HLBBKKJFGFRGMU-UHFFFAOYSA-M sodium formate Chemical compound [Na+].[O-]C=O HLBBKKJFGFRGMU-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 235000019254 sodium formate Nutrition 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 2
- JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N tellanylidenegermanium Chemical compound [Te]=[Ge] JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 2
- 229940102001 zinc bromide Drugs 0.000 description 2
- SRWMQSFFRFWREA-UHFFFAOYSA-M zinc formate Chemical compound [Zn+2].[O-]C=O SRWMQSFFRFWREA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 2
- 125000000094 2-phenylethyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(C([H])=C1[H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- ZSLUVFAKFWKJRC-IGMARMGPSA-N 232Th Chemical compound [232Th] ZSLUVFAKFWKJRC-IGMARMGPSA-N 0.000 description 1
- 125000000590 4-methylphenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C(=C([H])C([H])=C1*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 229910018120 Al-Ga-Zn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018117 Al-In Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018134 Al-Mg Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018229 Al—Ga Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018456 Al—In Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018467 Al—Mg Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001152 Bi alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004261 CaF 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005046 Chlorosilane Substances 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N Dodecane Natural products CCCCCCCCCCCC SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000846 In alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000733 Li alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910008405 Li-Zn Inorganic materials 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910007049 Li—Zn Inorganic materials 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019400 Mg—Li Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000914 Mn alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 1
- 229920011250 Polypropylene Block Copolymer Polymers 0.000 description 1
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical group C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000676 Si alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910009369 Zn Mg Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910007573 Zn-Mg Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910007565 Zn—Cu Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 125000002877 alkyl aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 150000004996 alkyl benzenes Chemical class 0.000 description 1
- 238000005576 amination reaction Methods 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 239000003139 biocide Substances 0.000 description 1
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001622 calcium bromide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- KOPOQZFJUQMUML-UHFFFAOYSA-N chlorosilane Chemical class Cl[SiH3] KOPOQZFJUQMUML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 239000002178 crystalline material Substances 0.000 description 1
- 230000001687 destabilization Effects 0.000 description 1
- 125000000664 diazo group Chemical group [N-]=[N+]=[*] 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 125000003438 dodecyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 125000001033 ether group Chemical group 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000009969 flowable effect Effects 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- YBMRDBCBODYGJE-UHFFFAOYSA-N germanium oxide Inorganic materials O=[Ge]=O YBMRDBCBODYGJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004051 hexyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000001183 hydrocarbyl group Chemical group 0.000 description 1
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 125000004464 hydroxyphenyl group Chemical group 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 125000000468 ketone group Chemical group 0.000 description 1
- 150000002596 lactones Chemical class 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 238000010534 nucleophilic substitution reaction Methods 0.000 description 1
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical class CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002347 octyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 150000002902 organometallic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 125000002524 organometallic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PVADDRMAFCOOPC-UHFFFAOYSA-N oxogermanium Chemical compound [Ge]=O PVADDRMAFCOOPC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 125000001147 pentyl group Chemical group C(CCCC)* 0.000 description 1
- 230000005501 phase interface Effects 0.000 description 1
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 238000000053 physical method Methods 0.000 description 1
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 1
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 125000001436 propyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 description 1
- SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N scandium atom Chemical compound [Sc] SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N selanylidenegallium;selenium Chemical compound [Se].[Se]=[Ga].[Se]=[Ga] VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 125000004079 stearyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- 150000003505 terpenes Chemical class 0.000 description 1
- 235000007586 terpenes Nutrition 0.000 description 1
- 150000003573 thiols Chemical class 0.000 description 1
- 229930192474 thiophene Natural products 0.000 description 1
- 150000003577 thiophenes Chemical class 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002569 water oil cream Substances 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/16—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
- E21B43/20—Displacing by water
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/16—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/60—Compositions for stimulating production by acting on the underground formation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Geology (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Colloid Chemistry (AREA)
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Abstract
Изобретение относится к получению углеводородного матеиала, содержащегося в подземном пласте. Способ получения углеводородного материала из подземного пласта, включающий формирование суспензии для заводнения, включающей разлагающиеся частицы и флюид-носитель, закачивание суспензии в подземный пласт, содержащий углеводородный материал, для формирования эмульсии, стабилизированной разлагаемыми частицами, и удаления эмульсии из подземного пласта, и деградация по крайней мере части разлагаемых частиц после удаления указанной эмульсии из подземного пласта. Способ получения углеводородного материала из подземного пласта, включающий формирование наночастиц, каждая из которых содержит ядро, содержащее по крайней мере один из следующих металлов: Mg, Al, Са, Мn и Zn, и оболочку, инкапсулирующую ядро, и содержащую органический материал, комбинирование наночастиц с флюидом-носителем с получением суспензии для заводнения, закачивание суспензии в подземный пласт, содержащий связанный с его поверхностями углеводородный материал, для его отделения от поверхностей и образования эмульсии, стабилизированной наночастицами, удаление эмульсии из подземного пласта и модификацию по крайней мере одного из параметров: температура, значение рН и состав материала эмульсии, после удаления эмульсии из подземного пласта для взаимодействия по крайней мере части наночастиц с водным материалом для дестабилизации эмульсии и коалесценции углеводородного материала. Стабилизированная эмульсия, содержащая диспергированную фазу, включающую углеводородный материал, непрерывную фазу, включающую водный материал, и гидрофильные наночастицы, накапливающиеся на границе раздела фаз между диспергированной фазой и непрерывной фазой, где некоторое количество гидрофильных наночастиц содержит ядро, содержащее сплав Mg-Al, предназначенный для переключения между первой скоростью коррозии и второй более высокой скоростью коррозии в результате изменения по крайней мере одного свойства: повышения температуры водного материала и снижения величины рН водного материала, и оболочку, инкапсулирующую ядро и содержащую полимерный материал. Изобретение развито в зависимых пунктах формулы. Технический результат – повышение эффективности обработки. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Перекрестные ссылки на родственные заявки
В настоящем заявке испрашивается приоритет в связи с заявкой US №14/088331, поданной 22 ноября 2013 г., которая в полном объеме включена в настоящее описание в качестве ссылки.
Область техники
Варианты осуществления настоящего изобретения в основном относятся к способам получения углеводородного материала, содержащегося в подземном пласте, и к стабилизированным эмульсиям. Более подробно, варианты осуществления настоящего изобретения относятся к способам получения углеводородного материала из подземного пласта с использованием суспензии для заводнения, включающей разлагающиеся частицы, и к стабилизированным эмульсиям, включающим разлагающиеся частицы.
Предпосылки создания настоящего изобретения
Заводнение является стандартным процессом для повышения степени извлечения углеводородных материалов (например, сырая нефть, природный газ и т.п.) из подземных пластов. В ходе этого процесса водный флюид (например, вода, солевой раствор и т.п.) закачивают в подземный пласт через нагнетательные скважины для вытеснения углеводородного материала, содержащегося во внутрипоровом пространстве (например, поры, разломы, трещины, каналы и т.п.) подземного пласта, в эксплуатируемые скважины. Для повышения эффективности извлечения и последующей обработки углеводородного материала в водный флюид можно добавлять одну или более добавок.
Например, некоторые подходы включают добавление ПАВ и/или твердых частиц в водный флюид. ПАВ и/или твердые частицы могут прилипать к разделам фаз между углеводородным материалом и водным материалом или скапливаться в них и образовывать стабилизированную эмульсию одного углеводородного материала и водного материала, диспергированную в другом углеводородном материале и водном материале. Стабилизация с использованием ПАВ и/или твердых частиц снижает энергию системы, предотвращая коалесценцию диспергированного материала (например, углеводородный материал или водный материал), и поддерживая распределение одного материала в виде отдельных единиц (например, капли) в другом материале. В свою очередь, в значительной степени упрощается перемещение и извлечение углеводородного материала из подземного пласта по сравнению с процессом заводнения, в котором не используется добавление ПАВ и/или твердых частиц.
К сожалению, эффективность различных ПАВ может значительно снижаться в присутствии растворенных солей (например, различные соли, обычно присутствующие в подземных пластах). Кроме того, ПАВ имеют тенденцию прилипать к поверхностям подземного пласта, и следовательно, требуется экономически нежелательное добавление больших количеств ПАВ в закачиваемый водный флюид с учетом таких потерь. Более того, удаление твердых частиц из стабилизированной эмульсии может представлять проблемы в процессе последующей обработки, предотвращая коалесценцию углеводородного материала и водного материала с образованием дискретных несмешиваемых компонентов и в значительной степени снижая отдельный отбор углеводородного материала.
Следовательно, существует необходимость в разработке улучшенных способов извлечения углеводородного материала из подземного пласта, чтобы исключить одну или более указанных выше проблем.
Краткое описание настоящего изобретения
Описанные в данном контексте варианты осуществления настоящего изобретения включают способы получения углеводородного материала из подземного пласта, а также родственных стабилизированных эмульсий. Например, согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, описанному в данном контексте, способ получения углеводородного материала из подземного пласта включает формирование суспензии для заводнения, включающей разлагающиеся частицы и флюид-носитель. Суспензию для заводнения подают в подземный пласт, содержащий углеводородный материал, для формирования эмульсии, стабилизированной разлагаемыми частицами, и для удаления эмульсии из подземного пласта. При этом происходит деградация по крайней мере части разлагаемых частиц и наблюдается дестабилизация эмульсии.
В дополнительном варианте предлагается способ получения углеводородного материала из подземного пласта, включающий формирование наночастиц, включающих по крайней мере один из металлов Mg, Al, Са, Mn и Zn. Наночастицы объединяют с флюидом-носителем, при этом получают суспензию для заводнения. Суспензию для заводнения закачивают в подземный пласт, содержащий углеводородный материал, который связан с поверхностями пласта, для отделения углеводородного материала от поверхностей и для формирования стабилизированной наночастицами эмульсии. Эмульсию откачивают из подземного пласта. По крайней мере один из параметров: температуру, рН, состав материала и эмульсию, модифицируют, чтобы обеспечить взаимодействие по крайней мере части наночастиц с водным материалом для дестабилизации эмульсии и коалесценции углеводородного материала.
В другом варианте предлагается стабилизированная эмульсия, содержащая диспергированную фазу, включающую углеводородный материал, непрерывную фазу, включающую водный материал, и гидрофильные наночастицы, накапливающиеся на границе раздела фаз между диспергированной фазой и непрерывной фазой. По крайней мере некоторое количество гидрофильных наночастиц включает сплав Mg-Al, который предназначен для переключения между первой скоростью коррозии и второй более высокой скоростью коррозии в результате изменения по крайней мере одного из следующих параметров: повышение температуры водного материала и снижение величины рН водного материала.
Краткое описание фигур
На фиг. 1 показана упрощенная схема способа извлечения углеводородов из подземного пласта в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения.
Подробное описание настоящего изобретения
В этом разделе описаны способы извлечения углеводородного материала из подземного пласта. В некоторых вариантах предлагается способ извлечения углеводородов из подземного пласта, который включает формирование суспензии для заводнения, содержащей разлагаемые частицы и флюид-носитель. Разлагаемые частицы могут быть сконструированы и сформированы таким образом, чтобы контролировать степень их деградации (например, коррозия, растворение, разложение и п.п.) в ходе взаимодействия с одним или более материалов, закаченных в подземный пласт и/или уже присутствующих в нем. Суспензию для заводнения можно закачивать в подземный пласт для отделения углеводородного материала от поверхностей подземного пласта. Разлагаемые частицы могут накапливаться на границе раздела фаз между углеводородным материалом и водным материалом, прилипать к границе раздела и/или адсорбироваться на ней, при этом образуется стабилизированная эмульсия (например, эмульсия для отбора), включающая отдельные единицы одного углеводородного материала и водного материала, диспергированные в другом углеводородном материале и водном материале. Стабилизированную эмульсию можно перекачивать (например, вытеснять, отводить, выкачивать и т.п.) из подземного пласта. После удаления из подземного пласта происходит деградация разлагаемых частиц (например, в результате коррозии, растворения, разложения и т.п.). Деградация разлагаемых частиц может происходить в условиях (например, температура, значение рН, состав композиции и т.п.) стабилизированной эмульсии в течение времени, или одно из свойств стабилизированной эмульсии можно модифицировать для ускорения или повышения степени деградации разлагаемых частиц. Деградация разлагаемых частиц может дестабилизировать эмульсию, и может приводить к коалесценции углеводородного материала и водного материала в четко различимые несмешиваемые фазы. Затем углеводородный материал можно собирать отдельно от водного материала и использовать по назначению. Способы, описанные в настоящем изобретении, могут упростить добычу и повысить эффективность добычи, а также снизить стоимость получения (например, извлечения и отделения) углеводородного материала из подземного пласта по сравнению со стандартными способами извлечения.
В этом разделе подробно описаны специфические характеристики, такие как типы материалов, композиции, толщина материалов и условия обработки, которые позволяют всесторонне описать варианты осуществления настоящего изобретения. Однако, специалисту в данной области техники представляется очевидным, что варианты осуществления можно применить на практике без использования этих специфических характеристик. В действительности, варианты осуществления настоящего изобретения можно использовать на практике в комбинации со стандартными методами, используемыми в промышленности. Кроме того, в представленном ниже описании не описана полная схема для извлечения углеводородов из нефтегазоносного подземного пласта. Ниже подробно описаны только операции процесса и структуры, необходимые для понимания вариантов осуществления настоящего изобретения. Специалист в данной области техники должен понимать, что некоторые компоненты процесса (например, трубопроводы, трубопроводные фильтры, вентили, детекторы температуры, проточные детекторы, детекторы давления и т.п.) по определению включены в настоящее описание, и что добавление различных стандартных компонентов и операций процесса включены в объем настоящего описания.
Использованные в настоящем изобретении термины «включающий», «составляющий», «содержащий», «характеризующийся» и их грамматические эквиваленты являются включающими или неограничивающими терминами, которые не исключают дополнительные, неперечисленные элементы или операции способов, но также включают более ограничивающие термины «состоящие из» или «в основном состоящие из» и их грамматические эквиваленты. Использованный в данном контексте термин «может» в отношении материала, структуры, признака или операции способа означает, что они рассматриваются для применения при осуществлении варианта настоящего изобретения, и что этот термин используется более предпочтительно, чем более ограничивающий термин «является», для того, чтобы исключить любое утверждение, что другие сопоставимые материалы, структуры и способы, используемые в комбинации с указанными выше, следует исключить или они должны быть исключены.
Если в настоящем контексте использован термин в единственном числе, то могут быть включены формы во множественном числе, если в контексте четко не указано иное.
Использованный в настоящем описании термин «и/или» включает любую и все комбинации одного или более перечисленных элементов.
Использованные в данном контексте термины, такие как «первый», «второй», «верхняя часть», «нижняя часть», «верхний», «нижний», «над», «под» и т.п. использованы для ясности и упрощения понимания описания изобретения и прилагаемых фигур, причем эти термины не имеют дополнительное значение или не зависят от любого специфического предпочтения, направления или порядка, за исключением случаев, когда в контексте указано иное.
Использованный в данном контексте термин «в основном» со ссылкой на данный параметр, свойство или условие, относится к незначительной степени, как очевидно для специалиста в данной области техники, с которой этот параметр, свойство или условие может быть изменен в пределах допускаемых производственных отклонений.
Использованный в данном контексте термин «приблизительно» со ссылкой на данный параметр является включительным термином в отношении указанной величины и имеет значение в зависимости от контекста (например, он включает степень ошибки, связанной с измерением данного параметра).
На фиг. 1 представлена упрощенная схема, иллюстрирующая способ получения углеводородного материала, содержащегося в подземном пласте, в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения. Способ может включать процесс 100, включающий формирование суспензии для заводнения, содержащей множество разлагаемых частиц, процесс заводнения 102, включающий закачивание суспензии для заводнения в подземный пласт с целью отделения углеводородного материала от поверхностей подземного пласта, формирование стабилизированной эмульсии углеводородного материала и водного материала, и перекачивание (например, вытеснение, отведение, выкачивание и т.п.) стабилизированной эмульсии из подземного пласта, а также процесс деградации 104, включающий деградацию по крайней мере части разлагаемых частиц в составе стабилизированной эмульсии для дестабилизации эмульсии и коалесценции углеводородного материала и водного материала с образованием четко различимых несмешиваемых фаз. Как описано ниже, специалисту в данной области техники представляет очевидным, что описанный в данном контексте способ может быть использован в различных областях применения. Другими словами, способ можно использовать по любому назначению для извлечения и отделения углеводородного материала.
Ссылаясь на фиг. 1, процесс 100 получения суспензии включает формирование суспензии для заводнения, включающей разлагаемые частицы и по крайней мере один флюид-носитель. Разлагаемые частицы можно получить по крайней мере из одного материала и они могут включать по крайней мере один материал, который является деградабельным (например, коррозируемым, растворимым, распадающимся и т.п.) в присутствии по крайней мере одного водного материала и органического материала, такого как материал, который может присутствовать в окружающей зоне скважины в подземном пласте. Например, разлагаемые частицы могут коррозировать, растворяться и/или распадаться в присутствии различных водных материалов (например, вода, солевые растворы и т.п.), которые можно закачивать в подземный пласт и/или они уже могут присутствовать в подземном пласте. Разлагаемые частицы в составе суспензии для заводнения могут быть совместимыми с другими компонентами (например, материалы, составные части и т.п.) суспензии для заводнения. Использованный в данном контексте термин «совместимый» означает, что материал не взаимодействует с другим материалом, не разлагается или не абсорбируется другим материалом нежелательным образом, а также материал не оказывает отрицательное действие на химические и/или механические свойства другого материала нежелательным образом. Например, каждую из разлагаемых частиц можно сконструировать (например, сортировать, профилировать, наслаивать и т.п.) и сформировать таким образом, чтобы разлагаемые частицы в основном не взаимодействовали с другим материалом (например, водный материал, углеводородный материал и т.п.) в условиях (например, температура, давление, значение рН, скорость потока, воздействие других материалов и т.п.), в которых разлагаемые частицы закачиваются в подземный пласт и удаляются из него.
Разлагаемые частицы конструируют и формируют таким образом, чтобы они обладали селективными и контролируемыми свойствами деградации (например, коррозия, растворение, разложение и т.п.). Разлагаемые частицы можно сформировать из материала и они могут включать материал, который разлагается в результате изменения по крайней мере одного условия окружающей среды (например, температура, значение рН, воздействие других материалов и т.п.), воздействию которых подвергаются разлагаемые частицы, и/или эти частицы можно сформировать из материала и они могут включать материал, который разлагается требуемым образом (например, с требуемой скоростью разложения) без изменения условий окружающей среды, действию которых подвергаются разлагаемые частицы. В неограничивающем примере по крайней мере часть каждой разлагаемой частицы может быть сформирована по крайней мере из одного материала и включать по крайней мере один материал, который переключается с первой скорости деградации на вторую, более высокую скорость деградации в результате изменения по крайней мере одного условия окружающей среды (например, температура, значение рН, воздействие другого материала и т.п.). Например, по крайней мере часть разлагаемых частиц может характеризоваться относительно низкой скоростью деградации, включая нулевую скорость разложения, когда подвергается воздействию первого материала (например, органического материала), но может характеризоваться более высокой скоростью разложения при воздействии второго материала (например, водного материала). В другом примере по крайней мере часть разлагаемых частиц может характеризоваться относительно низкой скоростью деградации в водном материале при первой температуре и/или при первом значении рН, но может характеризоваться более высокой скоростью деградации в водном материале при второй более высокой температуре и/или при втором более низком значении рН. Селективные и контролируемые свойства деградации разлагаемых частиц могут обеспечивать сохранение химических и/или механических свойств разлагаемых частиц до тех пор, пока разлагаемые частицы выполняют по крайней мере одну требуемую функцию, при этом по крайней мере одно условие окружающей среды может измениться для ускорения по крайней мере частичного удаления (например, в результате коррозии и/или растворения) разлагаемых частиц.
Кроме того, разлагаемые частицы можно сконструировать и сформировать таким образом, чтобы удалить углеводородный материал по крайней мере с одной поверхности подземного пласта. Например, по крайней мере часть разлагаемых частиц можно сконструировать и сформировать по крайней мере частично в абразивной форме. Использованный в данном контексте термин «абразивный» означает, что структура (например, частица) способна царапать, отскабливать, счищать, обдирать, скалывать и/или сдвигать материал с поверхности. Разлагаемые частицы можно сконструировать и сформировать таким образом, чтобы абразивным способом удалять углеводородный материал с поверхности подземного пласта при контактировании на границе раздела между углеводородным материалом и подземным пластом.
Более того, разлагаемые частицы можно сконструировать и сформировать таким образом, чтобы ускорить формирование стабилизированной эмульсии углеводородного материала и водного материала. Например, разлагаемые частицы можно сконструировать и сформировать таким образом, чтобы накапливаться (например, образовывать агломераты) на границе раздела фаз между углеводородным материалом и водным материалом, прилипать к границе раздела и/или адсорбироваться на ней, при этом образуется эмульсия для отбора, включающая отдельные единицы (например, капли) одного углеводородного материала и водного материала, диспергированные в другом углеводородном материала и водном материале. Разлагаемые частицы могут предотвращать коалесценцию диспергированного материала (например, углеводородного материала или водного материала), и таким образом, могут поддерживать диспергированный материал в виде отдельных единиц в другом материале. В свою очередь, деградация (например, коррозия, растворение, разложение и т.п.) разлагаемых частиц может дестабилизировать эмульсию таким образом, что происходит коалесценция углеводородного материала и водного материала с образованием четко различимых несмешиваемых фаз.
В неограничивающем примере по крайней мере часть разлагаемых частиц может быть сформирована из металлсодержащего материала и включать металлсодержащий материал, который подвергается контролируемой деградации (например, подвергается коррозии, растворяется, разлагается и т.п.) в присутствии водного материала, такого как водный материал, обычно присутствующий в окружающей среде скважины (например, водный материал, включающий воду и по крайней мере один из следующих компонентов: спирт, хлорид аммония, хлорид кальция, бромид кальция, соляная кислота, сероводород, хлорид магния, борид магния, хлорид калия, формиат калия, хлорид натрия, борид натрия, формиат натрия, бромид цинка, формиат цинка и оксид цинка, различные соли и различные коррозионные материалы). Металлсодержащий материал можно сформировать из активного металла и он может включать активный металл со стандартным окислительным потенциалом, который выше или равен потенциалу цинка (Zn). Активный металл может приобретать относительно анодные свойства в присутствии водного материала. Например, активный металл может включать магний (Mg), алюминий (Al), кальций (Са), марганец (Mn) или Zn. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения активным металлом является Mg. Кроме того, металлсодержащий материал необязательно можно сформировать из дополнительного компонента и он может включать дополнительный компонент. Дополнительный компонент может оказывать влияние на одно или более свойств активного металла. Например, дополнительный компонент может регулировать (например, повышать или снижать) скорость деградации (например, коррозии и/или растворения) активного металла в водном материале. Дополнительный компонент может приобретать относительно катодные свойства в присутствии водного материала. В неограничивающем примере в зависимости от активного металла дополнительный компонент может включать по крайней мере один из следующих металлов: алюминий (Al), висмут (Bi), кадмий (Cd), кальций (Са), церий (Се), кобальт (Со), медь (Cu), железо (Fe), галлий (Ga), индий (In), литий (Li), марганец (Mn), никель (Ni), скандий (Sc), кремний (Si), серебро (Ag), стронций (Sr), торий (Th), олово (Sn), титан (Ti), вольфрам (W), иттрий (Y), цинк (Zn) и цирконий (Zr). В некоторых вариантах дополнительный компонент включает один из следующих металлов: Al, Ni, W, Со, Cu и Fe. К активному металлу можно добавлять другие компоненты, получать из него сплавы или комбинировать его другим способом (например, наносить покрытие) с дополнительным компонентом. Неограничивающие примеры металлсодержащих материалов, которые можно включать в разлагаемые частицы, наряду со способами формирования металлсодержащих материалов, описаны в патентных заявках US, серийные номера 13/466311 и 12/633677, описание каждой из которых в полном объеме включено в настоящее описание в качестве ссылок.
В некоторых вариантах по крайней мере часть разлагаемых частиц формируют из сплава магния или они включают сплав магния. Пригодные сплавы магния включают, но не ограничиваясь только ими, сплавы Mg и по крайней мере одного из следующих металлов: Al, Bi, Cd, Са, Се, Со, Cu, Fe, Ga, In, Li, Mn, Ni, Sc, Si, Ag, Sr, Th, Sn, Ti, W, Y, Zn и Zr. Например, по крайней мере часть разлагаемых частиц можно формировать из следующих сплавов или они включают следующие сплавы: сплав Mg-Zn, сплав Mg-Al, сплав Mg-Mn, сплав Mg-Li, сплав Mg-Са, сплав Mg-X и/или сплав Mg-Al-X, где X включает по крайней мере один из следующих менталлов Bi, Cd, Са, Се, Со, Cu, Fe, Ga, In, Li, Mn, Ni, Sc, Si, Ag, Sr, Th, Sn, Ti, W, Y, Zn и Zr. Сплав Mg может, например, включать вплоть до приблизительно 99% Mg, например, вплоть до приблизительно 95% Mg, вплоть до приблизительно 90% Mg, вплоть до приблизительно 85% Mg, вплоть до приблизительно 80% Mg, вплоть до приблизительно 75% Mg, вплоть до приблизительно 70% Mg, или вплоть до приблизительно 65% Mg. В неограничивающем примере пригодные сплавы Mg-Al-X могут включать вплоть до приблизительно 85% Mg, вплоть до приблизительно 15% Al, и вплоть до приблизительно 5% X. Кроме того, в сплав Mg необязательно можно добавлять другие компоненты, и/или комбинировать его другим способом по крайней мере с одним из следующих металлов: Al, Bi, Cd, Са, Со, Cu, Fe, Ga, In, Li, Mn, Ni, Si, Ag, Sr, Th, Sn, Ti, W, Zn и Zr. В дополнительных вариантах по крайней мере часть разлагаемых частиц можно формировать из чистого Mg или они могут включать чистый Mg, в Mg можно добавлять другие металлы или комбинировать его другим способом по крайней мере с одним из следующих металлов: Al, Bi, Cd, Са, Се, Со, Cu, Fe, Ga, In, Li, Mn, Ni, Sc, Si, Ag, Sr, Th, Sn, Ti, W, Y, Zn и Zr.
В дополнительных вариантах по крайней мере часть разлагаемых частиц формируют из сплава Al или они включают сплав Al. Пригодные сплавы Al включают, но не ограничиваясь только ими, сплавы Al и по крайней мере одного из следующих металлов: Bi, Cd, Са, Се, Со, Cu, Fe, Ga, In, Li, Mn, Mg, Ni, Sc, Si, Ag, Sr, Th, Sn, Ti, W, Y, Zn и Zr. Например, по крайней мере часть разлагаемых частиц можно формировать из перечисленных ниже сплавов и они могут включать эти сплавы: сплав Al-Mg, сплав Al-Са, сплав Al-Ga (например, 80Al-20Ga), сплав Al-In, сплав Al-Ga-Bi (например, 80Al-10Ga-10Bi), сплав Al-Ga-In (например, 80A1-10Ga-10In), сплав Al-Ga-Bi-Sn (например, Al-Ga-Bi-Sn), сплав Al-Ga-Zn (например, 80A1-10Ga-10Zn), сплав Al-Ga-Mg (например, 80A1-10Ga-10Mg), сплав Al-Ga-Zn-Mg (например, 80A1-10Ga-5Zn-5Mg), сплав Al-Ga-Zn-Cu (например, 85Al-5Ga-5Zn-5Cu), сплав Al-Ga-Bi-Sn (например, 85A1-5Ga-5Zn- 5Cu), сплав Al-Zn-Bi-Sn (например, 85A1-5Zn-5Bi- 5Sn), сплав Al-Ga-Zn- Si (например, 80A1-5Ga-5Zn-10Si), сплав Al-Ga-Zn-Bi-Sn (например, 80A1-5Ga-5Zn-5Bi-5Sn, 90A1-2.5Ga-2.5Zn-2.5Bi-2.5Sn), сплав Al-Ga-Zn-Sn-Mg (например, 75A1-5Ga-5Zn-5Sn-5Mg), сплав Al-Ga-Zn-Bi-Sn-Mg (например, 65A1-10Ga-10Zn-5Sn-5Bi-5Mg), сплав Al-X и/или сплав Al-Ga-X, где X включает по крайней мере один из следующих металлов Bi, Cd, Са, Со, Cu, Fe, Ga, In, Li, Mn, Ni, Si, Ag, Sr, Th, Sn, Ti, W, Zn и Zr. Сплав Al может, например, включать вплоть до приблизительно 99% Al, например, вплоть до приблизительно 95% Al, вплоть до приблизительно 90% Al, вплоть до приблизительно 85% Al, вплоть до приблизительно 80% Al, вплоть до приблизительно 75% Al, вплоть до приблизительно 70% Al, или вплоть до приблизительно 65% Al. Кроме того в сплав Al необязательно можно добавлять по крайней мере один из следующих металлов или комбинировать его другим способом с одним из следующих металлов: Bi, Cd, Са, Се, Со, Cu, Fe, Ga, In, Li, Mg, Mn, Ni, Sc, Si, Ag, Sr, Th, Sn, Ti, W, Y, Zn и Zr. В дополнительных вариантах по крайней мере часть разлагаемых частиц можно формировать из чистого Al, или Al смешивают и/или комбинируют другим способом по крайней мере с одним из следующих металлов Bi, Cd, Са, Се, Со, Cu, Fe, Ga, In, Li, Mg, Mn, Ni, Sc, Si, Ag, Sr, Th, Sn, Ti, W, Y, Zn и Zr.
В дополнительных вариантах по крайней мере часть разлагаемых частиц формируют из сплава Са или они включают сплав Са. Пригодные сплавы Са включают, но не ограничиваясь только ими, сплавы Са и по крайней мере один из следующих металлов: Al, Bi, Cd, Се, Со, Cu, Fe, Ga, In, Li, Mn, Mg, Ni, Sc, Si, Ag, Sr, Th, Sn, Ti, W, Y, Zn и Zr. Например, по крайней мере часть разлагаемых частиц можно формировать из перечисленных ниже сплавов или они могут включать эти сплавы: сплав Са-Li, сплав Са-Mg, сплав Са-Al, сплав Са-Zn, сплав Са-Li-Zn, и/или сплав Са-X, где X включает по крайней мере один из следующих металлов: Al, Bi, Cd, Со, Cu, Fe, Ga, In, Li, Mg, Mn, Ni, Si, Ag, Sr, Th, Sn, Ti, W, Zn и Zr. Сплав Са может включать, например, вплоть до 99% Са, например, вплоть до 95% Са, вплоть до 90% Са, вплоть до 85% Са, вплоть до 80% Са, вплоть до 75% Са, вплоть до 70% Са, или вплоть до 65% Са. Кроме того в сплав Са можно добавлять по крайней мере один из следующих металлов или комбинировать его другим способом с одним из следующих металлов Al, Bi, Cd, Се, Со, Cu, Fe, Ga, In, Li, Mg, Mn, Ni, Sc, Si, Ag, Sr, Th, Sn, Ti, W, Zn, Y или Zr. В дополнительных вариантах по крайней мере часть разлагаемых частиц можно формировать из чистого Са или они включают чистый кальций, или Са смешивают и/или комбинируют другим способом по крайней мере с одним из следующих металлов Al, Bi, Cd, Се, Со, Cu, Fe, Ga, In, Li, Mg, Mn, Ni, Sc, Si, Ag, Sr, Th, Sn, Ti, W, Zn, Y и Zr.
В другом неограничивающем примере по крайней мере часть разлагаемых частиц формируют из гидролизуемого полимера или они включают гидролизуемый полимер. Использованный в данном контексте термин «гидролизуемый полимер» означает и включает полимер, который может по крайней мере частично подвергаться деполимеризации с образованием молекул с более низкой молекулярной массой в ходе гидролиза. Гидролизуемый полимер может вступать в реакцию с водным материалом, таким как по крайней мере один из солевых растворов, и с водным кислотным материалом (например, соляная кислота, гидробромистая кислота, азотная кислота, серная кислота, фосфорная кислота, муравьиная кислота, уксусная кислота, их комбинации и т.п.). Например, гидролизуемый полимер может включать по крайней мере один из следующих полимеров: полимолочная кислота, поли(ε-капролактон), поли(диоксанон), сложный полиэфир, полигликолевая кислота, поликеталь (например, поли(циклогесан-1,4-диилацетон-диметиленкеталь), сополимер молочной и гликолевой кислот, полимочевина, полиуретан и силилированный полиуретан. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения по крайней мере часть разлагаемых частиц формируют из полиуретана или они включают полиуретан.
По крайней мере некоторые разлагаемые частицы могут включать композитные частицы. Использованный в данном контексте термин «композитная частица» означает и включает частицу, состоящую по крайней мере из двух составляющих материалов, которые остаются дискретными на микрометровом уровне и при этом формируют единую частицу. Например, композитная частица может включать ядро из первого материала, по крайней мере частично инкапсулированное (например, в виде покрытия, окружения и т.п.) в оболочку из второго материала. Ядро может, например, быть сформировано из материала или включать материал, который относительно в большей степени подвергается деградации (например, подвергается коррозии, растворяется, разлагается, и т.п.) в водном материале, а оболочка может быть сформирована из материала и может включать материал, который в меньшей степени подвергается деградации в водном материале. В неограничивающем примере ядро может быть сформировано из металлсодержащего материала и может включать металлсодержащий материал (например, по крайней мере один из следующих металлов: Mg, Al, Са, Mn, Zn, их сплавы, их комбинации и т.п.) или гидролизуемый полимер (например, полимолочная кислота, поли(ε-капролактон), поли(диоксанон), сложный полиэфир, полигликолевая кислота, поликеталь, сополимер молочной и гликолевой кислот, полимочевина, полиуретан и силилированный полиуретан, а оболочку можно формировать из материала и она может содержать материал, который относительно в меньшей степени подвергается деградации в водном материале, таком как по крайней мере один из следующих материалов: менее разлагаемый полимерный материал, менее разлагаемый кристаллический материал, менее разлагаемый органический материал, менее разлагаемый неорганический материал, менее разлагаемый металлсодержащий материал, менее разлагаемый магнитный материал и менее разлагаемый керамический материал.
В некоторых вариантах по крайней мере некоторые разлагаемые частицы формируют из ядра или они включают ядро, состоящее из сплава Mg (например, сплав Mg-Al), а оболочка включает органический материал. Органический материал может по крайней мере частично окружать ядро, и может быть сформирован по крайней мере из одного органического соединения и может включать по крайней мере одно органическое соединение. В неограничивающем примере органический материал может представлять собой полимерный материал, сформированный из полимера и включающий по крайней мере один полимер. Органический материал может быть связан с ядром по крайней мере через одну химическую связь с атомами ядра, с помощью ион-дипольных взаимодействий, π-катионных взаимодействий и π-π взаимодействий, а также с помощью поверхностной адсорбции (например, хемосорбция и/или физическая сорбция). Органический материал может, например, включать по крайней мере один материал на основе гидроксиэтилцеллюлозы, который растворяется в водном материале (например, пресная вода, морская вода, добываемая вода, солевой раствор, водные пены, смеси воды и спирта и т.п.), материал на основе полиалкиленгликоля, который растворим в другом органическом материале (например, углеводородный материал, такой как сырая нефть, дизельное топливо, минеральное масло, сложный эфир, фракция или смесь, полученная на нефтеперерабатывающей установке, альфа-олефин, флюид на синтетической основе и т.п.), а также кремнийорганический материал, который растворим в водном материале или другом органическом материале. В дополнительных вариантах по крайней мере некоторые разлагаемые частицы формируют из ядра или они содержат ядро, состоящее из сплава Mg (например, сплав Mg-Al), и оболочки, состоящей из относительно менее разлагаемого металлсодержащего материала. Оболочка, например, может быть сформирована из металлов и может включать следующие металлы: Al, Bi, Cd, Се, Са, Со, Cu, Се, Fe, Ga, In, Li, Mg, Mn, Ni, Sc, Si, Ag, Sr, Th, Sn, Ti, W, Y, Zn, Zr, их карбиды, их нитриды, их оксиды или их комбинации. В неограничивающем примере металлсодержащий материал может представлять собой абразивный материал, такой как оксид алюминия, оксид кремния, оксид титана, оксид церия, оксид циркония, оксид германия, оксид магния, карбид кремния, нитрид металла или их комбинации. В других вариантах по крайней мере некоторые разлагаемые частицы формируют из ядра или они включают ядро, включающее гидролизуемый полимер, и оболочку, включающую органический материал (например кремнийорганический материал, материал на основе гидроксиэтилцеллюлозы, материал на основе полиалкиленгликоля и т.п.), который растворим по крайней мере в одном из следующих водных материалов (например, пресная вода, морская вода, добываемая вода, солевой раствор, водные пены, смеси воды и спирта и т.п.) и в органическом материале (например, углеводородный материал, такой как сырая нефть, дизельное топливо, минеральное масло, сложный эфир, фракция или смесь, полученная на нефтеперерабатывающей установке, альфа-олефин, флюид на синтетической основе и т.п.).
Оболочку, если она присутствует, можно формировать на ядре или вокруг ядра с использованием стандартных методов, которые подробно не описаны в данном контексте. Оболочку можно формировать, например, на ядре или вокруг ядра с использованием по крайней мере одного из следующих методов: термическое разложение, химическое осаждение из паровой фазы (ХОПФ), физическое осаждение из паровой фазы (ФОПФ) (например, распыление, испарение, ионизационное ФОПФ и т.п.), атомно-слоевое осаждение и смешанные физические методы (например, криогенное измельчение, измельчение в шаровой мельнице и т.п.). В некоторых вариантах оболочку, включающую менее разлагаемый металлсодержащий материал (например, оксид алюминия), формируют на ядре, включающем более разлагаемый металлсодержащий материал (например, по крайней мере один из следующих металлов: Mg, Al, Са, Mn, Zn, их сплав, их комбинации и т.п.) или растворимую в воде соль металла (например, NaF, CaF2, MgF2, MgCl2, MgSO4, FeCl3, AlCl3) с использованием метода термического разложения металлоорганического соединения. В неограничивающем примере, сформированную из Al и включающую Al, можно сформировать на ядре, сформированном из сплава Mg-Al и включающем сплав Mg-Al, методом термического разложения триэтилалюминия (C6H15Al) в присутствии ядра. C6H15Al и ядро можно, например, подавать в аппарат с псевдоожиженным слоем, эксплуатируемый в условиях (например, температура, давление, скорость ожижения и т.п.), достаточных для формирования алюминий-содержащей оболочки на ядре. В других вариантах оболочку, включающую органический материал, можно сформировать на ядре, включающем более разлагаемый металлсодержащий материал (например, по крайней мере один из следующих металлов: Mg, Al, Са, Mn, Zn, их сплавы, их комбинации и т.п.) или гидролизуемый полимер (например, полимолочная кислота, поли(ε-капролактон), поли(диоксанон), сложный полиэфир, полигликолевая кислота, поликеталь, сополимер молочной и гликолевой кислот, полимочевина, полиуретан и силилированный полиуретан и т.п.) при взаимодействии ядра с множеством соединений-предшественников, при этом экспонированные атомы ядра образуют химическую связь по крайней мере с частью соединений-предшественников. Соединения-предшественники могут взаимодействовать с ядром и/или спонтанно абсорбироваться на ядре, и образование органического материала может завершаться, когда экспонированные атомы ядра уже становятся недоступными (например, не взаимодействуют с соединением-предшественником или не доступны для реакции с соединением-предшественником). Соответственно, органический материал может представлять собой материал, полученный в ходе самоорганизации, и самоограничивающийся материал. Например, полученную в ходе самоорганизации или самоограничения оболочку, включающую монослой кремнийорганического материала, можно сформировать на ядре, включающем сплав Mg-Al, подвергая ядра воздействию соединений-предшественников, включающих по крайней мере одно из следующих соединений: хлорсиланы и алкоксисиланы. В другом примере полученную в ходе самоорганизации или самоограничения оболочку, включающую монослой органического материала, можно получить, подвергая ядра (например, ядра с обработанной поверхностью, включающие сплав Mg-Al) воздействию соединений-предшественников, включающих по крайней мере одно из следующих соединений: функциональные тиофены и функциональные тиолы. В дополнительных вариантах формирование оболочки не является самоограничивающим процессом и может продолжаться даже, если уже отсутствует по крайней мере одна экспонированная часть ядра.
По крайней мере некоторые разлагаемые частицы можно модифицировать для ограничения и/или повышения взаимодействия между разлагаемыми частицами и различными материалами, присутствующими в нефтегазоносном подземном пласте. Например, разлагаемые частицы можно сконструировать таким образом, чтобы они проявляли сродство по крайней мере к одному закаченному в подземный пласт и/или уже присутствующему в нем материалу. Такое сродство может способствовать распределению разлагаемых частиц внутри флюида-носителя (например, водный материал, органический материал и т.п.) в составе суспензии для заводнения, может по крайней мере временно защищать разлагаемую частицу по крайней мере от одного материала, закаченного в подземный пласт и/или уже присутствующего в нем, может способствовать удалению углеводородного материала с поверхностей подземного пласта и/или может способствовать стабилизации смесей (например, эмульсии, такие как углеводородный материал, диспергированный в водном материале эмульсий, или водный материал, диспергированный в углеводородном материале эмульсий), образующихся внутри подземного пласта и извлеченных из него. Разлагаемые частицы можно сконструировать и сформировать (например, с использованием одной или более функциональных групп) в виде по крайне мере частично гидрофильных, гидрофобных, амфифильных, оксофильных, липофильных и/или олеофильных частиц. В неограничивающем примере гидрофильные функциональные группы могут придавать разлагаемым частицам способность в большей степени стабилизировать эмульсии типа масло-вода и/или масло-солевой раствор, в которых непрерывной фазой является вода или солевой раствор, в то время как гидрофобные функциональные группы в составе оболочки могут придавать разлагаемым частицам свойство в большей степени стабилизировать эмульсии типа масло-вода и/или масло-солевой раствор, в которых непрерывной фазой является масло. В некоторых вариантах разлагаемые частицы можно сконструировать или сформировать таким образом, чтобы они проявляли сродство как к внутренней поверхности подземного пласта, так и к углеводородному материалу, присутствующему в подземном пласте. Такое сродство может, например, способствовать накоплению разлагаемых частиц (например, в результате образования агломератов) на границе раздела между внутренней поверхностью подземного пласта и углеводородным материалом, что облегчает удаление углеводородного материала от внутренней поверхности подземного пласта. Любую часть (например, ядра, оболочки и т.п.) разлагаемых частиц можно модифицировать таким образом, чтобы придать им требуемое сродство и/или отталкивание по отношению к различным материалам.
В неограничивающих примерах пригодные функциональные группы для модификации, чтобы придать сродство и/или отталкивание разлагаемым частицам в отношении к различным материалам, включают карбоксильные группы, эпоксигруппы, группы простого эфира, кетоновые группы, аминогруппы, гидроксильные группы, алкоксигруппы, алкильные группы, такие как метил, этил, пропил, бутил, пентил, гексил, октил, додецил и/или октадецил, арильные группы, такие как фенил, и/или гидроксифенильные группы, аралкильные группы, алкарильные группы, такие как бензильные группы, присоединенные через арильный фрагмент (например, 4-метилфенил, 4-гидроксиметилфенил или 4-(2-гидроксиэтил)фенил, и/или аралкильные группы, присоединенные через бензильный (алкильный) фрагмент, такие как фенилметильная и 4-гидроксифенилметильная группы, и/или присоединенные через 2-положение, такие как фенетильная и 4-гидроксифенетильная группы), группы лактона, имидазола и пиридина, фторированные группы, модифицированные полимерные группы, такие как акриловые цепи с карбоксильными группами, гидроксильными группами и/или аминогруппами, модифицированные олигомерные группы и/или их комбинации. Функциональные группы могут быть присоединены к разлагаемым частицам напрямую и/или через промежуточные функциональные группы (например, карбоксильные группы, аминогруппы и т.п.) с использованием одного или более стандартных механизмов реакции (например, аминирование, нуклеофильное замещение, окисление, конденсация Стилла, конденсация Сузуки, диазоконденсация, металлоорганическая конденсация и т.п.). В других вариантах по крайней мере некоторые разлагаемые частицы формируют таким образом, чтобы придать им требуемое сродство и/или отталкивание в отношении различных материалов без необходимости проводить дополнительные стадии обработки для присоединения к частицам функциональных групп. Например, одна или более частей (например, оболочки, ядра и т.п.) по крайней мере некоторых разлагаемых частиц могут уже проявлять требуемые сродство и/или отталкивание в отношении различных материалов без необходимости проводить дополнительные стадии обработки для присоединения функциональных групп.
Каждая из разлагаемых частиц может включать поверхностную модификацию в основном одного типа (например, модификация оболочки, поверхности, их комбинации и т.п.), при этом поверхностная модификация по крайней мере одной разлагаемой частицы может отличаться от поверхностной модификации по крайней мере одной другой разлагаемой частицы или по крайней мере одна разлагаемая частица в основном может не подвергаться никакой поверхностной модификации. В некоторых вариантах каждая из разлагаемых частиц может подвергаться поверхностной модификации в основном одного типа. В дополнительных вариантах часть разлагаемых частиц подвергается поверхностной модификации одного типа, а другая часть разлагаемых частиц подвергается поверхностной модификации другого типа. В дополнительных вариантах часть разлагаемых частиц подвергается поверхностной модификации по крайней мере одного типа, а другая часть разлагаемых частиц в основном не подвергается никакой поверхностной модификации. В еще одном варианте каждая разлагаемая частица в основном не подвергается никакой поверхностной модификации.
Размер и форму каждой из разлагаемых частиц можно выбрать на основе характеристик нефтегазоносного подземного пласта. Например, разлагаемые частицы можно сортировать по размеру и придавать им форму для соответствия внутрипоровым пространствам (например, поры, трещины, разрывы, каналы и т.п.) в подземном пласте. Кроме того, размер и форму разлагаемых частиц можно выбрать на основе одного или более свойств (например, молекулярная масса, плотность, вязкость и т.п.) углеводородного материала, содержащегося во внутрипоровых пространствах подземного пласта. Можно выбрать частицы относительно малого размера, например, чтобы повысить стабильность эмульсии, включающей водный материал (например, вода, солевой раствор и т.п.) и углеводородный материал из подземного пласта. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения разлагаемые частицы могут включать разлагаемые наночастицы. Использованный в данном контексте термин «наночастица» означает и включает частицу со средними шириной или диаметром менее приблизительно 1 мкм (то есть 1000 нанометров (нм)). Например, средние ширина или диаметр каждой разлагаемой частицы может независимо составлять приблизительно 500 нм или менее, например, приблизительно 100 нм или менее, приблизительно 50 нм или менее, приблизительно 10 нм или менее или приблизительно 1 нм или менее. В дополнительных вариантах средние ширина или диаметр одной или более разлагаемых частиц может составлять приблизительно 1 мкм или более, например, находиться в интервале от приблизительно 1 мкм до приблизительно 25 мкм, от приблизительно 1 мкм до приблизительно 20 мкм, от приблизительно 1 мкм до приблизительно 10 мкм. Более того, каждая разлагаемая частица может независимо характеризоваться требуемой формой, такой как по крайней мере одна из следующих форм: сферическая форма, шестигранная форма, эллипсоидная форма, цилиндрическая форма, пластинчатая форма, коническая форма или неправильная форма. В некоторых вариантах каждая разлагаемая частица имеет в основном сферическую форму.
Разлагаемые частицы могут представлять собой монодисперсные частицы, причем каждая разлагаемая частица в основном характеризуется одинаковыми размером, формой и составом материала, или могут представлять собой полидисперсные частицы, причем разлагаемые частицы включают диапазон размеров, форм и/или составов материала. В некоторых вариантах каждая разлагаемая частица включает наночастицы из сплава Mg-Al в основном того же размера и той же формы, что и каждая другая разлагаемая частица. В дополнительных вариантах каждая разлагаемая частица включает ядро из сплава Mg-Al, которое покрыто оболочкой, включающей в основном одинаковый материал (например, в основном тот же самый металлсодержащий материал, в основном тот же самый органический материал и т.п.), и имеет в основном тог же размер и ту же форму, что и каждая другая разлагаемая частица. В других вариантах каждая разлагаемая частица включает наночастицы из гидролизуемого полимера в основном того же размера и той же формы, что и каждая другая разлагаемая частица. В дополнительных вариантах каждая разлагаемая частица включает ядро из гидролизуемого полимера, которое покрыто оболочкой, включающей в основном одинаковый материал (например, в основном тот же самый органический материал и т.п.), и имеет в основном тот же размер и ту же форму, что и каждая другая разлагаемая частица. В еще одном варианте по крайней мере одна из разлагаемых частиц имеет другой размер, другую форму и/или другой состав материала по сравнению по крайней мере с одной другой разлагаемой частицей.
Концентрацию разлагаемых частиц в суспензии для заводнения можно подбирать в соответствии с количеством и составом углеводородного материала, содержащегося в подземном пласте. Суспензия для заводнения может включать достаточное количество разлагаемых частиц для облегчения удаления (например, отделение) углеводородного материала от поверхностей подземного пласта. Кроме того, суспензия для заводнения может включать достаточное количество разлагаемых частиц для ускорения образования стабилизированной эмульсии (например, эмульсия для отбора) углеводородного материала и водного материала. В неограничивающем примере раствор может включать от приблизительно 0,001 мас. % до приблизительно 20 мас. % разлагаемых частиц, например, от приблизительно 0,001 мас. % до приблизительно 10 мас. % разлагаемых частиц, от приблизительно 0,001 мас. % до приблизительно 5 мас. % разлагаемых частиц, от приблизительно 0,001 мас. % до приблизительно 1 мас. % разлагаемых частиц, от приблизительно 0,001 мас. % до приблизительно 0,1 мас. % разлагаемых частиц.
Флюид-носитель в составе суспензии для заводнения может включать любой текучий материал, совместимый с разлагаемыми частицами в составе суспензии для заводнения. Флюид-носитель может, например, включать по крайней мере один водный материал и органический материал. Неограничивающие примеры пригодных водных материалов включают пресную воду, морскую воду, добываемую воду, пар, солевые растворы (например, смеси воды и по крайней мере одной соли, такие как вода и по крайней мере одна из следующих солей: хлорид аммония, хлорид кальция, бромид кальция, хлорид магния, борид магния, хлорид калия, формиат калия, хлорид натрия, борид натрия, формиат натрия, бромид цинка, формиат цинка и оксид цинка), водные пены, смеси воды и спирта или их комбинации. Неограничивающие примеры пригодных органических материалов включают нефть и неполярные жидкости, используемые при обработке скважин, такие как сырая нефть, дизельное топливо, минеральное масло, сложные эфиры. фракции или смеси, полученные на нефтеперерабатывающей установке, альфа-олефины и материалы на синтетической основе, включающие ПАВ, эмульгаторы, ингибиторы коррозии и другие химические реагенты, обычно используемые при обработке скважин (например, этилен-олефиновые олигомеры, сложные эфиры жирных кислот, сложные эфиры жирных спиртов, простые эфиры, простые полиэфиры, парафиновые углеводороды, ароматические углеводороды, алкилбензолы, терпены и т.п.). Флюид-носитель можно выбирать на основе одного или более свойств разлагаемых частиц. Например, флюид-носитель можно выбирать для замедления, ограничения или даже предотвращения значительной деградации разлагаемых частиц до тех пор, пока не сформируется и не будет удалена стабилизированная эмульсия из подземного пласта. В некоторых вариантах экспонированные части разлагаемых частиц включают материал, взаимодействующий с водой (например, металлсодержащий материал, сформированный из следующих металлов и включающий по крайней мере один из следующих металлов: Mg, Al, Са, Mn, Zn, их сплав, их комбинации, гидролизуемый полимер и т.п.), а флюид-носитель включает водный материал (например, вода, солевой раствор и т.п.). В других вариантах экспонированные части разлагаемых частиц включают материал, взаимодействующий с водой (например, органический материал), который представляет собой менее реакционно-способный материал по сравнению с другой частью (например, внутренняя часть) разлагаемых частиц, и флюид-ностель включает по крайней мере один водный материал и органический материал.
Кроме того, суспензия для заводнения может необязательно включать по крайней мере одну добавку. В неограничивающем примере добавка может представлять собой по крайней мере один из следующих компонентов: ПАВ, эмульгатор, ингибитор коррозии, катализатор, диспергирующий агент, ингибитор солевых отложений, растворитель отложений, противовспениватель, биоцидный агент и/или различные добавки, обычно используемые на фирмах по обслуживанию скважин. Тип и количество добавки могут по крайней мере частично зависеть от свойств разлагаемых частиц, от свойств подземного пласта и от свойств углеводородного материала, содержащегося в подземном пласте. Суспензия для заводнения может быть в основном гомогенной (например, разлагаемые частицы и добавка, если присутствует, могут равномерно диспергироваться в суспензии для заводнения) или может быть гетерогенной (например, разлагаемые частицы и добавка, если присутствует, могут неравномерно диспергироваться в суспензии для заводнения).
В некоторых вариантах добавка включает по крайней мере одно ПАВ. ПАВ может, например, представлять собой материал, предназначенный для повышения стабильности эмульсии водного материала и углеводородного материала. ПАВ может служить в качестве дополнительного барьера (например, наряду с разлагаемыми частицами) для коалесценции соседних капель (например, дискретных агломератов) углеводородного материала до, в ходе и после извлечения углеводородного материала из подземного пласта, содержащего углеводородный материал. ПАВ может представлять собой любой анионный, неионогенный, цвиттерионный или амфифильный ПАВ, совместимый с углеводородным материалом и с другими компонентами (например, разлагаемые частицы, флюид-носитель и т.п.) в составе флюида. Неограничивающие примеры пригодных ПАВ включают жирные кислоты с длиной углеродной цепи вплоть до 22 атомов углерода, такие как стеариновые кислоты и их сложные эфиры, полиалкиленгликоли, такие как полиэтиленоксид, полипропиленоксид, а также блоксополимеры и статические сополимеры этиленоксида и пропиленоксида, и полисилоксаны, такие как кремнийорганические простые эфиры, содержащие как гидрофильную часть (низкомолекулярный полимер этиленоксила или пропиленоксида или их сополимер), так и гидрофобную часть (остаток метилированного силоксана).
В других вариантах добавка включает по крайней мере один катализатор, Катализатор может, например, включать множество частиц катализатора. Частицы катализатора можно конструировать и формировать с целью ускорить, опосредовать и/или повысить скорости одной или более реакций с разлагаемыми частицами. Например, частицы катализатора могут повышать скорости реакций между разлагаемыми частицами и по крайней мере одним из следующих материалов: водный материал и органический материал. В неограничивающем примере, если разлагаемые частицы сформированы из реакционно-способного металлсодержащего материала и включают его (например, по крайней мере один из следующих металлов: Mg, Al, Са, Mn, Zn, их сплав, их комбинации), частицы катализатора могут ускорять электрохимические реакции между по крайней мере частью разлагаемых частиц и водным материалом. Частицы катализатора могут приобретать относительно катодные свойства в присутствии водного материала, в то время как разлагаемые частицы могут приобретать относительно анодные свойства в присутствии водного материала. Таким образом, частицы катализатора могут активировать (например, увеличивать) электрохимическую деградацию разлагаемых частиц в присутствии электролита. Частицы катализатора могут быть более устойчивыми к деградации (например, коррозия, растворение, разложение и т.п.) в практически одинаковых условиях окружающей среды, чем разлагающиеся частицы. В неограничивающем примере, если разлагаемые частицы сформированы из реакционно-способного металлсодержащего материала и включают его (например, материал, включающий по крайней мере один из следующих металлов: Mg, Al, Са, Mn, Zn, их сплав, их комбинации), частицы катализатора могут быть сформированы из менее реакционно-способного металлсодержащего материала и могут включать его, такого как стали различных марок, вольфрам (W), хром (Cr), Ni, Cu, Со, Fe, их сплавы или их комбинации. Каждая частица катализатора может характеризоваться в основном одинаковыми размером и формой, что размер и форма каждой разлагаемой частицы, или по крайней мере один размер и форма по крайней мере одной частицы катализатора могут отличаться по крайней мере от одного размера формы по крайней мере одной разлагаемой частицы. В некоторых вариантах частицы катализатора включают наночастицы, сформированные по крайней мере одного из следующих металлов: W, Cr, Ni, Cu, Со и Fe или включающие их. Концентрация частиц катализатора может быть достаточной низкой, чтобы оказывать минимальное, если наблюдается, действие на стабильность эмульсии, образующейся с использованием суспензии для заводнения, как более подробно описано ниже.
Как показано на фиг. 1, способ заводнения 102 включает подачу суспензии для заводнения в нефтегазоносный подземный пласт. Суспензию для заводнения можно закачивать в подземный пласт стандартными способами, которые подробно не описаны в настоящем описании. Например, поток суспензии для заводнения под давлением можно закачивать в нагнетательную скважину, проникающую на требуемую глубину подземного пласта и указанная суспензия может просачиваться (например, проникать, диффундировать и т.п.) в межпоровые пространства подземного пласта. Степень, с которой суспензия для заводнения просачивается в межпоровые пространства подземного пласта, по крайней мере частично зависит от свойств суспензии для заводнения (например, плотность, вязкость, размер частиц, температура, давление и т.п.), от свойств подземного пласта (например, пористость, размер пор, состав материала и т.п.), а также от углеводородных материалов (например, молекулярная масса, плотность, вязкость и т.п.), содержащихся в межпоровых пространствах подземного пласта. Температура закачивания суспензии для заводнения может быть достаточно низкой, чтобы ограничить или даже предотвратить преждевременное взаимодействие между разлагаемыми частицами и другим материалом (например, водный материал, такой как вода, солевой раствор и т.п.), который закачивают в подземный пласт и/или который уже присутствует в подземном пласте. В некоторых вариантах суспензию для заводнения подают в подземный пласт при температуре, равной температуре окружающей среды или менее внутри скважины в подземном пласте. В неограничивающем примере суспензию для заводнения можно закачивать в подземный пласт при температуре приблизительно 40°С или менее, например, при приблизительно 35°С или менее.
В ходе способа заводнения 102 по крайней мере некоторые разлагаемые частицы в составе суспензии заводнения могут удалять по крайней мере часть углеводородного материала, содержащегося в подземном пласте из внутренних поверхностей (например, поверхности пор, поверхности трещин, поверхности разрывов, поверхности каналов и т.п.) из подземного пласта по абразивному механизму. Кроме того, по крайней мере некоторые разлагаемые частицы могут агрегировать в замкнутой трехфазной контактирующей области порода-нефть-солевой раствор, чтобы обеспечить расклинивающее давление и отделение по крайней мере части углеводородного материала, содержащегося в подземном пласте, от внутренних поверхностей подземного пласта. Более того, по крайней мере некоторые разлагаемый частицы могут накапливаться (например, образовывать агломераты) на границе раздела фаз между углеводородным материалом и водным материалом (например, водный материал из флюида-носителя в составе суспензии для заводнения и водный материал, уже содержащийся в подземном пласте), прилипать к границе раздела и/или адсорбироваться на ней, при этом образуется стабилизированная эмульсия (например, эмульсия для отбора), включающая отдельные единицы (например, капли) одного углеводородного материала и водного материала, диспергированные в другом углеводородном материале и водном материале. В некоторых вариантах стабилизированная эмульсия включает единицы углеводородного материала, диспергированного в водном материале. Разлагаемые частицы могут предотвращать коалесценцию диспергированного материала (например, углеводородный материал или водный материал), и могут таким образом поддерживать диспергированный материал в виде единиц, распределенных в другом материале. В дополнительных вариантах эмульсию можно дополнительно стабилизировать с использованием ПАВ. Стабилизированную эмульсию можно перекачивать (например, вытеснять, вымывать, выталкивать и т.п.) из подземного пласта в ходе операции по заводнению 102.
Затем в ходе способа деградации 104 после удаления стабилизированной эмульсии из подземного пласта по крайней мере часть разлагаемых частиц в составе эмульсии может по крайней мере частично разлагаться. Одно или более свойств (например, температура, значение рН, состав материала, давление и т.п.) стабилизированной эмульсии можно модифицировать (например, изменить), чтобы по крайней мере частично подвергать деградации (например, коррозия, растворение, разложение и т.п.) разлагаемые частицы, или свойства стабилизированной эмульсии можно сохранять (например, не модифицировать, поддерживать, обеспечивать, сохранять и т.п.), чтобы по крайней мере частично подвергать деградации разлагаемые частицы. В некоторых вариантах по крайней мере некоторые разлагаемые частицы разлагаются в течение времени, напрямую не изменяя одно или более свойств (например, температура, значение рН, состав материала, давление и т.п.) стабилизированной эмульсии. Например, по крайней мере некоторые разлагаемые частицы могут подвергаться деградации в течение времени без нагревания, снижения величины рН, добавления материалов к ним и/или без модификации давления стабилизированной эмульсии. В дополнительных вариантах по крайней мере одно свойство окружающей среды (например, температура, величина рН, экспонированный материал, давление и т.п.), действию которого подвергаются разлагаемые частицы в составе стабилизированной эмульсии, можно модифицировать, чтобы регулировать (например, увеличить, снизить) скорость деградации разлагаемых частиц. Деградация по крайней мере части разлагаемых частиц может дестабилизировать эмульсию и привести к коалесценции углеводородного материала и водного материала с образованием четко различимых несмешиваемых фаз.
В неограничивающем примере после удаления стабилизированной эмульсии из подземного пласта температуру стабилизированной эмульсии можно модифицировать, чтобы ускорить деградацию разлагаемых частиц. В некоторых вариантах температуру стабилизированной эмульсии повышают для ускорения и/или повышения скорости реакций между разлагаемыми частицами и водным материалом. Температуру стабилизированной эмульсии можно, например, повысить до приблизительно 25°С или более, например, до приблизительно 35°С или более, до приблизительно 50°С или более, до приблизительно 75°С или более, до приблизительно 100°С или более, или до приблизительно 200°С или более. Если разлагаемые частицы не полностью инкапсулированы в менее разлагаемые оболочки, например, покрыты менее разлагаемыми оболочками и/или неразлагаемыми оболочками (например, когда менее разлагаемые оболочки и/или неразлагаемые оболочки в основном отсутствуют на разлагаемых частицах, когда разлагаемые частицы включают разлагаемые ядра, частично инкапсулированные в менее разлагаемые оболочки и/или неразлагаемые оболочки и т.п.), повышение температуры стабилизированной эмульсии может повысить скорость, с которой в водном материале происходит деградация (например, коррозия, растворение, разложение и т.п.) разлагаемых частиц. И наоборот, если разлагаемые частицы включают разлагаемые ядра, в основном покрытые менее разлагаемыми оболочками и/или неразлагаемыми оболочками, увеличение температуры стабилизированной эмульсии может ускорить термическое расширение разлагаемых ядер с последующим повреждением (например, растрескивание, разламывание и т.п.) менее разлагаемых оболочек и/или не разлагаемых оболочек, что приводит к экспонированию разлагаемых ядер к водному материалу и повышению скорости, с которой в водном материале происходит деградация разлагаемых ядер. После того, как происходит деградация достаточного количества разлагаемых частиц (например, коррозия, растворение и т.п.) в результате изменения температуры, углеводородный материал и оставшийся водный материал могут коалесцировать с образованием четко различимых несмешиваемых фаз.
В другом неограничивающем примере после удаления стабилизированной эмульсии из подземного пласта величину рН стабилизированной эмульсии можно модифицировать для ускорения и/или повышения скорости деградации разлагаемых частиц. Например, величину рН стабилизированной эмульсии снижают при воздействии (например, контактирование) на стабилизированную эмульсию материала с меньшей величиной рН по сравнению с рН стабилизированной эмульсии. Например, в стабилизированную эмульсию можно добавлять по крайней мере одну из следующих кислот: соляная кислота (HCl), гидробромистая кислота (HBr), азотная кислота (HNO3), серная кислота (H2SO4), фосфорная кислота (Н3РО4), муравьиная кислота (СН2О2) и уксусная кислота (С2Н4О2). В некоторых вариантах в стабилизированную эмульсию добавляют по крайней мере одну из следующих кислот: водная HCl и водная H2SO4. Если разлагаемые частицы не полностью инкапсулированы в менее разлагаемые оболочки, например, покрыты менее разлагаемыми оболочками и/или неразлагаемыми оболочками, снижение величины рН стабилизированной эмульсии может повысить скорость, с которой происходит деградация разлагаемых частиц (например, коррозия, растворение, разложение и т.п.). Если разлагаемые частицы включают разлагаемые ядра, в основном покрытые менее разлагаемыми оболочками, снижение величины рН стабилизированной эмульсии может повысить скорость, с которой происходит деградация менее разлагаемых оболочек, чтобы с большей скоростью воздействовать на разлагаемые ядра, а также может повысить скорость, с которой происходит деградация разлагаемых ядер в отсутствии оболочек. После того, как происходит деградация достаточного количества разлагаемых частиц (например, коррозия, растворение и т.п.) в результате изменения величины рН, углеводородный материал и оставшийся водный материал могут коалесцировать с образованием четко различимых несмешиваемых фаз.
После коалесценции углеводородного материала и водного материала с образованием четко различимых несмешиваемых фаз можно использовать один или более способов (химические процессы, фильтрационные процессы, процессы осаждения, процессы расслоения и т.п.) для разделения, отбора и/или дополнительной переработки углеводородного материала. При необходимости углеводородный материал можно утилизировать.
В то время как допускаются различные модификации и альтернативные формы настоящего описания, конкретные варианты осуществления настоящего изобретения показаны со ссылкой на фигуру и подробно описаны в данном контексте. Однако описание не ограничивается различными конкретными формами. Наоборот, описание включает все модификации, эквиваленты и альтернативные варианты, включенные в объем настоящего изобретения, как определено в пунктах прилагаемой формулы изобретения и их правомерных эквивалентах.
Claims (39)
1. Способ получения углеводородного материала из подземного пласта, включающий:
формирование суспензии для заводнения, включающей разлагающиеся частицы и флюид-носитель,
закачивание суспензии для заводнения в подземный пласт, содержащий углеводородный материал, для формирования эмульсии, стабилизированной разлагаемыми частицами, и для удаления эмульсии из подземного пласта, и
деградацию по крайней мере части разлагаемых частиц после удаления эмульсии из подземного пласта для дестабилизации эмульсии.
2. Способ по п. 1, где формирование суспензии для заводнения включает:
формирование разлагаемых частиц, содержащих материал,
предназначенный для переключения между первой скоростью деградации и второй скоростью деградации в результате изменения по крайней мере одного свойства удаленной эмульсии, и
введение разлагаемых частиц по крайней мере в один водный материал и органический материал.
3. Способ по п. 2, где формирование разлагаемых частиц включает формирование разлагаемых частиц, включающих Mg, Al, Са, Мn, Zn, их сплав или их комбинацию.
4. Способ по п. 2, где формирование разлагаемых частиц включает формирование разлагаемых частиц, включающих гидролизуемый полимер.
5. Способ по п. 1, где формирование суспензии для заводнения, содержащей разлагаемые частицы и флюид-носитель, включает формирование разлагаемых частиц, включающих ядро из первого материала, по крайней мере частично окруженное оболочкой из второго материала, причем скорость деградации первого материала в водном материале выше, чем скорость деградации второго материала.
6. Способ по п. 1, где формирование суспензии для заводнения, содержащей разлагаемые частицы и флюид-носитель, включает формирование разлагаемых частиц, по крайней мере одна из которых является гидрофильной, гидрофобной, амфифильной, оксофильной, липофильной и олеофильной частицей.
7. Способ по п. 1, где формирование суспензии для заводнения, содержащей разлагаемые частицы и флюид-носитель, включает формирование суспензии для заводнения, включающей от приблизительно 0,001 мас. % до приблизительно 20 мас. % разлагаемых частиц.
8. Способ по п. 1, где закачивание суспензии для заводнения в подземный пласт, содержащий углеводородный материал, включает закачивание флюида в подземный пласт при температуре приблизительно 50°С или менее.
9. Способ по п. 1, где закачивание суспензии для заводнения в подземный пласт, содержащий углеводородный материал, для образования эмульсии, стабилизированной разлагаемыми частицами, включает формирование эмульсии, содержащей углеводородный материал, диспергированный в водном материале.
10. Способ по п. 1, где деградация по крайней мере части разлагаемых частиц включает модификацию по крайней мере одного свойства удаленной эмульсии.
11. Способ по п. 1, где деградация по крайней мере части разлагаемых частиц включает деградацию по крайней мере части разлагаемых частиц в условиях удаленной эмульсии в течение некоторого времени.
12. Способ получения углеводородного материала из подземного пласта, включающий:
формирование наночастиц, каждая из которых содержит:
ядро, содержащее по крайней мере один из следующих металлов: Mg, Al, Са, Мn и Zn; и
оболочку, инкапсулирующую ядро и содержащую органический материал;
комбинирование наночастиц с флюидом-носителем, при этом получают суспензию для заводнения,
закачивание суспензии для заводнения в подземный пласт, содержащий связанный с его поверхностями углеводородный материал, для его отделения от поверхностей и образования эмульсии, стабилизированной наночастицами,
удаление эмульсии из подземного пласта и
модификацию по крайней мере одного из следующих параметров: температура, значение рН и состав материала эмульсии, после удаления эмульсии из подземного пласта для взаимодействия по крайней мере части наночастиц с водным материалом для дестабилизации эмульсии и коалесценции углеводородного материала.
13. Способ по п. 12, где формирование наночастиц, включающих по крайней мере один из следующих металлов: Mg, Al, Са, Мn и Zn, включает формирование наночастиц, включающих сплав Mg.
14. Способ по п. 13, где формирование наночастиц, включающих сплав Mg, включает формирование наночастиц, включающих сплав Mg и по крайней мере одного из следующих металлов: Al, Bi, Cd, Се, Со, Сu, Fe, Ga, In, Li, Mg, Mn, Ni, Sc, Si, Ag, Sr, Th, Sn, Ti, W, Zn, Y и Zr.
15. Способ по п. 12, где формирование наночастиц включает формирование наночастиц, дополнительно включающих по крайней мере один из следующих металлов: W, Cr, Ni, Сu, Со и Fe.
16. Способ по п. 12, где комбинирование наночастиц с флюидом-носителем дополнительно включает комбинирование наночастиц с дополнительными наночастицами, включающими по крайней мере один из следующих металлов: W, Cr, Ni, Сu, Со и Fe.
17. Способ по п. 12, где комбинирование наночастиц с флюидом-носителем дополнительно включает комбинирование наночастиц по крайней мере с одним ПАВ.
18. Способ по п. 12, где модификация по крайней мере одного из следующих параметров: температура, значение рН, состав материала и эмульсия включает нагревание эмульсии до температуры приблизительно 50°С или более.
19. Способ по п. 12, где модификация по крайней мере одного из следующих параметров: температура, значение рН, состав материала, и эмульсия включает добавление в эмульсию по крайней мере одной из следующих кислот:
НСl, HBr, HNO3, H2SO4, Н3РО4, СН2O2 и С2Н4O2.
20. Стабилизированная эмульсия, содержащая:
диспергированную фазу, включающую углеводородный материал,
непрерывную фазу, включающую водный материал, и
гидрофильные наночастицы, накапливающиеся на границе раздела фаз между диспергированной фазой и непрерывной фазой, при этом по крайней мере некоторое количество гидрофильных наночастиц содержит:
ядро, содержащее сплав Mg-Al, который предназначен для переключения между первой скоростью коррозии и второй более высокой скоростью коррозии в результате изменения по крайней мере одного свойства: повышения температуры водного материала и снижения величины рН водного материала; и
оболочку, инкапсулирующую ядро и содержащую полимерный материал.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US14/088,331 US9879511B2 (en) | 2013-11-22 | 2013-11-22 | Methods of obtaining a hydrocarbon material contained within a subterranean formation |
| US14/088,331 | 2013-11-22 | ||
| PCT/US2014/061559 WO2015076967A1 (en) | 2013-11-22 | 2014-10-21 | Methods of obtaining a hydrocarbon material contained within a subterranean formation, and related stabilized emulsions |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2016124637A RU2016124637A (ru) | 2017-12-25 |
| RU2687412C1 true RU2687412C1 (ru) | 2019-05-15 |
Family
ID=53180007
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016124637A RU2687412C1 (ru) | 2013-11-22 | 2014-10-21 | Способы получения углеводородного материала, содержащегося в подземном пласте, и родственных стабилизированных эмульсий |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9879511B2 (ru) |
| CN (1) | CN105829643B (ru) |
| RU (1) | RU2687412C1 (ru) |
| WO (1) | WO2015076967A1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2818344C1 (ru) * | 2023-10-12 | 2024-05-02 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Способ извлечения нефти из нефтяного пласта с применением наночастиц |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10060237B2 (en) | 2013-11-22 | 2018-08-28 | Baker Hughes, A Ge Company, Llc | Methods of extracting hydrocarbons from a subterranean formation, and methods of treating a hydrocarbon material within a subterranean formation |
| US9816026B2 (en) * | 2015-05-26 | 2017-11-14 | Baker Hughes, LLC | Methods of extracting hydrocarbons from subterranean formations |
| KR102121600B1 (ko) | 2015-12-17 | 2020-06-11 | 사우디 아라비안 오일 컴퍼니 | 딥(deep) 카보네이트 자극(stimulation)을 통한 향산된 제조 목표: 원하는 습윤성을 갖는 불용성 고체 물질을 함유하는 안정화된 산 에멀젼 |
| US10975626B2 (en) * | 2016-03-24 | 2021-04-13 | Halliburton Energy Services, Inc. | Degradable abrasive for erosive jet cutting |
| US11149184B2 (en) | 2017-05-11 | 2021-10-19 | Baker Hughes Holdings Llc | Methods of recovering a hydrocarbon material |
| US10702843B2 (en) | 2018-03-29 | 2020-07-07 | Baker Hughes, A Ge Company, Llc | Compositions of matter comprising suspended nanoparticles and related methods |
| US11981855B2 (en) | 2022-04-01 | 2024-05-14 | Baker Hughes Oilfield Operations Llc | Compositions of matter comprising suspended nanoparticles functionalized with glymo or glymo-like groups and related methods |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060169450A1 (en) * | 2005-02-02 | 2006-08-03 | Halliburton Energy Services, Inc. | Degradable particulate generation and associated methods |
| US20080069961A1 (en) * | 2006-09-14 | 2008-03-20 | Halliburton Energy Services, Inc. | Methods and compositions for thermally treating a conduit used for hydrocarbon production or transmission to help remove paraffin wax buildup |
| US20100243248A1 (en) * | 2006-12-01 | 2010-09-30 | Golomb Dan S | Particle Stabilized Emulsions for Enhanced Hydrocarbon Recovery |
| US20110114323A1 (en) * | 2009-11-18 | 2011-05-19 | Baker Hughes Incorporated | Heat Generation Process for Treating Oilfield Deposits |
| US20110132621A1 (en) * | 2009-12-08 | 2011-06-09 | Baker Hughes Incorporated | Multi-Component Disappearing Tripping Ball and Method for Making the Same |
| US20130206400A1 (en) * | 2010-08-24 | 2013-08-15 | Eugeny Nikolaevich Alexandrov | Method and apparatus for thermally treating an oil reservoir |
| US20130220616A1 (en) * | 2012-02-28 | 2013-08-29 | Baker Hughes Incorporated | In Situ Heat Generation |
Family Cites Families (29)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4330037A (en) | 1980-12-12 | 1982-05-18 | Shell Oil Company | Well treating process for chemically heating and modifying a subterranean reservoir |
| US4466885A (en) * | 1982-07-13 | 1984-08-21 | Husky Oil Operations Ltd. | Method for removing solids and water from petroleum crudes |
| CA1214989A (en) | 1983-07-25 | 1986-12-09 | Billy G. Holmes | Steam ignition and control of an oxygen-driven fire flood injection well |
| US4615391A (en) | 1984-08-13 | 1986-10-07 | Tenneco Oil Company | In-situ combustion in hydrocarbon-bearing formations |
| US5674620A (en) | 1994-08-11 | 1997-10-07 | Saint-Gobain/Norton Industrial Ceramics Corporation | Diamond-coated composite cutting tool and method of making |
| US5855243A (en) * | 1997-05-23 | 1999-01-05 | Exxon Production Research Company | Oil recovery method using an emulsion |
| US6287360B1 (en) | 1998-09-18 | 2001-09-11 | Smith International, Inc. | High-strength matrix body |
| DE60018154T2 (de) | 2000-01-13 | 2005-12-29 | Camco International (Uk) Ltd., Stonehouse | Schneideinsatz |
| US8211247B2 (en) | 2006-02-09 | 2012-07-03 | Schlumberger Technology Corporation | Degradable compositions, apparatus comprising same, and method of use |
| EP1841520A1 (en) * | 2005-01-24 | 2007-10-10 | Cinvention Ag | Metal containing composite materials |
| US8012533B2 (en) | 2005-02-04 | 2011-09-06 | Oxane Materials, Inc. | Composition and method for making a proppant |
| CN100434447C (zh) | 2005-09-09 | 2008-11-19 | 中国科学院理化技术研究所 | 纳微米水溶性微凝胶驱油材料及其制备方法 |
| US8100178B2 (en) * | 2005-12-22 | 2012-01-24 | Exxonmobil Upstream Research Company | Method of oil recovery using a foamy oil-external emulsion |
| CA2675959C (en) | 2007-01-19 | 2014-08-19 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Cutting tool |
| US8119574B2 (en) | 2007-07-25 | 2012-02-21 | Schlumberger Technology Corporation | High solids content slurries and methods |
| US8278251B2 (en) | 2007-10-31 | 2012-10-02 | Baker Hughes Incorporated | Fines migration control at their sources in water reservoirs |
| US20090137432A1 (en) * | 2007-11-28 | 2009-05-28 | Sullivan Philp F | pH Sensitive Emulsion System |
| WO2009117191A1 (en) | 2008-03-20 | 2009-09-24 | Exxonmobil Upstream Research Company | Viscous oil recovery using emulsions |
| WO2010080657A1 (en) | 2009-01-08 | 2010-07-15 | Bp Corporation North America Inc. | Hydrocarbon recovery process |
| US8490721B2 (en) | 2009-06-02 | 2013-07-23 | Element Six Abrasives S.A. | Polycrystalline diamond |
| US8191658B2 (en) | 2009-08-20 | 2012-06-05 | Baker Hughes Incorporated | Cutting elements having different interstitial materials in multi-layer diamond tables, earth-boring tools including such cutting elements, and methods of forming same |
| US8528633B2 (en) | 2009-12-08 | 2013-09-10 | Baker Hughes Incorporated | Dissolvable tool and method |
| US8708047B2 (en) | 2011-08-19 | 2014-04-29 | Baker Hughes Incorporated | Method of cooling downhole element using nanoenhanced downhole fluid |
| US9574429B2 (en) | 2011-09-21 | 2017-02-21 | Nalco Company | Hydrocarbon mobility and recovery through in-situ combustion with the addition of ammonia |
| CN102504795B (zh) | 2011-11-16 | 2013-12-04 | 中国石油天然气股份有限公司 | 调剖和深部液流转向双功能爆破型预交联凝胶颗粒 |
| US9005446B2 (en) | 2011-12-01 | 2015-04-14 | Baker Hughes Incorporated | Magnetic micro- or nanoparticle assisted fluid separation |
| US9068428B2 (en) | 2012-02-13 | 2015-06-30 | Baker Hughes Incorporated | Selectively corrodible downhole article and method of use |
| US9605508B2 (en) | 2012-05-08 | 2017-03-28 | Baker Hughes Incorporated | Disintegrable and conformable metallic seal, and method of making the same |
| US10060237B2 (en) | 2013-11-22 | 2018-08-28 | Baker Hughes, A Ge Company, Llc | Methods of extracting hydrocarbons from a subterranean formation, and methods of treating a hydrocarbon material within a subterranean formation |
-
2013
- 2013-11-22 US US14/088,331 patent/US9879511B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2014
- 2014-10-21 RU RU2016124637A patent/RU2687412C1/ru active
- 2014-10-21 CN CN201480070257.2A patent/CN105829643B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2014-10-21 WO PCT/US2014/061559 patent/WO2015076967A1/en active Application Filing
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060169450A1 (en) * | 2005-02-02 | 2006-08-03 | Halliburton Energy Services, Inc. | Degradable particulate generation and associated methods |
| US20080069961A1 (en) * | 2006-09-14 | 2008-03-20 | Halliburton Energy Services, Inc. | Methods and compositions for thermally treating a conduit used for hydrocarbon production or transmission to help remove paraffin wax buildup |
| US20100243248A1 (en) * | 2006-12-01 | 2010-09-30 | Golomb Dan S | Particle Stabilized Emulsions for Enhanced Hydrocarbon Recovery |
| US20110114323A1 (en) * | 2009-11-18 | 2011-05-19 | Baker Hughes Incorporated | Heat Generation Process for Treating Oilfield Deposits |
| US20110132621A1 (en) * | 2009-12-08 | 2011-06-09 | Baker Hughes Incorporated | Multi-Component Disappearing Tripping Ball and Method for Making the Same |
| US20130206400A1 (en) * | 2010-08-24 | 2013-08-15 | Eugeny Nikolaevich Alexandrov | Method and apparatus for thermally treating an oil reservoir |
| US20130220616A1 (en) * | 2012-02-28 | 2013-08-29 | Baker Hughes Incorporated | In Situ Heat Generation |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2818344C1 (ru) * | 2023-10-12 | 2024-05-02 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Способ извлечения нефти из нефтяного пласта с применением наночастиц |
| RU2818633C1 (ru) * | 2023-10-12 | 2024-05-03 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Способ извлечения нефти из нефтяного пласта с применением наночастиц |
| RU2818632C1 (ru) * | 2023-10-12 | 2024-05-03 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Способ извлечения нефти из нефтяного пласта с применением наночастиц |
| RU2818628C1 (ru) * | 2023-10-12 | 2024-05-03 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Способ извлечения нефти из нефтяного пласта с применением наночастиц |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US9879511B2 (en) | 2018-01-30 |
| US20150144343A1 (en) | 2015-05-28 |
| WO2015076967A1 (en) | 2015-05-28 |
| CN105829643A (zh) | 2016-08-03 |
| CN105829643B (zh) | 2019-04-30 |
| RU2016124637A (ru) | 2017-12-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2687412C1 (ru) | Способы получения углеводородного материала, содержащегося в подземном пласте, и родственных стабилизированных эмульсий | |
| US10408027B2 (en) | Methods of extracting hydrocarbons from a subterranean formation, and methods of treating a hydrocarbon material within a subterranean formation | |
| Bageri et al. | Toward a Complete Removal of Barite (Barium Sulfate BaSO _ 4 BaSO 4) Scale Using Chelating Agents and Catalysts | |
| Gomari et al. | New insights into application of nanoparticles for water-based enhanced oil recovery in carbonate reservoirs | |
| BinMerdhah | Inhibition of barium sulfate scale at high-barium formation water | |
| CN108473858B (zh) | 用于提高采油率的石油表面活性剂的稳定 | |
| EP2436872A2 (en) | Methods and compositions for thermally treating a conduit used for hydrocarbon production or transmission to help remove paraffing wax buildup | |
| EP2232003A2 (en) | Breaker fluids and methods of using the same | |
| EP3947592B1 (en) | Extended release colloidal scale inhibitor | |
| WO2001000747A1 (en) | Water-in-oil microemulsions useful for oil field or gas field applications and methods for using the same | |
| CA3067368A1 (en) | Compositions and methods for treating subterranean formations | |
| PL179771B1 (pl) | Sposób hamowania powstawania kamienia w formacji skalnej odwiertu naftowego PL PL PL PL PL PL PL | |
| CA2896186A1 (en) | Method for recovering oil | |
| WO2009154477A1 (en) | Process for separating solids from valuable or harmful liquids by vaporisation | |
| Razman Shah et al. | Nanomaterials for scaling prevention in alkaline–surfactant–polymer flooding: A review | |
| JP2016531109A (ja) | 混合相系における微生物の活性及び増殖の制御 | |
| US9783732B2 (en) | Compositions and methods for treating a subterranean formation | |
| FR3031111A1 (ru) | ||
| WO2016110655A1 (fr) | Additif pour injectivité | |
| RU2818632C1 (ru) | Способ извлечения нефти из нефтяного пласта с применением наночастиц | |
| RU2818344C1 (ru) | Способ извлечения нефти из нефтяного пласта с применением наночастиц | |
| RU2818633C1 (ru) | Способ извлечения нефти из нефтяного пласта с применением наночастиц | |
| US11384280B1 (en) | Adsorption improved water in supercritical CO2 encapsulation for improved oil recovery | |
| EA044915B1 (ru) | Коллоидный ингибитор образования отложений с пролонгированным высвобождением | |
| FR3031520A1 (fr) | Additif pour injectivite |