石油井注蒸汽過(guò)程中控制巖石溶解和管線腐蝕的方法

專利名稱：石油井注蒸汽過(guò)程中控制巖石溶解和管線腐蝕的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種在石油井注蒸汽中抑制諸如充填礫石及地層碳酸鹽和硅酸鹽溶解的方法。更具體的說(shuō)，本發(fā)明所涉及的是一種在石油井使用注蒸汽強(qiáng)化開(kāi)采技術(shù)時(shí)保護(hù)油藏巖石或油井充填礫石的方法。
在從油井中開(kāi)采石油時(shí)，注蒸汽技術(shù)一向用來(lái)開(kāi)采不能流動(dòng)的重質(zhì)油，也用于當(dāng)油藏天然壓力過(guò)低不能有助于采油時(shí)的老井強(qiáng)化采油提高采收率。
蒸汽吞吐和蒸汽驅(qū)技術(shù)一般使用在高粘度原油油藏上。注蒸汽技術(shù)包括周期地向油井注入高溫蒸汽(約250℃或以上)，每次注入量為幾千立方米。提高采收率作業(yè)中使用的蒸汽是一種由氣相和液相組成的流體。這種蒸汽質(zhì)量一般在60～80%。因此，大量的液態(tài)水在注蒸汽中會(huì)隨氣相一同注入井眼。
一口典型的油井包括有襯于井眼內(nèi)壁的套管和穿過(guò)此套管往下進(jìn)入井內(nèi)的油管。套管保護(hù)油管不受損傷。在油管中放入抽油桿，其下部與一在油管中往復(fù)運(yùn)動(dòng)的抽油泵相連接，抽油泵抽吸原油向上。油管下的下端伸入油層，原油經(jīng)過(guò)經(jīng)其上的射孔進(jìn)入油管。
很多蒸汽吞吐井的油管下端是礫石充填的。在礫石充填的上部有一襯管作為抽油泵座。礫石充填的功能是過(guò)濾并防止油層砂粒隨油層流體采出。如不經(jīng)過(guò)濾，采出砂粒能磨損抽油泵。充填油井的礫石由顆粒狀砂組成，主要是石英或硅砂。
硅砂于低溫和中性pH值條件下在水中的溶解度很低，但隨溫度升高和pH值的升高該溶解度急劇上升。當(dāng)pH高于11.0和溫度高于177℃時(shí)，其溶解速率比中性和普通條件下高若干數(shù)量級(jí)。
當(dāng)使用地下水、河水或湖水做為蒸汽發(fā)生器用水產(chǎn)生蒸汽時(shí)，蒸汽中的氣相和殘留水相與油藏之間具有不利的反應(yīng)特性。由蒸汽發(fā)生器中產(chǎn)生的殘留水相一般pH值超過(guò)11.0。蒸汽中的氣相，當(dāng)冷凝為液體時(shí)，其pH值為4.0～4.5，為酸性。這種分配是由于水源中含量的CO2揮發(fā)并進(jìn)入氣相，從而使殘留水相中的陰離子組分不足，使pH升高，其升高與失去碳酸鹽陰離子成正比。氣相中CO2因而也就使由蒸氣相冷凝成的液相的pH值變低。
因?yàn)榱黧w的高溫，殘留的液相和由氣相冷凝液相都能迅速溶解充填的礫石，諸如富含石英的砂?；蚝s質(zhì)的鋁土礦;或油藏巖石，如砂巖，碳酸鹽巖，白云巖，和陶瓷狀變巖等。礫石充填破壞后，油井即開(kāi)始出砂并最終關(guān)井。不然，就會(huì)出現(xiàn)油層垮塌和滲透率下降。
不僅硅砂的溶解速度很快，而且油井中的水在接觸硅砂表面起的短距離內(nèi)會(huì)成為飽合狀態(tài)。這一點(diǎn)的意義在于硅砂溶解趨向于聚集而不是在油層大范圍內(nèi)擴(kuò)散，因而造成層面的顯著減少。
除由于大量注入水引起的充填礫石的溶解之外，還存在著油層面也被溶解的危險(xiǎn)。如果這種情況在較大程度上發(fā)生，油層則會(huì)塌陷，甚至套管或油管也可能被破壞造成油井報(bào)廢。
更有甚者，大量溶掉的硅砂或碳酸鹽巖在流體中達(dá)到過(guò)飽和狀態(tài)時(shí)可能在流經(jīng)地層中沉淀。這種硅砂或碳酸鹽巖在地層中的沉淀可能導(dǎo)致地層滲透率的喪失，造成關(guān)井。
由這種油井失效造成的經(jīng)濟(jì)損失是極大的。最近，一個(gè)大的采油公司估算了由于注蒸汽引起的礫石充填或有關(guān)油層問(wèn)題的失效，占油井失效率的34%。近來(lái)，整復(fù)一口井的費(fèi)用約為＄35，000。增加修井之間的時(shí)間可以有效地節(jié)約資金。
充填礫石的溶解已被證明主要是注入的液相水的pH值和溫度的函數(shù)。解決這個(gè)問(wèn)題的先前的努力集中在以下方面。例如，保持注入熱水的pH值低于10，使充填礫石的溶解大幅度下降?？梢杂上铝胁襟E實(shí)現(xiàn)(1)選擇低碳酸鹽含量的鍋爐上水(總碳酸鹽含量小于10mg/l)，(2)用HCl處理鍋爐上水使鍋爐產(chǎn)出水的pH值達(dá)到希望的值，(3)使用總除離子器將上水中的陽(yáng)離子和陰離子都除掉，(4)保護(hù)性地涂覆礫石和油藏巖石。
關(guān)于第一個(gè)解決方法，選擇合適的鍋爐上水，通常是不實(shí)際的，因?yàn)閺目蛇x擇的水源中難以找到如此大量的水。關(guān)于第二個(gè)解決方法，即使用HCl中和重碳酸鹽堿性則存在著費(fèi)用問(wèn)題和可行性方面的問(wèn)題。即是，附加的過(guò)量的酸造成嚴(yán)重的蒸汽發(fā)生器腐蝕，而酸量過(guò)少則不足以壓低pH值以減緩硅石的溶解。關(guān)于所提出的第三種解決方法，不管是從基本投資還是從日常維護(hù)費(fèi)用上來(lái)說(shuō)，建立總除離子器的費(fèi)用都太高。關(guān)于第四種解決方法，用一種材料將礫石上造成某種包裹膜，例如像美國(guó)專利No4，323，124所描述的用大豆卵磷酯進(jìn)行附膜是沒(méi)有保證的，并且要把這些材料驅(qū)入油層并流向生產(chǎn)井也是不實(shí)際的。不僅如此，該專利沒(méi)有闡述遠(yuǎn)離井眼地層的溶解問(wèn)題。
美國(guó)專利No3，438，443提出了另一種解決方法。使用堿金屬硅酸鹽使有硅砂的水相飽和。因此有希望防止油層中的硅的溶解。但堿金屬硅酸鹽昂貴，還需在此過(guò)程中小心控制pH值。
其他的采油方法，如美國(guó)專利No3，500，931;4，222，439;4，223，731中所描述的，使用化學(xué)試劑，諸如氫氧化銨，亞硫酸氫銨，亞硫酸銨分部注入油井以提高采收率。但是這些方法使用的化學(xué)試劑是單獨(dú)注入的，一般不包括蒸汽，沒(méi)有認(rèn)識(shí)到與蒸汽一并注入時(shí)蒸氣相與蒸汽殘留水相的pH值分配問(wèn)題。美國(guó)專利No4，441，555描述的另一種采油方法是使用碳酸鹽水在蒸汽驅(qū)之前進(jìn)行驅(qū)掃以提高稠油的采收率。該方法同樣沒(méi)有認(rèn)識(shí)到在使用蒸汽驅(qū)的步驟中所發(fā)生的pH值分配問(wèn)題。
因此，人們非常希望有一種能減少蒸汽殘余水相pH值的方法。同時(shí)，人們也希望有一種方法能解決前人所未闡明的在注蒸汽強(qiáng)化采油中由于冷凝造成的蒸汽氣相pH值下降而引起的礫石與地層巖石的溶解問(wèn)題。還有一可選擇的并有利的一點(diǎn)是將此法與蒸汽一表面活性劑強(qiáng)化采油方法相配合。滿足這些標(biāo)準(zhǔn)的方法對(duì)于普通的熟練工人顯然是有額外好處的，如用于就地溶液采礦等。
井眼地帶礫石填充中的硅石的溶解和地層中碳酸鹽與硅砂的溶解是由于水與二氧化硅，硅酸鹽礦以及碳酸鹽礦之間的化學(xué)反應(yīng)造成。這種反應(yīng)由熱和堿或酸或二者所催化。根據(jù)本發(fā)明，向蒸汽發(fā)生器上水中加入一種鹽，這種溶解即被抑制。這種加入的鹽包含有揮發(fā)性的陽(yáng)離子組分和非揮發(fā)性的陰離子組分，以把蒸汽的殘余水相的pH值降低至8.0～10.0的范圍內(nèi)，最好是8.5～9.5的范圍內(nèi);監(jiān)測(cè)殘留水相的pH值，不斷地調(diào)節(jié)加入的鹽量以使pH值保持在8.0～10.0的范圍內(nèi)。非揮發(fā)性的陰離子組分是可以滯留于蒸汽殘留液相中的陰離子。揮發(fā)性陽(yáng)離子組分是具有能夠進(jìn)入蒸汽氣相的陽(yáng)離子。鹽的濃度由蒸汽發(fā)生器上水中總的碳酸鹽化合物的濃度和上水的pH值支配。總碳酸鹽化合物包括H2CO3，HCO-3，以及CO＝3。在鍋爐上水中相對(duì)于總碳酸鹽化合物加入化學(xué)計(jì)算量的適當(dāng)?shù)柠}，以得到蒸汽殘留液相pH值的最佳化減低，同時(shí)最大程度降低所需化學(xué)試劑的成本。向上水中加入的鹽量控制在使殘留液相的pH值在8至10，最好是8.5至9.5范圍內(nèi)。當(dāng)殘留液相的pH值超過(guò)10時(shí)，硅砂的溶解速率使高到不可接受的范圍。而當(dāng)殘留液相的pH值低于8時(shí)，油井管線的腐蝕速度則變得過(guò)高。本發(fā)明除用于注蒸汽強(qiáng)化采油外，還可用于采礦中蒸汽堆瀉(dump/heap)瀝取作業(yè)和就地蒸汽礦物開(kāi)采作業(yè)。


圖1是對(duì)本發(fā)明進(jìn)行試驗(yàn)的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試裝置示意圖。
圖2是pH值對(duì)腐蝕速度和硅酸鹽溶解速度影響關(guān)系曲線。
填充礫石與硅酸鹽地層的溶解是蒸汽發(fā)生器上水pH值和其中的碳酸鹽濃度的函數(shù)。例如，加熱時(shí)碳酸氫根離子按下列化學(xué)方程離解
上水氣相液相因此引起蒸汽氣相凝結(jié)時(shí)pH值的下降和殘留液相的pH值上升。在注蒸汽過(guò)程中，蒸汽氣相一般進(jìn)入采油層段上部，而堿性殘留液體進(jìn)入采油層段的下部。但是，不管氣相或液相進(jìn)入油層的什么部位，pH值的分配都造成填充礫石和地層的溶解，并因此增加總的維護(hù)費(fèi)用和時(shí)間。
通過(guò)向鍋爐上水中加入足夠量的鹽以使蒸辛粢合嗟膒H值降低至8.0至10.0的范圍內(nèi)，監(jiān)測(cè)殘留液相的pH值，并不斷調(diào)節(jié)加入的鹽量以保持其pH值在8.0至10.0之間，可以簡(jiǎn)單和有效的解決這一問(wèn)題。
蒸汽殘留液相的pH值是在約120°F時(shí)測(cè)定的?？刂其@鹽的增加基于在120°F下測(cè)定的pH值或者最好是基于所注蒸汽的溫度下測(cè)定的有效pH值。所注蒸汽溫度下的有效pH值可以用描述在液相中的控制水溶性組分的平衡關(guān)系的各方程體系，以及使用適當(dāng)?shù)臒崃W(xué)數(shù)據(jù)和物料平衡條件來(lái)計(jì)算。
所用的鹽必須含有揮發(fā)性陽(yáng)離子組分與非揮發(fā)性陰離子組分。有用的鹽是銨鹽，包括硫酸銨、氯化銨、它們氫氧化銨、醋酸銨、硝酸銨和它們的混合物，含有揮發(fā)性陽(yáng)離子，即NH+4，和非揮發(fā)性陰離子，即SO＝4，Cl-，OH-，CH3COO-，NO-3。從成本的觀點(diǎn)看，最好是硫酸銨，雖然在要求鹽的溶解度較高時(shí)，以硝酸銨為最好。銨陽(yáng)離子分解與氨的進(jìn)入氣相是按下列方程進(jìn)行的上水氣相液相在蒸汽凝結(jié)時(shí)，NH3增加了蒸汽氣相的pH值，同時(shí)，H+中和了液相的OH-，因而減少了它的堿性pH值。非揮發(fā)性陰離子組分也使蒸汽殘留液相的平衡驅(qū)向減小pH值的方向。
開(kāi)始時(shí)要求加入的鹽量取決于蒸汽發(fā)生器上水中總碳酸鹽離子濃度，該濃度可以用標(biāo)準(zhǔn)碳酸鹽滴定法例如CO2庫(kù)侖法來(lái)測(cè)定。所要的初始加鹽量應(yīng)加入蒸汽發(fā)生器的上水使蒸汽殘留水相的pH值在8.0至10.0的范圍內(nèi)，最好能在8.5至9.5之內(nèi)。
一旦pH值減少到了所要求的范圍之內(nèi)，pH值就必須保持在這個(gè)范圍內(nèi)，可用下述方法來(lái)完成監(jiān)測(cè)殘留水相的pH值并且不斷調(diào)整加鹽量以使pH保持在要求范圍內(nèi)。
蒸汽發(fā)生器上水中不允許有氧存在，因?yàn)檫@樣會(huì)有嚴(yán)重的腐蝕發(fā)生。應(yīng)向上水中加入化學(xué)除氧劑，如亞硫酸鈉，使蒸汽發(fā)生器上水中氧的濃度在30ppb以下。
實(shí)例1圖1是檢驗(yàn)此發(fā)明現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)裝置的示意圖。試驗(yàn)裝置可分成三部分注入系統(tǒng)，自動(dòng)pH值控制系統(tǒng)，腐蝕測(cè)試器。
注入系統(tǒng)本試驗(yàn)使用的蒸汽發(fā)生器上水是經(jīng)軟化后由管線輸至蒸汽發(fā)生器的井水。水中存在的主要離子是鈉、氯、硫酸根和碳酸氫根離子。在試驗(yàn)過(guò)程中它們的濃度幾乎是恒定的。碳酸氫根和硫酸根的平均濃度分別是272mg/l和1263mg/l。蒸汽流速與質(zhì)量用一雙孔板計(jì)測(cè)量系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)測(cè)。
本現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)使用了硫酸銨，這是因?yàn)樯纤辛魉岣臐舛容^高，在上水中以硫酸銨加入的硫酸根離子的量?jī)H代表總硫酸根濃度的15%增加。用了240磅硫酸銨與570加侖水混合以獲得銨離子濃度接近0.8M的溶液。在混合過(guò)程中飽和化學(xué)溶液所溶解的氧用亞硫酸鈉除氧劑將其清除。除了除氧劑之外，在溶液表面還有一氮?dú)鈱?，氮?dú)庖约s2倍于化學(xué)溶液的輸出速度注入罐中。
銨溶液由一具有直流變速馬達(dá)的泵輸入蒸汽管線。管線上裝有一只2英寸靜態(tài)混合器使銨溶液與蒸汽完成混合。為使銨鹽有足夠長(zhǎng)的滯留時(shí)間完成分解，在管線上附加了80英尺長(zhǎng)的延長(zhǎng)管。由于裝了此延長(zhǎng)管，蒸汽停留時(shí)間由原來(lái)的0.3秒提高到3～4秒。
自動(dòng)pH值控制系統(tǒng)蒸汽的液體部分的pH值用來(lái)確定注入化學(xué)試劑的量。此系統(tǒng)包括一臺(tái)分離器，pH計(jì)，一臺(tái)微處理機(jī)，和一臺(tái)泵速控制器。
分離器由兩段一英寸直徑管子焊接在3英寸的蒸汽注入管線上。液相收集管焊在蒸汽管道的下部，汽相收集管焊在蒸汽管線的上部。氣液相的分離在一英寸的管子內(nèi)發(fā)生。只要流動(dòng)速度足夠慢，好的分離是能實(shí)現(xiàn)的。然后，液體流出分離器，經(jīng)過(guò)一冷凝器，以熱水狀采樣。
流體冷卻后，由氣液分離器流出的液體即連續(xù)進(jìn)入一青銅容器，容器中狀有pH電極。溶液的pH值用工業(yè)pH計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
pH計(jì)的輸出信號(hào)送入一紙帶記錄儀和微處理機(jī)比例控制器，使用程序控制把pH維持在特定值。
然后，控制器的輸出被送入一速度控制器，控制器放大輸入的信號(hào)，并提供適當(dāng)?shù)墓β室愿淖儗@溶液泵入蒸汽管線的化學(xué)試劑泵的馬達(dá)的速度。
腐蝕測(cè)試器腐蝕試驗(yàn)器直接安置在80英尺延長(zhǎng)管的下游。使用了三種方法來(lái)確定腐蝕率腐蝕試塊，腐蝕短管，和腐蝕計(jì)。
雖然，隨著殘留液相的pH值的下降硅石的溶解也下降，但是當(dāng)pH值低于8.0(見(jiàn)圖2)時(shí)井管的腐蝕急劇上升。因此，該相中的pH值應(yīng)保持在8.0以上。
因?yàn)榈味ǚ椒ㄔ诂F(xiàn)場(chǎng)難以實(shí)行，故一旦碳酸鹽濃度確定后，應(yīng)加入的銨鹽量即由監(jiān)測(cè)蒸汽殘留液相的pH值來(lái)調(diào)節(jié)。如果pH值過(guò)高，則多加銨鹽。如果pH值過(guò)低，則少加銨鹽。通過(guò)調(diào)節(jié)加入的銨鹽量應(yīng)將殘留水相的pH值調(diào)節(jié)到8.0至10.0之間。
下表給出對(duì)于蒸汽發(fā)生器上水中含有50ppm至1000ppm碳酸鹽含量時(shí)的合適的硫酸銨和氯化銨的化學(xué)計(jì)量濃度。
表蒸汽上水碳硫酸銨氯化銨酸鹽濃度(ppm)g/bblg/lg/bblg/l50ppm8.60.0546.970.044250ppm43.00.2734.80.221000ppm1721.081390.88對(duì)于碳酸鹽濃度為250ppm，每天350桶(BPD)的典型蒸汽注入，每天的硫酸銨消耗量約為15公斤。每桶注入的蒸汽消耗化學(xué)試劑僅值1.5美分。但這卻能使硅石的溶解速率下降20倍之多(將pH調(diào)至9.1左右)。
這個(gè)方法適用于蒸汽吞吐或井網(wǎng)注蒸汽工藝，包括注入井和采油井，即七點(diǎn)法，五點(diǎn)法，九點(diǎn)法以及它們的反點(diǎn)形式及其它類似井網(wǎng)。此外，此方法還可用于表面活性劑和蒸汽-泡沫驅(qū)工藝。已知的合適的表面活性劑是陰離子、陽(yáng)離子或非離子表面活性劑。較好的用于蒸汽泡沫強(qiáng)化采油驅(qū)的表面活性劑是α-烯族烴磺酸鹽及其二聚物，如美國(guó)專利No3，721，707所述，(在此引證以備參考)。而且，只要置換介質(zhì)在實(shí)質(zhì)上不改變油層中蒸汽殘留液相的最佳pH值，蒸汽驅(qū)是不必連續(xù)的。
實(shí)例2試驗(yàn)使用的是配制上水，包含有0.004M的Na HCO3，0.004MNa Cl和0.001M Mg SO4。試驗(yàn)證明，蒸汽殘留液相的pH值在加入50%化學(xué)計(jì)量的(NH4)2SO4后從11.1～11.4左右下降為9.6左右;再添加100%的化學(xué)計(jì)量的硫酸銨，pH值進(jìn)一步降至8.8～9.1左右。
不加硫酸銨時(shí)，凝結(jié)的蒸汽的pH值從4.5～4.8左右上升到8.5左右。
向類似的配制上水中加入化學(xué)計(jì)算量的NH4Cl，則殘留水相的pH值從11.1～11.4左右下降至9.2左右，同時(shí)，使凝結(jié)的蒸汽相的pH值從4.5～4.8左右上升到8.4左右。
實(shí)際的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)得到了更好的結(jié)果。蒸汽驅(qū)的蒸汽發(fā)生器的上水含有約50ppm至100ppm的碳酸鹽，其殘留水相的pH值約為11.5，凝結(jié)蒸汽相的pH值約為4.5。加入約0.6g/l的硫酸銨(NH4)SO4，凝結(jié)蒸汽的pH值上升至6左右，殘留水相pH值下降至7.5左右。而且，兩相的pH值都還可以由調(diào)節(jié)銨鹽加入量做進(jìn)一步的調(diào)整。
本方法是對(duì)特別的最佳實(shí)施方案進(jìn)行敘述的。對(duì)于普通的技術(shù)熟練者，任何明顯易見(jiàn)的改變都應(yīng)被認(rèn)為是屬于本發(fā)明的范圍。例如，本發(fā)明不但適用于減低砂粒和填充礫石的溶解，而且還適用于減低碳酸鹽巖地層和硅質(zhì)地層，如砂巖，白云巖和陶瓷狀變巖的溶解。
權(quán)利要求
1.用最少一口注蒸汽井和最少一口采油井布井鉆穿，從含硅酸鹽和碳酸鹽的含烴地層中采油的方法，此方法包括(a)由注蒸汽井注入蒸汽向采油井驅(qū)替原油，蒸汽是由加有足夠量鹽的水產(chǎn)生的，以便把蒸汽殘留液相的PH值降低到8.0至10.0的范圍，所說(shuō)的鹽包括揮發(fā)性的陽(yáng)離子組分和非揮發(fā)性的陰離子組分；(b)監(jiān)測(cè)殘留液相的pH值并不斷調(diào)節(jié)鹽的加入量，以保持其pH值在8.0至10.0范圍內(nèi)；(c)從該生產(chǎn)井生產(chǎn)原油。
2.依照權(quán)利要求1所述方法，其中所說(shuō)的鹽是一種銨鹽。
3.依照權(quán)利要求2所述方法，其中所說(shuō)的銨鹽是從包括硫酸銨，氯化銨，氫氧化銨，醋酸銨，硝酸銨以及它們的混合物中選擇出的銨鹽。
4.依照權(quán)利要求3所述方法，其中的銨鹽是硫酸銨。
5.依照權(quán)利要求3所述方法，其中的銨鹽是氯化銨。
6.依照權(quán)利要求3所述方法，其中權(quán)利要求1的步驟(a)與步驟(b)的pH值范圍均為8.5至9.5。
7.依照權(quán)利要求6所述方法，其中所說(shuō)的注蒸汽井有礫石充填。
8.依照權(quán)利要求7所述的方法，該方法還包括把從陰離子、陽(yáng)離子、和非離子表面活性劑中選擇的一種表面活性劑加到注入蒸汽中。
9.依照權(quán)利要求8所述的方法，其中所使用的蒸汽溫度至少在150℃左右。
10.用最少一口采油開(kāi)鉆穿油層，從含硅酸鹽或碳酸鹽的油層開(kāi)采原油，此方法包括(a)向上述采油井注入蒸汽，向所用的產(chǎn)生蒸汽的水中加入足夠的鹽，使蒸汽之殘留液相的pH值降至8.0到10.0的范圍;所說(shuō)的鹽含有揮發(fā)性陽(yáng)離子組分和非揮發(fā)性陰離子組分。(b)監(jiān)測(cè)該殘留液相的pH值并不斷調(diào)節(jié)鹽的加入量以使殘留液相的pH值保持8.0至10.0之間;(c)從該采油井生產(chǎn)原油。
11.依照權(quán)利要求10所述的方法，其中所述鹽是一種銨鹽。
12.依照權(quán)利要求11所述的方法，其中所說(shuō)的銨鹽是選自硫酸銨，氯化銨，氫氧化銨，醋酸銨，硝酸銨以及它們的混合物的銨鹽。
13.依照權(quán)利要求12所述方法，其中的銨鹽是硫酸銨。
14.依照權(quán)利要求12所述方法，其中的銨鹽是氯化銨。
15.依照權(quán)利要求12所述方法，其中權(quán)利要求10的步驟(a)和步驟(b)中的pH值的范圍均為8.5至9.5。
16.依照權(quán)利要求15所述的方法，該方法還包括將選自陰離子、陽(yáng)離子和非離子表面活性劑的一種表面活性劑加入注入蒸汽中。
17.用至少一口蒸汽注入井和至少一口生產(chǎn)井鉆穿，從含硅酸鹽或碳酸鹽的油層中開(kāi)采原油的方法，該方法包括(a)由注蒸汽井注入蒸汽向采油井驅(qū)替原油，蒸汽是由加入足夠量銨鹽的水產(chǎn)生的，以使蒸汽之殘留水相的pH值減少至8.5至9.5的范圍，銨鹽選自硫酸銨和氯化銨;(b)在蒸汽注入蒸汽井時(shí)，監(jiān)測(cè)該蒸汽殘留水相的pH值和蒸汽溫度;(c)不斷的計(jì)算上述注入蒸汽的有效pH值;(d)不斷調(diào)節(jié)所述銨鹽的加入量，以使注入蒸汽的有效pH值保持在8.5至9.5的范圍;(e)從所述采油井中生產(chǎn)原油。
18.用于油井附近鉆穿含烴地層防止硅石溶解和管線腐蝕的方法，該方法包括(a)將蒸汽注入井，蒸汽有液相和氣相并含有有效量的鹽以降低蒸汽液相的pH到8.0左右至10.0左右，所說(shuō)的鹽含有揮發(fā)性陽(yáng)離子組分和非揮發(fā)性陰離子組分;(b)監(jiān)測(cè)蒸汽的液相pH值，不斷調(diào)節(jié)加入的鹽量以將蒸汽液相的pH值保持在8.0左右至10.0左右。
19.依據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所說(shuō)的鹽包括銨鹽。
20.依據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所說(shuō)的銨鹽選自包括硫酸銨、氯化銨、氫氧化銨、醋酸銨、硝酸銨以及它們的混合物的銨鹽。
21.依據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中的銨鹽是硫酸銨。
22.依據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中的銨鹽是氯化銨。
23.依據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中權(quán)利要求18的步驟(a)和步驟(b)的pH均為8.5至9.5。
24.依據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所說(shuō)的井含有礫石填充。
25.依據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，該方法還包括將一種選自陰離子、陽(yáng)離子和非離子的表面活性劑加入蒸汽。
26.依據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所說(shuō)的蒸汽溫度至少為150℃左右。
27.依據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所說(shuō)的井轉(zhuǎn)為采油井，并由此井生產(chǎn)原油。
28.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中一分離的采油井是用于從所說(shuō)的地層中開(kāi)采原油。
29.用至少一口井鉆穿，從含硅酸鹽或碳酸鹽的油層采油的方法，它能阻止地層溶解和管線腐蝕，此方法包括以下步驟。(a)在井中注入蒸汽，在產(chǎn)生蒸汽的水里加入有效量的鹽，使所說(shuō)蒸汽的殘粢合嗟膒H值降低到8.0左右至10.0左右的范圍，所說(shuō)的鹽含有揮發(fā)性陽(yáng)離子組分和非揮發(fā)性陰離子組分;(b)監(jiān)測(cè)蒸汽殘留液相的pH值，不斷調(diào)節(jié)加入的鹽量，使所說(shuō)液相的pH保持在8.0左右至10.0左右的范圍內(nèi)。
30.依據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中的鹽是銨鹽。
31.依據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中的銨鹽選自硫酸銨、氯化銨、氫氧化銨、醋酸銨、硝酸銨和它們的混合物。
32.依據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中的銨鹽是硫酸銨。
33.依據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中的銨鹽是氯化銨。
34.依據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中權(quán)利要求29的步驟(a)和步驟(b)的pH范圍均為8.5至9.5。
35.依據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，該方法還包括將選自陰離子、陽(yáng)離子和非離子表面活性劑的一種表面活性劑加入所說(shuō)的蒸汽中。
36.依據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，至少將一口井轉(zhuǎn)變?yōu)椴捎途?，由此井開(kāi)采原油。
37.依據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中所說(shuō)的至少一口井是注蒸汽井，原油的開(kāi)采是從另一采油井鉆穿地層而開(kāi)采的。
38.依據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中所說(shuō)的鹽是選自硫酸銨和氯化銨的鹽，以便將所說(shuō)的液相的pH值降低到8.5左右至9.5左右的范圍內(nèi);監(jiān)測(cè)殘留液相的pH值和注井時(shí)的蒸汽溫度，不斷調(diào)節(jié)銨鹽的加入量，將注入蒸汽的有效pH值調(diào)節(jié)在8.5左右至9.5左右。
全文摘要
在蒸汽強(qiáng)化采油工藝中，阻制填充礫石和含硅酸鹽或碳酸鹽地層溶解和抑制低碳鋼腐蝕的方法。該方法包括有控制地向蒸汽上水中加入一種鹽，以使殘留水相的pH值保持在8至10的范圍。較好的鹽是銨鹽，如硫酸銨和氯化銨。
文檔編號(hào)E21B43/24GK1031269SQ87105589
公開(kāi)日1989年2月22日 申請(qǐng)日期1987年8月13日 優(yōu)先權(quán)日1987年8月13日
發(fā)明者安德魯·尼格里克, 利明格·蘇赫 申請(qǐng)人:切夫爾昂研究公司