用亲二氧化碳水胶囊分散体增大二氧化碳的密度的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明主要涉及从储层中采油的领域。更具体地涉及从砂岩和碳酸盐储层中采 油。
【背景技术】
[0002] 二氧化碳驱油工艺是从砂岩和碳酸盐储层中采油的重要的提高石油采收率的方 法。大约三分之一的原油地质储量是通过一次和二次开采工艺开采的。但是，这种方法在 水驱之后通常留下三分之二的油被困在储层中的作为残油。另外5% -20%的油可以通过 二氧化碳驱油工艺开采。然而，由于存在若干问题，使得难以提高采油率以超过这一比例。 首先，由于注入的二氧化碳与储层中的地层流体之间的密度差异，使得存在注入二氧化碳 的重力超覆。更轻的二氧化碳趋于上升至储层的顶部，从而绕过一些残油。这导致储层下 部的采油率较低。这个问题在厚地层中尤其严重。第二个问题是由注入二氧化碳的较低密 度造成的粘性指进。在储层条件下，一般密度的二氧化碳的粘度在〇. 05至0.1 cP范围内， 这比残油和盐水的粘度低很多。由此产生的不利的流度比导致了粘性指进。这引起二氧化 碳的早期突破、高二氧化碳利用系数、低波及系数、以及低总采油率。第三个问题是储层地 质特征和非均质性，包括可影响提高二氧化碳开采驱油工艺的波及系数的高渗透性条带和 裂缝。尽管水气交替工艺表现出了在一定程度上提高了二氧化碳的流动性，但是水气交替 方法没有完全克服这些问题。
[0003] 提高二氧化碳的密度和粘度可缓解许多这些问题，并且得到与常规二氧化碳提高 采油率方法相比大大提高的采油率。二氧化碳的密度可通过混入更重的相容材料而提高。 然而，用此方法获得的成功有限，部分原因是之前使用的分子密度不够高。
[0004] 此外，已知的方法使用表面活性剂发泡或者在二氧化碳反胶束中产生水。尽管产 生泡沫解决了粘度的问题，却未解决密度的问题。尽管研宄结果证明了表面活性剂产生的 二氧化碳泡沫对于二氧化碳泡沫驱油中的流动性控制是有效的方法，但是在现场应用中却 难以维持所述泡沫的长期稳定性。
[0005] 另外，即使确定了二氧化碳增稠剂，无论其是聚合物还是小分子，操作者均会面临 需要在中试试验中实施该技术的操作上的局限。几乎所有的潜在二氧化碳增稠剂在环境温 度下均是固体，而且必须使用将粉末引入二氧化碳流中的手段，可首先将增稠剂溶解在有 机溶剂中以形成浓缩、粘稠且可泵送的溶液。
[0006] 由于胶束的性质，反胶束担载少量水和大量表面活性剂。换言之，因为胶束的高面 积-体积比，胶束几乎不担载有效负荷（payload)。
[0007] 胶囊型二氧化碳体系通过传送大量重液（dense liquid)例如水或重质填料从而 解决了密度的问题。与反胶束相比，胶囊的表面-体积比小得多，从而可以将更多的有效负 荷加至所述胶囊型二氧化碳体系，并且使用这样的体系可以实现更大的密度提高。
[0008] 由于胶囊上二氧化碳的曳力以及胶囊上亲二氧化碳分子的固有粘度，因此胶囊型 二氧化碳体系还解决了粘度的问题。
【发明内容】
[0009] 通过阅读对下面优选实施方案的说明，本发明的特征和优点对于本领域的技术人 员将是显而易见的。
[0010] 本发明的某些实施方案涉及制备用于井下的胶囊分散体的方法，所述方法包括提 供含有重液的胶囊。各胶囊均具有限定内部区域的胶囊壁。该胶囊壁还具有外侧。通过将 亲二氧化碳化合物加至胶囊壁外侧，从而使所述胶囊功能化。然后通过将所述功能化的胶 囊加入超临界二氧化碳中从而制备分散体，以得到在超临界二氧化碳中的胶囊的稳定分散 体。
[0011] 可用于提高采油率的稳定胶囊分散体包括多个功能化胶囊的分散相。各功能化胶 囊含有位于胶囊壁内的内部区域中的重液。各功能化胶囊能够有效地稳定分散在超临界二 氧化碳中。各功能化胶囊的胶囊壁限定了内部区域，并且具有经亲二氧化碳化合物功能化 的外侧。所述稳定的胶囊分散体还包括超临界二氧化碳的连续相。在相同条件（即温度、 压力）下，所述稳定的胶囊分散体的密度大于超临界二氧化碳的密度。在相同条件下，所述 稳定的胶囊分散体的粘度也大于超临界二氧化碳的粘度。
[0012] 在本发明的某些实施方案中，通过这样的方法制备胶囊，该方法包括：提供第二液 体，该第二液体在与重液组合时能够有效地形成液相。将第一单体加入所述重液以形成单 体-液体组合物。将第二单体加入所述第二液体以形成第二单体-液体组合物。将所述单 体-液体组合物加入所述第二单体-液体组合物中并搅拌，以形成单体-液体组合物与第 二单体-液体组合物的分散体，从而实现均匀混合。所述搅拌持续预定的时间，使得第一单 体和第二单体在液-液界面处实现聚合，并形成胶囊。
[0013] 本发明的另一个实施方案是用于提高采油率的方法。所述方法包括：提供含有重 液的胶囊，各胶囊均具有限定内部区域的胶囊壁，该胶囊壁具有外侧。通过将亲二氧化碳化 合物加至胶囊外侧从使所述胶囊功能化，由此产生功能化胶囊。然后通过将所述功能化胶 囊加入超临界二氧化碳中从而制备胶囊分散体，由此得到在超临界二氧化碳中的稳定的胶 囊分散体，并且该稳定的分散体的密度大于超临界二氧化碳的密度。然后将超临界二氧化 碳中的稳定胶囊分散体注入储层。因为超临界二氧化碳中的稳定胶囊分散体的密度大于单 独的超临界二氧化碳的密度，因此与单独的超临界二氧化碳相比，所述诸如能够更均匀地 驱替储层。此外，所述注入会降低超临界二氧化碳的粘性指进、提高波及系数、并且减少二 氧化碳的早期突破。
[0014] 本发明的另一实施方案是制备胶囊分散体的方法。所述胶囊含有重质液体填料。 各胶囊均具有限定了内部区域的胶囊壁。该胶囊壁也具有外侧。通过将亲二氧化碳化合物 加至胶囊壁外侧从而使所述胶囊功能化。然后通过将所述功能化胶囊加入超临界二氧化碳 中从而制备分散体，由此得到在超临界二氧化碳中的稳定胶囊分散体。
[0015] 在另一实施方案中，使用水凝胶制备液体胶囊。水或者重质液体可储存在所述水 凝胶中。通过将亲二氧化碳化合物加至所述水凝胶胶囊的外侧，从而使水凝胶型颗粒或胶 囊功能化。
【附图说明】
[0016] 通过参考在附图（其形成本说明书的一部分）中说明的实施方案，可以更具体地 理解本发明并对上文中概述的本发明进行更详细的描述，从而本发明的特征和优点以及其 它内容将更加容易理解。
[0017] 图1是现有技术中已知的二氧化碳提高采油率体系的图。
[0018] 图2示出了储层地质特征和非均质性包括高渗透性条带和破裂，其会影响二氧化 碳提高采油率驱替的波及系数。
[0019] 图3示出了根据请求保护的本发明实施方案的亲二氧化碳胶囊体系的示意图。
[0020] 本发明的具体描述
[0021] 本发明的实施方案涉及制备用于井下的胶囊分散体的方法，所述方法包括提供含 有重液的胶囊的步骤。各胶囊均具有限定内部区域的胶囊壁。该胶囊壁还具有外侧。通过 将亲二氧化碳化合物加至胶囊壁外侧从而使所述胶囊功能化。然后通过将所述功能化胶囊 加入超临界二氧化碳中以制备分散体，由此得到在超临界二氧化碳中的稳定胶囊分散体。
[0022] "分散体"为两相体系，其中一相由分布在整个本体物质中的微粒（通常在胶体尺 寸范围内）组成，其中所述微粒是分散相或者内相，并且所述本体物质为连续相或者外相。 固-液胶态分散体（Solid-in-liquid colloidal dispersions，粗略地称为溶液）可沉淀， 其中较大的颗粒将逐渐聚结，或者升至顶部或者沉淀下来，这取决于它们相对于本体物质 的比重，。
[0023] 本发明的某些实施方案中，通过如下方法制备胶囊，该方法包括：提供第二液体， 该第二液体在与重液组合时能够有效地形成液相。将第一单体加入所述重液中以形成单 体-液体组合物。将第二单体加入所述第二液体以形成第二单体-液体组合物。将所述单 体-液体组合物加入所述第二单体-液体组合物并搅拌，以形成单体-液体组合物与第二 单体-液体组合物的分散体，从而实现均匀混合。所述搅拌持续预定的时间，从而实现第一 单体和第二单体在液-液界面处的聚合，并形成胶囊。在另一实施方案中，所述第二液体与 所述含水重液相同。
[0024] 本发明的一个实施方案是提高采油率的方法。所述方法包括提供含有重液的胶 囊，各胶囊均具有限定内部区域的胶囊壁，并且该胶囊壁具有外侧。通过将亲二氧化碳化合 物加至胶