CN100526415C - 相渗透率改善剂和利用其提高原油采收率的方法 - Google Patents

Abstract

利用相渗透率改善剂提高原油采收率的方法，它涉及一种在油藏开发中提高原油采收率的方法。本发明的提高原油采收率的方法是这样实现的：从水井上注入相渗透率改善剂段塞，然后加入驱替液进行水驱、聚合物驱或多元驱段塞，其中相渗透率改善剂的段塞量为油层孔隙体积的0.25PV或0.33PV，相渗透率改善剂段塞与后续驱替液段塞为周期性交替注入，注入周期为1～100中的任一值。本发明通过多种作用机理更高程度地实现提高采收率的目的，本发明具有如下特点：注入相渗透率改善剂期间增加波及体积和驱油效率，在注入相渗透率改善剂后的后续水驱(或其他液体驱替)过程中提高驱油效率。

Description

利用相渗透率改善剂提高原油采收率的方法

技术领域

本发明涉及一种在油藏开发中利用相渗透率改善剂提高驱油效率和采收率的方法。

背景技术

在现代石油工业迅猛发展的百年当中，石油成为促进世界经济高速发展的有力助推器。当前，世界上多数油田相继进入成熟开采期，而石油是不可再生(与人类进化史相比)的采掘性矿藏，如何最大程度地获得更多的石油能源对于当前世界经济的可持续发展具有重要的决定作用。因此，提高采收率技术受到世界范围的广泛关注。为了进一步挖掘石油储量，近年来，国内外都积极开展了大量提高采收率技术的研究和试验，主要包括聚合物驱技术、多元驱技术、混相驱技术、深度调剖技术等，获得了良好的矿场应用效果，但是为了取得更好的效果，使采收率更进一步提高，缺少新的原理性的发明。

发明内容

本发明针对厚油层水驱和聚驱开发后油藏特点而提供一种利用相渗透率改善剂提高原油采收率的方法，它通过多种技术机理实现了降低措施成本、提高采收率的目的。本发明的相渗透率改善剂含有聚丙烯酰胺、交联剂、盐、表面活性剂、助溶剂、碱和稳定剂；聚丙烯酰胺的浓度为100～5000ppm，交联剂的浓度为100～5000ppm；聚丙烯酰胺的分子量为100～4000万，水解度为0～40％；交联剂为有机铬、无机铬、有机铝和无机铝中的一种或几种；表面活性剂占相渗透率改善剂总重量的0.001～0.2％，助溶剂占相渗透率改善剂总重量的0.01～30.0％，碱占相渗透率改善剂总重量的0.1～5.0％，盐占相渗透率改善剂总重量的0.01～5.0％，稳定剂占相渗透率改善剂总重量的0.01～5.0％。本发明用其提高原油采收率的方法是这样实现的：从水井上注入相渗透率改善剂段塞，然后采用其他驱替液进行水驱、聚合物驱或多元驱，其中相渗透率改善剂的段塞量为油层孔隙体积的0.25PV或0.33PV，相渗透率改善剂段塞与后续驱替液段塞为周期性交替注入，注入周期为1～100中的任一值。

随着油田开发的深入，在水驱过程中，油层的含水饱和度逐渐增加，水的相对渗透率提高，而油的相对渗透率降低。相渗透率改善剂具有不等比例降低油水渗透率的性能，能大幅度降低水相渗透率，而对油相渗透率的影响相对较小，采用相渗透率改善剂对地层进行处理后，流动的水油比降低，在其处理区域内含水饱和度提高，残余油饱和度降低。相渗透率改善剂处理前，残余油饱和度为S_Or1，相渗透率改善剂处理后，残余油饱和度为S_Or2，流动的水油比 $f_w=\frac{K_w/{\mathrm{\μ}}_w}{K_o/{\mathrm{\μ}}_o}=\frac{K_w}{K_o}\·\frac{{\mathrm{\μ}}_o}{{\mathrm{\μ}}_w},$ 如果

降低N倍，流动的水油比f_w就降低N倍，因此，在相渗透率改善剂处理区域内油相相对流动量增加，残余油饱和度降低，含水饱和度提高， $E_D=\frac{S_{\mathrm{oi}}-S_{\mathrm{or}}}{S_{\mathrm{oi}}},$ S_or2<S_or1，因此，相渗透率改善剂通过提高微观驱油效率提高采收率(见图1)。同时，相渗透率改善剂具有一定粘度，在驱替相渗透率改善剂过程中，通过改善流度比提高驱油效率和波及体积。在厚层垂向剖面上，渗透率是渐变的，对于正韵律的地层，油层上部渗透率低，油层下部渗透率高。改善剂在油层上部分布的少，改善剂在油层下部分布的多，相渗透率改善剂在垂向剖面上的分布是渐变的，波及体积也是渐变的，这就相当于改变了地层的韵律，使渗透率在油层垂向剖面上变得相对均匀，在改善剂驱替过程中及后续水驱过程中提高了波及体积。本发明与以往提高采收率技术不同，通过提高驱油效率等多种作用机理更高程度地实现提高采收率的目的，它具有如下特点：

1、注入相渗透率改善剂期间增加波及体积和驱油效率：

①相渗透率改善剂作为驱油剂，利用其粘弹度提高驱油效率和波及体积；

②相渗透率改善剂可以大幅度降低油层下部的渗透率，使渗透率在油层垂向剖面上变得相对均匀，从而提高波及体积；

2、在注入相渗透率改善剂后的后续水驱(或其他液体驱替)过程中提高驱油效率：

①通过不等比例降低油水渗透率，提高相渗透率改善剂处理区域及其影响范围内的含水饱和度，降低含油饱和度，提高微观驱油效率提高采收率；

②使油层渗透率在垂向剖面上变得均匀，提高波及体积。

附图说明

图1为相渗透率改善剂降低残余油、提高驱油效率原理示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式的相渗透率改善剂由聚丙烯酰胺(PAM)和交联剂组成，其中聚丙烯酰胺的浓度为100～5000ppm，交联剂的浓度为100～5000ppm。所述聚丙烯酰胺的分子量为100～4000万，水解度为0～40％；所述交联剂为有机铬、无机铬、有机铝和无机铝中的一种或几种。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是，它还包括占相渗透率改善剂总重量0.001～0.2％的表面活性剂，所述表面活性剂可以为阴离子、阳离子或非离子表面活性剂，如：石油磺酸盐或烷基苯磺酸盐。其他组成和含量与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一、二不同的是，它还包括占相渗透率改善剂总重量0.01～30.0％的助溶剂，所述助溶剂为乙醇、丙醇、异丙醇、戊醇、甲醛和乙醛中的一种或几种。其他组成和含量与具体实施方式一、二相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一、二、三不同的是，它还包括占相渗透率改善剂总重量0.1～5.0％的碱，所述碱为碳酸钠、碳酸氢钠和氢氧化钠中的一种或几种。其他组成和含量与具体实施方式一、二、三相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一、二、三、四不同的是，它还包括占相渗透率改善剂总重量0.01～5.0％的盐，所述盐为氯化钠、氯化钾和氯化钙中的一种或几种。其他组成和含量与具体实施方式一、二、三、四相同。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一、二、三、四、五不同的是，它还包括占相渗透率改善剂总重量0.01～5.0％的稳定剂，所述稳定剂为硫脲。其他组成和含量与具体实施方式一、二、三、四、五相同。

具体实施方式七：本实施方式是这样利用相渗透率改善剂来提高原油采收率的：从水井上大剂量注入相渗透率改善剂段塞，然后采用驱替液进行水驱、聚合物驱或多元驱段塞，所述相渗透率改善剂包括聚丙烯酰胺和交联剂，其中聚丙烯酰胺的浓度为100～5000ppm，交联剂的浓度为100～5000ppm。所述相渗透率改善剂的段塞量为油层孔隙体积(PV)的0.01～1.0％。所述相渗透率改善剂段塞之后的驱替液为清水、盐水(矿化度100～100000)、污水、表面活性剂水溶液、聚合物水溶液、溶剂水溶液、助剂水溶液中的一种或几种的混合物。所述相渗透率改善剂段塞与后续驱替液段塞为周期性交替注入，注入周期为1～100中的任一值。

具体实施方式八：本实施方式是这样实现的：

一、配制相渗透率改善剂D-RPM200体系：

(1)200ppm部分水解阴离子聚丙烯酰胺(HPAM)，大庆油田助剂厂，水解度25％；

(2)20ppm醋酸铬、1％ NaCl、0.1％ NaCO₃，试剂；

(3)油：原油与煤油配制的模拟油，45℃下粘度为6.476mPa·s；

(4)水：按注入水组成配制的模拟水，矿化度3700.0mg/L；

(5)岩心：环氧树脂浇铸人造胶结岩心，空气渗透率1000×10^-3цm²。

二、注入程序：

(1)将岩心抽真空，往岩心中注水直至饱和，测定岩心尺寸及孔隙体积；

(2)测岩心水相绝对渗透率；

(3)用驱替泵以恒定的流量向岩心中注入油，驱替模拟油至岩心出口产出液中没有盐水为止，模拟含有束缚水的油层条件，当岩心两端的压差恒定时，记录岩心两端的压差和出水量，计算油相端点渗透率及束缚水饱和度；

(4)用驱替泵以恒定的流量向岩心中注入水，当岩心出口产出液中含水达到98％时，记录岩心两端的压差和出油量，计算水驱后含油饱和度、水相渗透率及提高的采收率；

(5)正向驱替0.25PV岩心孔隙体积的相渗透率改善剂D-RPM200；

(6)将驱完改善剂的岩心在45℃条件下恒温10d；

(7)用驱替泵以恒定的流量向岩心中注入水，当岩心出口产出液中含水达到98％时，记录岩心两端的压差和出油量，计算注入相渗透率改善剂后含油饱和度、水相渗透率及提高的采收率。

注入相渗透率改善剂D-RPM200后，水驱至出口含水率达到98％时，相渗透率改善剂处理区域岩心水饱和度由55％提高至80％，相渗透率改善剂作用区域为岩心长度的40％，比水驱采收率提高4.47％。

具体实施方式九：本实施方式是这样实现的：

一、配制相渗透率改善剂D-RPM300体系：

(1)300ppmHPAM，大庆油田助剂厂，水解度25％；

(2)30ppm醋酸铬、1％ NaCl、0.1％异丙醇、0.1％烷基苯磺酸钠，试剂；

(3)油：原油与煤油配制的模拟油，45℃下粘度为6.476mPa·s；

(4)水：按注入水组成配制的模拟水，矿化度3700.0mg/L；

(5)岩心：环氧树脂浇铸人造胶结岩心，空气渗透率1000×10^-3цm²。

二、注入程序同具体实施方式八；

注入相渗透率改善剂D-RPM300后，水驱至出口含水率达到98％时，相渗透率改善剂处理区域岩心水饱和度由55％提高至74％，相渗透率改善剂作用区域为岩心长度的43％，比水驱采收率提高7.3％。

具体实施方式十：本实施方式是这样实现的：

一、配制相渗透率改善剂D-RPM500体系：

(1)500ppmHPAM，大庆油田助剂厂，水解度25％；

(2)60ppm醋酸铬、1％ NaCl、0.2％烷基苯磺酸钠，试剂；

(3)油：原油与煤油配制的模拟油，45℃下粘度为6.476mPa·s；

(4)水：按注入水组成配制的模拟水，矿化度3700.0mg/L；

(5)岩心：环氧树脂浇铸人造胶结岩心，空气渗透率1000×10^-3цm²。

二、注入程序：

除(5)正向驱替0.33PV岩心孔隙体积的相渗透率改善剂D-RPM500；其他工艺步骤和参数同具体实施方式八；

注入相渗透率改善剂D-RPM500后，水驱至出口含水率达到98％时，相渗透率改善剂处理区域岩心水饱和度由55％提高至84％，改善剂作用区域为岩心长度的50％，比水驱采收率提高12.95％。

Claims (6)

1、利用相渗透率改善剂提高原油采收率的方法，其特征在于所述方法是这样实现的：从水井上注入相渗透率改善剂段塞，然后加入驱替液进行水驱、聚合物驱或多元驱段塞，其中相渗透率改善剂的段塞量为油层孔隙体积的0.25PV或0.33PV，相渗透率改善剂段塞与后续驱替液段塞为周期性交替注入，交替注入周期为1～100中的任一值；其中所述相渗透率改善剂含有聚丙烯酰胺、交联剂、盐、表面活性剂、助溶剂、碱和稳定剂；聚丙烯酰胺的浓度为100～5000ppm，交联剂的浓度为100～5000ppm；聚丙烯酰胺的分子量为100～4000万，水解度为0～40％；交联剂为有机铬、无机铬、有机铝和无机铝中的一种或几种；表面活性剂占相渗透率改善剂总重量的0.001～0.2％，助溶剂占相渗透率改善剂总重量的0.01～30.0％，碱占相渗透率改善剂总重量的0.1～5.0％，盐占相渗透率改善剂总重量的0.01～5.0％，稳定剂占相渗透率改善剂总重量的0.01～5.0％。

2、根据权利要求1所述的利用相渗透率改善剂提高原油采收率的方法，其特征在于所述驱替液为清水、盐水、污水、表面活性剂水溶液、聚合物水溶液、溶剂水溶液、助剂水溶液中的一种或几种的混合物。

3、根据权利要求1所述的利用相渗透率改善剂提高原油采收率的方法，其特征在于所述表面活性剂为石油磺酸盐或烷基苯磺酸盐。

4、根据权利要求1所述的利用相渗透率改善剂提高原油采收率的方法，其特征在于所述助溶剂为乙醇、丙醇、异丙醇、戊醇、甲醛和乙醛中的一种或几种。

5、根据权利要求1所述的利用相渗透率改善剂提高原油采收率的方法，其特征在于所述碱为碳酸钠、碳酸氢钠和氢氧化钠中的一种或几种。

6、根据权利要求1所述的利用相渗透率改善剂提高原油采收率的方法，其特征在于所述稳定剂为硫脲，所述盐为氯化钠、氯化钾和氯化钙中的一种或几种。