CN101260293A

CN101260293A - 空心微球调驱剂及其使用方法

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Publication number: CN101260293A
Application number: CNA2007100797324A
Authority: CN
Inventors: 郑亦龙
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-03-06
Filing date: 2007-03-06
Publication date: 2008-09-10

Abstract

本发明公开了空心微球驱调剂及其使用方法，属于石油开采技术领域。是一种采用空心微球作为油藏调驱剂，提高石油采收率的技术方法。空心微球调驱剂是空心玻璃微球或空心陶瓷微球，微球直径在50nm～10000μm。使用方法是将空心微球按0.00001～99.99999％(质量％)分散在水中，也可以按0.00001～99.99999％(质量％)分散在矿化水中，还可以按0.00001～99.99999％(质量％)用气体(空气、氮气、天然气或二氧化碳气体等)携带，注入油藏。空心微球调驱剂可以用于注水、注气、蒸汽吞吐或蒸汽驱和火烧驱油油藏，实现更有效地提高采收率的目的。不受油藏以及使用环境的温度、矿化度的限制。

Description

空心微球调驱剂及其使用方法

技术领域

本发明属于石油开采技术领域。是一种采用空心微球作为油藏调驱剂，提高原油采收率的技术方法。

技术背景原油采收率大小由注入流体的波及体积和洗油效率决定，油藏岩石的复杂性和严重的非均质性以及长期注水形成的水流大通道，导致注入水波及体积小、原油采收率低。所以，改变注入水渗流方向，提高注入水波及体积是提高油藏采收率的重要方法。

目前国内外应用最多的三次采油技术主要是提高波及体积的聚合物驱油技术，包括既可提高波及体积又可提高洗油效率的二元、三元和泡沫复合驱油技术。实验和矿场试验证明聚合物驱可有效增加油层波及体积，可提高原油采收率十个以上百分点。但聚合物驱投入成本相对较高，聚合物注入泵站的建设和管线的改造、高浓度的聚合物药剂费用，都使原油生产成本增高，这对断块小油田和平台面积有限的海上油田不大适用。聚合物溶液的粘度还受到油层温度和矿化度的严重影响。另一项可降低成本和提高驱油效率的是泡沫复合驱油技术，但其泡沫的稳定性有待进一步提高。可降低矿化度对粘度影响的疏水聚合物也已进入矿场试验。

为降低成本和适用不同条件油藏要求，国外又较早开展了交联聚合物驱油技术研究，研究了低浓度聚合物凝胶(CDG)驱油技术。国内的吴肇亮等研究了以铝交联的低浓度聚合物驱油体系(LPS)，通过分子内交联形成聚合物絮团，取得了较好的降低成本效果。

发明专利92106670.8公开了一种粘土胶驱油剂及其配制方法。其主要成分是膨润土，添加剂为碱性物质和聚合物稠化剂。该驱油剂化学性能稳定，具有假塑性流变特性。可广泛用于注水油田三次采油，大大提高最终采收率。CN 1181133C发明一种耐温耐盐型吸水树脂，在70℃～150℃、5000～100000PPm矿化度的情况下长期保持膨胀性而不缩水或结构破坏，可作为高温高盐油藏的大孔道堵水调驱剂。CN1560183A发明了活性溶胶深部调驱剂，它由60％～69％的木质素磺酸盐、6.5％～11.0％的偏铝酸钠、3％～15％的甲醛和3％～12％的水混合而成。这种调驱剂具有耐温耐盐性能，同时又具有提高波及系统和洗油效率双重作用。CN1560184A提供了一种乳化树脂深部调驱剂，它由15″～18″石油树脂、OP-15、羟丙基瓜胶和水4种组分混合而成。是一种耐温、耐盐同时具有提高波及系数和洗油效率双重作用的油田化学用剂，可在200℃温度下长期使用。CN 1594493A公开了一种亚微米聚合物活性微球调剖驱油剂，将聚丙烯酰胺单体、交联剂、引发剂和活性剂等用高压喷射雾化和超声雾化将聚合单体及交联剂等混合溶液，分散于合适温度的油相介质中进行聚合合成。亚微米聚合物活性微球耐温、耐矿化度能力强，封堵强度高，且微球粒径小(500nm～10μm)、以水为携带介质，不需专门的注入设备、不需对注水管线进行改造，适用于高含水油田、断块油田、海上油田，可大幅度提高油田采收率。CN1696240A发明了一种化学驱油剂，它包括改性无机纳米粉体二氧化硅SiO₂和石油磺酸盐表面活性剂，使用时将二者按此比例复配。能在较宽的范围内保证原油和水具有超低界面张力，提高原油的采收率；组成单一，一定程度上克服色谱分离效应导致驱油效率的下降，驱油成本低。CN1743405A发明了一种注水井用的调驱剂，可以提高水驱效果。特征是原料组成质量比是：①去离子水为40～70％；②丙烯酰胺为20～50％；③钙基膨润土为4～15％；④丙烯酸烷基酯为5～10％；⑤过硫酸钠为0.1～0.5％；⑥N，N一亚甲基双丙烯酰胺为0.1～0.5％。效果：降低了水膨体的亲水性；避免堵塞调剖泵的凡尔；不容易发生现有水膨体沉降问题。

经实践证明，现有技术存在如下局限性：①无机颗粒调剖剂只适用于井底附近存在亏空的大通道调剖，进入深度很小，且易堵死油层，需用专门的调剖泵进行施工；②聚合物凝胶适用于井壁附近调剖，调剖深度有限，其明显的特点是当后续注水突破凝胶层后，注入压力大幅降低，调剖效果明显减弱，且凝胶的形成和强度受地层温度和矿化度影响，调剖时需用调剖泵；③弱凝胶调驱是一种分子间或分子内交联，可提高聚合物溶液粘度，但仍为流体，强度弱，受温度矿化度影响严重，且由于岩石对交联剂的吸附，导致体系浓度变化，不易交联。④聚合物活性微球调驱剂耐温、耐矿化度能力虽然相对较强，但也有一定限度。⑤有机物类的调驱剂基本上使用温度均小于260℃。

发明内容

本发明的目的是要提供空心微球调驱剂及其使用方法。本发明的目的是这样实现的：所提供的空心微球调驱剂是空心玻璃微球或空心陶瓷微球，微球直径在50nm～10000μm。使用方法是将其按0.00001～99.99999％(质量％)分散在水中，也可以按0.00001～99.99999％(质量％)分散在矿化水中，还可以按0.00001～99.99999％(质量％)用气体(空气、氮气、天然气或二氧化碳气体等)携带，注入油藏。空心微球调驱剂可以用于注水开发油藏、注气开发油藏、蒸汽吞吐或蒸汽驱油藏和火烧驱油油藏，充分发挥驱替体系扩大波及体积的作用，实现更有效地提高采收率的目的，不受油藏以及使用环境的温度、矿化度的限制。

为了进一步提高空心微球调驱剂的使用效果，可以对其表面进行适当的涂覆。

本发明是这样实现的：

1、根据地层(油藏)的孔径分布测试研究结果，结合油藏工程研究，在50nm～10000μm空心微球范围内选择合适的具体粒径范围。

2、将在50nm～10000μm空心微球范围内选择合适的具体粒径的空心玻璃微球或空心陶瓷微球按0.00001～99.99999％(质量％)分散在水中，也可以按0.00001～99.99999％(质量％)分散在矿化水中，注入油藏；或按0.00001～99.99999％(质量％)用气体(空气、氮气、天然气或二氧化碳等)携带，注入油藏。总用量由油藏工程研究确定。

3、可以在50nm～10000μm空心微球范围内选择一个以上合适的具体粒径范围，按(2、)的原则从大粒径范围到小粒径范围依次注入。

4、水或矿化水中可以添加适量的合适的表面活性剂或表面活性剂体系，水或矿化水中也可以添加适量的合适的聚合物等合适的助剂。

5、空心微球调驱剂驱替体系注入后，可以转入继续水驱、气驱、蒸汽吞吐或蒸汽驱、火烧驱油。实现充分发挥空心微球调驱剂驱替体系扩大波及体积，而注入压力相对平稳，提高采收率的目的。

具体实施方式

确定需要实施提高采收率的油田(区块)，设计并实施空心微球调驱剂驱提高采收率的方法。具体如下：

1、根据地质资料和生产动态分析，选择合适的油田(区块)。采用本项技术的油田或区块必须具有完善的注采关系，即适用油田(区块)的主要标准和基本条件是既有采油井，又有注入井，且对应连通关系良好，采油井能见到注入井的效果，并根据井网确定工区范围。蒸汽吞叶井是一个例外，可以单井实施。

2、根据工区范围内地层(油藏)的孔径分布测试研究结果，结合油藏工程研究，在50nm～10000μm空心微球范围内选择合适的具体粒径范围。

3、将在50nm～10000μm空心微球范围内选择合适的具体粒径范围的空心玻璃微球或空心陶瓷微球按0.00001～99.99999％(质量％)分散在水中，也可以按0.00001～99.99999％(质量％)分散在矿化水中，注入油藏；或按0.00001～99.99999％(质量％)用气体(空气、氮气、天然气或二氧化碳等)携带，注入油藏。总用量由油藏工程研究确定。

4、可以在50nm～10000μm空心微球范围内选择一个以上合适的具体粒径范围，按上述原则从大粒径范围到小粒径范围依次注入。

5、水或矿化水中可以添加适量的合适的表面活性剂或表面活性剂体系，水或矿化水中也可以添加适量的合适的高分子聚合物等合适的助剂。

6、空心微球调驱剂驱替体系的注入后，可以转入继续水驱、气驱、蒸汽吞吐或蒸汽驱、火烧驱油。实现充分发挥空心微球调驱剂驱替体系扩大波及体积，而注入压力相对平稳，提高采收率的目的。

实施例1

某油田确定开展应用空心微球调驱剂驱提高采收率工作。根据工区范围内地层(油藏)的孔径分布测试研究结果，结合油藏工程研究，需要将孔道直径在100～150μm，渗透率贡献值达60％，孔隙体积占12％的油层部位的渗流通道的渗透率降下来，在50nm～10000μm空心微球范围内选择50～100μm粒径范围空心玻璃微球作为调驱剂。

将50～100μm粒径范围空心玻璃微球按0.05％(质量％)分散在油田注入水中，注入油藏。根据油藏工程研究结果，决定注入0.05％(质量％)空心玻璃微球调驱剂10000m³。

注完0.05％(质量％)空心玻璃微球调驱剂10000m³后，转入继续水驱，实现了充分发挥空心微球调驱剂驱替体系扩大波及体积，而注入压力相对平稳，提高采收率的目的。

实施例2

某油田确定开展应用空心微球调驱剂驱提高采收率工作。根据工区范围内地层(油藏)的孔径分布测试研究结果，结合油藏工程研究，需要将孔道直径在100～150μm，渗透率贡献值达60％，孔隙体积占12％的油层部位的渗流通道的渗透率降下来，在50nm～10000μm空心微球范围内选择50～100μm粒径范围空心陶瓷微球作为调驱剂。

将50～100μm粒径范围空心陶瓷微球按0.05％(质量％)分散在油田注入水中，注入油藏。根据油藏工程研究结果，决定注入0.05％(质量％)空心陶瓷微球调驱剂10000m³。

注完0.05％(质量％)空心陶瓷微球调驱剂10000m³后，转入继续水驱，实现了充分发挥空心微球调驱剂驱替体系扩大波及体积，而注入压力相对平稳，提高采收率的目的。

实施例3

某油田确定开展应用空心微球调驱剂驱提高采收率工作。根据工区范围内地层(油藏)的孔径分布测试研究结果，结合油藏工程研究，需要将孔道直径在100～150μm，渗透率贡献值达30％，孔隙体积占3％；孔道直径在70～99.9μm，渗透率贡献值达40％，孔隙体积占33％的油层部位的渗流通道的渗透率降下来，在50nm～10000μm空心微球范围内选择50～100μm粒径范围空心玻璃微球和20～45μm粒径范围空心陶瓷微球作为调驱剂。

将50～100μm粒径范围空心玻璃微球按0.06％(质量％)分散在油田注入水中，注入油藏，根据油藏工程研究结果，决定注入0.06％(质量％)空心玻璃微球调驱剂4500m³。随后，将20～45μm粒径范围空心陶瓷微球按0.03％(质量％)分散在油田注入水中，注入油藏，根据油藏工程研究结果，决定注入0.03％(质量％)空心陶瓷微球调驱剂15000m³。

注完0.06％(质量％)50～100μm粒径范围空心玻璃微球调驱剂4500m³和0.03％(质量％)20～45μm粒径范围空心陶瓷微球调驱剂15000m³后，转入继续水驱，实现了充分发挥空心微球调驱剂驱替体系扩大波及体积，而注入压力相对平稳，提高采收率的目的。

实施例4

某火烧驱油油藏确定开展应用空心微球调驱剂驱提高采收率工作。根据工区范围内地层(油藏)的孔径分布测试研究结果，结合油藏工程研究，需要将孔道直径在100～150μm，渗透率贡献值达60％，孔隙体积占12％的油层部位的渗流通道的渗透率降下来，在50nm～10000μm空心微球范围内选择50～100μm粒径范围空心玻璃微球作为调驱剂。

将50～100μm粒径范围空心玻璃微球按0.05％(质量％)分散在注入的高压空气中，注入火烧驱油油藏。根据油藏工程研究结果，决定注入0.05％(质量％)空心玻璃微球调驱剂1000Kg。

注完0.05％(质量％)空心玻璃微球调驱剂1000Kg后，转入继续注高压空气，实现了充分发挥空心微球调驱剂驱替体系扩大火烧波及体积，减缓火驱前沿指进现象，提高火驱采收率的目的。

实施例5

某二氧化碳驱油田确定开展应用空心微球调驱剂驱提高采收率工作。根据工区范围内地层(油藏)的孔径分布测试研究结果，结合油藏工程研究，需要将孔道直径在100～150μm，渗透率贡献值达60％，孔隙体积占12％的油层部位的渗流通道的渗透率降下来，在50nm～10000μm空心微球范围内选择50～100μm粒径范围空心玻璃微球作为调驱剂。

将50～100μm粒径范围空心玻璃微球按0.05％(质量％)分散在油田注入的二氧化碳中，注入油藏。根据油藏工程研究结果，决定注入0.05％(质量％)空心玻璃微球调驱剂2000Kg。

注完0.05％(质量％)空心玻璃微球调驱剂2000Kg后，转入继续二氧化碳驱，实现了充分发挥空心微球调驱剂驱替体系扩大波及体积，而注入压力相对平稳，更好地提高采收率的目的。

Claims

1. 空心微球调驱剂及其使用方法，其特征是：空心微球直径在50nm～10000μm，使用方法是将其按0.00001～99.99999％(质量％)分散在水中，也可以按0.00001～99.99999％(质量％)分散在矿化水中，还可以按0.00001～99.99999％(质量％)用气体(空气、氮气、天然气或二氧化碳气体等)携带，注入油藏。

2. 根据权利要求1所述的空心微球调驱剂，其特征在于：所述的空心微球是空心玻璃微球。

3. 根据权利要求1所述的空心微球调驱剂，其特征在于：所述的空心微球是空心陶瓷微球。