CN103573231A - 提高强敏感性稠油油藏采收率的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种提高强敏感性稠油油藏采收率的方法，利用高温粘土稳定剂、缓释酸液体系、高效驱油剂和二氧化碳在敏感性稠油油藏开发中组合应用，改善单井开发效果，提高敏感性稠油油藏采收率的新方法。其技术方案是：首先利用温敏缓释酸液体系对近井地带污染进行处理，接下来注入液态二氧化碳，注汽前利用高温粘土稳定剂对油层进行保护，注汽过程中伴注高温驱油剂体系。然后经过关井焖井、开井放喷后，在井内下入泵进行连续采油。经现场试验表明，直井平均周期油汽比达到0.4，水平井平均周期油汽比达到0.6，周期产油量超过1000t，室内实验表明，在敏感性稠油油藏开展该项发明涉及工艺，油藏最终采收率可以达到35%以上。

Description

提高强敏感性稠油油藏采收率的方法

技术领域

本发明涉及一种油田开采技术，特别涉及一种高温粘土稳定剂、缓释酸液体系、高效驱油剂和二氧化碳在敏感性稠油油藏开发中组合应用，改善单井开发效果，提高敏感性稠油油藏采收率的新方法。

背景技术

随着常规油气资源的大量消耗和石油需求的不断攀升，稠油资源以其分布范围广、储量巨大、储量动用率低等特点成为下部开发的主要潜力。国内稠油资源非常丰富，预测可探明储量80亿吨，在目前已探明的20.6亿吨稠油储量中，未动用地质储量7.01亿吨。未动用稠油储量中有相当部分属于敏感性稠油油藏，该部分储量开发中存在以下突出矛盾：

⑴ 粘土含量高，水敏感性强，油层保护难度大

尽管在注蒸汽热采的过程中采取了一定的防膨措施，但是仍然避免不了因粘土膨胀、运移造成的微粒堵塞。表现在注蒸汽吞吐4至5个周期后，出泥砂严重，从拔出的绕丝管来看，绝大多数绕丝管中均被油泥、粉细砂堵死，还有部分井油管也有砂泥。

⑵ 油层薄，净总比低，蒸汽吞吐热量利用率低

由于油层薄，注入油层的蒸汽从上下盖层的热损失增大，在油层横向波及体积变小，热利用率降低；另外，净总比也是影响热利用率的一个重要因素，由于有泥质薄夹层的存在,油层中热损失增大,部分热量消耗在夹层。在油层有效厚度和注汽量相同的情况下，随着夹层厚度增大，即净总比降低，油汽比明显变低，主要是因为油层加热半径变小,热利用率低，吞吐效果变差。

⑶ 原油粘度高，天然能量不足，油井供液能力差

原油粘度高，渗流能力差，再加上油藏天然能量不足，导致油井的供液能力严重不足，影响了油井的产能。综上分析，影响金家油田稠油油藏开发效果的主要因素：水敏感性强、油层薄、净总比低、原油粘度高且天然能量不足等。致使能量补充困难、开发方式选择难度大、提高产量难度大、注汽热效率低，开发难度增大。

对于该类稠油油藏，尤其是薄互层敏感性稠油油藏， 曾尝试冷采、化学冷采、常规热采等方式实现区块的有效动用，但效果均不理想。调研国内外类似区块的开发工艺，未见成熟矿场应用报道。化学冷采及常规热采都会产生大量的入井液体，加之储层水敏严重导致渗透能力损失巨大，注不进产不出是该矛盾的重要体系，即使在工艺前使用防膨手射孔长度，钻完井过程中造成的渗透率伤害也无法恢复。此外区块油层薄、净总比低，热采开发中热损失巨大，热效率利用率不到40%，加之油藏能量匮乏，回采压力不足，使得热采生产周期短，经济效益差。

因此，在目前上述未动用敏感性稠油储量中，尤其是水敏指数大于90%、层厚小于6m的敏感性稠油油藏缺乏成熟配套的开采技术，探索该类油藏的经济开发模式，提高相应的储量动用程度和采收率，对于减缓原油需求矛盾，保障国民经济发展具有重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的旨在克服现有技术的不足之处，提供一种利用高温粘土稳定剂、缓释酸液体系保护改善储层渗流能力，利用二氧化碳及高效驱油剂提高回采采油效率，从而大幅度改善敏感性稠油油藏开发效果。

本发明的目的可通过如下技术措施来实现：

该方法按如下步骤进行：

a. 对目标区块进行筛选，选择油藏条件为：

储层粘土含量为5%-20%，水敏指数为70%-90%，油层厚度为4-10m，油藏埋深≤1500m，油藏温度下脱气原油粘度为1000-50000mPa·s；

b.用3-4重量份的盐酸、6-8重量份的氢氟酸、0.1-0.5重量份的聚乙烯吡咯烷酮缓释剂、0.5-1重量份的柠檬酸铁离子稳定剂，加水至100重量份组成的温敏缓释酸液体系，注入量按照直井射孔长度4-6m³/m、水平井射孔长度0.4-0.6m³/m，注入速度为8-12m³/h对近井地带污染进行酸化溶蚀，解除地层中的伤害，处理后用6-12m³本区油田热污水作为顶替液进行顶替；

c. 注入量按照直井射孔长度0.8-1.2t/m、水平井射孔长度0.1-0.3t/m取高温粘土稳定剂，加水稀释至重量浓度为7-15%后注入油藏，注入速度不超过30t/h；

d. 从油管注入液态CO₂，注入量按照直井射孔长度0.4-0.6t/m、水平井0.4-0.6t/m，注入速度控制在8-15t/h；

e. 焖井24-48h;

f. 注入蒸汽2000t-2500t，注入速度8-15t/h，注入蒸汽200t后，注入量按照直井射孔长度1.8-2.2t/m、水平井0.1-0.3t/m伴注高温驱油剂，注入速度0.12t-0.16t/h；你

g. 焖井3-5天，换油嘴放喷，速度控制在50m³/d以内，待压力降为0Mpa后，井内下泵进行连续生产。

本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

c步骤所述的高温粘土稳定剂是季铵盐重量含量60-95%的混合物；其中季铵盐重量含量为75-90%是效果更好；f.步骤所述的高温驱油剂是磺酸盐重量含量为60-95%的混合物；其中磺酸盐重量含量为75-90%时效果更好。

其技术方案是首先利用温敏缓释酸液体系对近井地带污染进行处理，接下来注入液态二氧化碳，注汽前利用高温粘土稳定剂对油层进行保护，注汽过程中伴注高温驱油剂体系。然后经过关井焖井、开井放喷后，在井内下入泵进行连续采油。

本发明用季铵盐类高温粘土稳定剂对油藏进行保护，利用罐车及液态气体注入泵从油管注入液态CO₂，根据油藏地质条件设计蒸汽注入量及注入速度，注汽过程中伴注磺酸盐类高温驱油剂，注入量按照直井2t/m、水平井0.2t/m设计，注入浓度控制在液相浓度1%-1.5%。

本发明将油层保护工艺、气体增能助排工艺及化学辅助热采工艺进行合理组合，协同作用实现敏感性稠油油藏高效开发，主要作用机理有以下几点：

1、温敏缓释酸酸液体系处理水敏伤害后岩心渗透率恢复率可以达到60%，高温粘土稳定剂处理后渗透率保留率大于98%，耐水性超过500倍空隙体积，可以实现敏感性稠油油藏油层高效治理与保护。

2、CO₂具有补充油层能量、增加原油弹性能以及降低原油粘度的性能，其中CO₂饱和于稠油后降粘率超过95%，伴蒸汽注入以提高管式模型驱替效率14%以上。 

3、高温驱油剂可以显著降低油水界面张力，改善岩石亲水性，提高蒸汽洗油效率。CO₂与高温驱油剂混合使用形成弱泡沫体系提高了蒸汽波及效率，从根本上改善了敏感性稠油油藏开发效果。

附图说明：

图1是本发明与常规热采、常规冷采井日产油量对比图；

图2是本发明与常规热采、常规冷采井周期产油量对比图。

具体实施方式：

某区块含油面积6.4Km²，探明石油地质储量1256万吨，主力层系沙一射孔长度为砂岩储层，矿物成分为石英、长石、岩屑，胶结类型为孔隙－接触式，胶结物为泥岩。泥质12.7-18.9%，平均孔隙度36.2%，渗透率1122×10^-3um²。开发区平均单井有效厚度6.8m，最厚的为18.8m，一般顶面埋深750m左右，埋深变化趋势由北向南越来越浅，由于埋藏浅，压实作用弱，成岩性差，胶结疏松，易出砂。区块原油较稠，原油性质以高密度、高粘度、低含硫、低凝固点为特征，地面原油密度0.9445-0.9968g/cm³，地面原油粘度（50℃）2209-15741mPa.s，含硫0.25-0.72%。

1991年～1999年该区块进行蒸汽吞吐实验，1999年4月由于产能低，油价低，油生产成本过高，油田全面停产。1993年～1996年还在该区块三个井组进行了火烧油层试验，但开发效果不理想。针对油藏地质特点、原油性质及开发矛盾，2008年初该区块在室内研究的基础上采用上述方案开展蒸汽热采实验。

实施例1：

该方法按如下步骤进行：

a.油藏条件选择：

储层粘土含量为5%，水敏指数为90%，油层厚度为4m，油藏埋深740m，油藏温度下脱气原油粘度为50000mPa·s；

b.用4重量份的盐酸、6重量份的氢氟酸、0.5重量份的聚乙烯吡咯烷酮缓释剂、0.5重量份的柠檬酸铁离子稳定剂，加水至100重量份组成的温敏缓释酸液体系，注入量按照直井射孔长度6m³/m、水平井射孔长度0.4m³/m，注入速度为12m³/h对近井地带污染进行酸化溶蚀，解除地层中的伤害，处理后用6m³本区油田热污水作为顶替液进行顶替；

c. 更换注汽管柱、井口，用季铵盐重量含量为95%的混合物作高温粘土稳定剂，注入量按照直井射孔长度0.8t/m、水平井射孔长度0.3t/m取高温粘土稳定剂，加水稀释至重量浓度为7%后从油管正注注入油藏，注入速度30t/h；

d.利用罐车及液态气体注入泵从油管注入液态CO₂，注入量按照直井射孔长度0.4t/m、水平井0.6t/m，注入速度控制在8t/h；

e. 焖井48h;

f. 用磺酸盐重量含量为60%的混合物作高温驱油剂，注入蒸汽2500t，注入速度8t/h，当注入蒸汽200t后，注入量按照直井射孔长度2.2t/m、水平井0.1t/m伴注高温驱油剂，注入速度0.16t/h；

g. 焖井5天，换油嘴放喷，速度控制在50m³/d以内，待压力降为0Mpa后，井内下泵进行连续生产。

该井实施本发明的方法后初期日产液18.2吨，日产油14.2吨，油汽比0.5，取得较好的开发效果。

实施例2：

该方法按如下步骤进行：

a.油藏条件选择：

储层粘土含量为20%，水敏指数为70%，油层厚度为10m，油藏埋1500m，油藏温度下脱气原油粘度为1000mPa·s；

b.用3重量份的盐酸、8重量份的氢氟酸、0.1重量份的聚乙烯吡咯烷酮缓释剂、1重量份的柠檬酸铁离子稳定剂，加水至100重量份组成的温敏缓释酸液体系，注入量按照直井射孔长度4m³/m、水平井射孔长度0.6m³/m，注入速度为8m³/h对近井地带污染进行酸化溶蚀，解除地层中的伤害，处理后用12m³本区油田热污水作为顶替液进行顶替；

c. 更换注汽管柱、井口，用季铵盐重量含量为60%的混合物作高温粘土稳定剂，注入量按照直井射孔长度1.2t/m、水平井射孔长度0.1t/m取高温粘土稳定剂，加水稀释至重量浓度为15%后从油管正注注入油藏，注入速度5t/h；

d.利用罐车及液态气体注入泵从油管注入液态CO₂，注入量按照直井射孔长度0.6t/m、水平井0.4t/m，注入速度控制在15t/h；

e. 焖井24h;

f. 用磺酸盐重量含量为95%的混合物作高温驱油剂，注入蒸汽2000t，注入速度15t/h，当注入蒸汽200t后，注入量按照直井射孔长度1.8t/m、水平井0.3t/m伴注高温驱油剂，注入速度0.12tt/h；

g. 焖井3天，换油嘴放喷，速度控制在50m³/d以内，待压力降为0Mpa后，井内下泵进行连续生产。

该井实施本发明的方法后初期日产液18.0吨，日产油14.6吨，油汽比0.6，取得较好的开发效果。

实施例3：

该方法按如下步骤进行：

a.油藏条件选择：

储层粘土含量为5%，水敏指数为90%，油层厚度为4m，油藏埋深740m，油藏温度下脱气原油粘度为50000mPa·s；

b.用4重量份的盐酸、6重量份的氢氟酸、0.5重量份的聚乙烯吡咯烷酮缓释剂、0.5重量份的柠檬酸铁离子稳定剂，加水至100重量份组成的温敏缓释酸液体系，注入量按照直井射孔长度6m³/m、水平井射孔长度0.4m³/m，注入速度为12m³/h对近井地带污染进行酸化溶蚀，解除地层中的伤害，处理后用6m³本区油田热污水作为顶替液进行顶替；

c. 更换注汽管柱、井口，用季铵盐重量含量为90%的混合物作高温粘土稳定剂，注入量按照直井射孔长度0.8t/m、水平井射孔长度0.3t/m取高温粘土稳定剂，加水稀释至重量浓度为7%后从油管正注注入油藏，注入速度30t/h；

d.利用罐车及液态气体注入泵从油管注入液态CO₂，注入量按照直井射孔长度0.4t/m、水平井0.6t/m，注入速度控制在8t/h；

e. 焖井48h;

f. 用磺酸盐重量含量为75%的混合物作高温驱油剂，注入蒸汽2500t，注入速度8t/h，当注入蒸汽200t后，注入量按照直井射孔长度2.2t/m、水平井0.1t/m伴注高温驱油剂，注入速度0.16t/h；

g. 焖井5天，换油嘴放喷，速度控制在50m³/d以内，待压力降为0Mpa后，井内下泵进行连续生产。

该井实施本发明的方法后初期日产液18.7吨，日产油14.2吨，油汽比0.5，取得较好的开发效果。

实施例4：

该方法按如下步骤进行：

a.油藏条件选择：

储层粘土含量为20%，水敏指数为70%，油层厚度为10m，油藏埋1500m，油藏温度下脱气原油粘度为1000mPa·s；

b.用3重量份的盐酸、8重量份的氢氟酸、0.1重量份的聚乙烯吡咯烷酮缓释剂、1重量份的柠檬酸铁离子稳定剂，加水至100重量份组成的温敏缓释酸液体系，注入量按照直井射孔长度4m³/m、水平井射孔长度0.6m³/m，注入速度为8m³/h对近井地带污染进行酸化溶蚀，解除地层中的伤害，处理后用12m³本区油田热污水作为顶替液进行顶替；

c. 更换注汽管柱、井口，用季铵盐重量含量为75%的混合物作高温粘土稳定剂，注入量按照直井射孔长度1.2t/m、水平井射孔长度0.1t/m取高温粘土稳定剂，加水稀释至重量浓度为15%后从油管正注注入油藏，注入速度5t/h；

d.利用罐车及液态气体注入泵从油管注入液态CO₂，注入量按照直井射孔长度0.6t/m、水平井0.4t/m，注入速度控制在15t/h；

e. 焖井24h;

f. 用磺酸盐重量含量为90%的混合物作高温驱油剂，注入蒸汽2000t，注入速度15t/h，当注入蒸汽200t后，注入量按照直井射孔长度1.8t/m、水平井0.3t/m伴注高温驱油剂，注入速度0.12tt/h；

g. 焖井3天，换油嘴放喷，速度控制在50m³/d以内，待压力降为0Mpa后，井内下泵进行连续生产。

该井实施本发明的方法后初期日产液18.8吨，日产油14.6吨，油汽比0.6，取得较好的开发效果。

 

实施例5：

该方法按如下步骤进行：

a.油藏条件选择：

某井例为水平井，水平井射孔长度长230m，有效长度160m，孔隙度34.2%，储层渗透率4321×10^-3um²，储层粘土含量为10%，水敏指数为80%，油层厚度为7m，油藏埋深1000m，油藏温度下脱气原油粘度为25000mPa·s；

b.用3.5重量份的盐酸、7重量份的氢氟酸、0.3重量份的聚乙烯吡咯烷酮缓释剂、0.7重量份的柠檬酸铁离子稳定剂，加水至100重量份组成的温敏缓释酸液体系，注入量按照直井射孔长度5m³/m、水平井射孔长度0.5m³/m，注入速度为10m³/h对近井地带污染进行酸化溶蚀，解除地层中的伤害，处理后用9m³本区油田热污水作为顶替液进行顶替；

c. 更换注汽管柱、井口，用季铵盐重量含量为80%的混合物作高温粘土稳定剂，注入量按照直井射孔长度1.0t/m、水平井射孔长度0.2t/m取高温粘土稳定剂，加水稀释至重量浓度为10%后从油管正注注入油藏，注入速度20t/h；

d.利用罐车及液态气体注入泵从油管注入液态CO₂，注入量按照直井射孔长度0.5t/m、水平井0.5t/m，注入速度控制在10t/h；

e. 焖井26h;

f. 用磺酸盐重量含量为80%的混合物作高温驱油剂，注入蒸汽2200t，注入速度12t/h，当注入蒸汽200t后，注入量按照直井射孔长度2.0t/m、水平井0.2t/m伴注高温驱油剂，注入速度0.14t/h；

g. 焖井4天，换油嘴放喷，速度控制在50m³/d以内，待压力降为0Mpa后，井内下泵进行连续生产。

该井实施本发明的方法后初期日产液28.9吨，日产油21.4吨，周期产油1694吨，油汽比0.8，取得较好的开发效果。

Claims (5)

1.提高强敏感性稠油油藏采收率的方法，其特征在于该方法按如下步骤进行：

油藏条件选择：

储层粘土含量为5%-20%，水敏指数为70%-90%，油层厚度为4-10m，油藏埋深≤1500m，油藏温度下脱气原油粘度为1000-50000mPa·s；

b.用3-4重量份的盐酸、6-8重量份的氢氟酸、0.1-0.5重量份的聚乙烯吡咯烷酮缓释剂、0.5-1重量份的柠檬酸铁离子稳定剂，加水至100重量份组成的温敏缓释酸液体系，注入量按照直井射孔长度4-6m³/m、水平井射孔长度0.4-0.6m³/m，注入速度为8-12m³/h对近井地带污染进行酸化溶蚀，解除地层中的伤害，处理后用6-12m³本区油田热污水作为顶替液进行顶替；

c. 注入量按照直井射孔长度0.8-1.2t/m、水平井射孔长度0.1-0.3t/m取高温粘土稳定剂，加水稀释至重量浓度为7-15%后注入油藏，注入速度不超过30t/h；

d. 从油管注入液态CO₂，注入量按照直井射孔长度0.4-0.6t/m、水平井0.4-0.6t/m，注入速度控制在8-15t/h；

e. 焖井24-48h;

f. 注入蒸汽2000t-2500t，注入速度8-15t/h，注入蒸汽200t后，注入量按照直井射孔长度1.8-2.2t/m、水平井0.1-0.3t/m伴注高温驱油剂，注入速度0.12t-0.16t/h；

g. 焖井3-5天，换油嘴放喷，速度控制在50m³/d以内，待压力降为0Mpa后，井内下泵进行连续生产。

2.根据权利要求1所述的提高强敏感性稠油油藏采收率的方法，其特征在于c步骤所述的高温粘土稳定剂是季铵盐重量含量为60-95%的混合物。

3.根据权利要求2所述的提高强敏感性稠油油藏采收率的方法，其特征在于所述的季铵盐重量含量为75-90%。

4.根据权利要求1所述的提高强敏感性稠油油藏采收率的方法，其特征在于f.步骤所述的高温驱油剂是磺酸盐重量含量为60-95%的混合物。

5.根据权利要求4所述的提高强敏感性稠油油藏采收率的方法，其特征在于所述的磺酸盐重量含量为75-90%。

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