CN103628846B - 一种提高低渗透油藏co2驱效率的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种提高低渗透油藏CO₂驱效率的方法，属于石油开发领域。所述方法通过后期注入的CO₂与前期注入的硅酸钠水溶液发生反应形成无机凝胶，从而抑制CO₂沿高渗透部位窜流，迫使气体转向低渗透部位，进而扩大气体波及体积，达到提高低渗油藏CO₂驱效率的效果。本发明方法降低了低渗油藏CO₂驱过程中气体流度，提高了气驱效率，解决了低渗油藏CO₂驱由于气体沿高渗部位突进导致的驱替效率低问题；本发明方法适用于改善低渗非均质油藏CO₂驱驱油效果，在目前低渗油藏开发比例逐年增加的情况下，具有较为广阔的应用前景。

Description

一种提高低渗透油藏CO2驱效率的方法

技术领域

本发明属于石油开发领域，具体涉及一种提高低渗透油藏CO₂驱效率的方法。

背景技术

目前我国油田开发逐步向难动用的低渗、稠油等油藏发展，低渗油藏一般渗透率在10×10^-3μm²-50×10^-3μm²，部分油藏渗透率在1×10^-3μm²-10×10^-3μm²，甚至低于1×10^-3μm²，水驱开发困难，气驱是开发低渗油藏的有效措施之一。同空气驱、氮气驱相比较，CO₂驱混相压力较低，易于与原油形成混相，而且随着全世界对CO₂减排的重视，越来越大多的CO₂被注入到地下，在实现减排的同时提高原油采收率。注气驱油的不足是CO₂与原油的密度、粘度差异较大，导致CO₂与原油的流度比过大，易于产生粘度指进和重力分异，从而影响气体波及体积，驱替效率降低。目前改善CO₂驱效率的主要方法有：水气交替注入技术(WAG)、注入泡沫、注入凝胶等，水气交替注入对裂缝发育油藏效果有限，泡沫主要是存在泡沫剂的吸附损耗问题，有机凝胶主要是存在注入性和耐温性问题。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种提高低渗油藏CO₂驱效率的方法，通过改变气体驱替方向扩大气体波及体积，从而提高CO₂驱效率，降低低渗油藏CO₂驱过程中气体流度，提高气驱效率，解决低渗油藏CO₂驱由于气体沿高渗部位突进导致的驱替效率低问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种提高低渗透油藏CO₂驱效率的方法，所述方法通过后期注入的CO₂与前 期注入的硅酸钠水溶液发生反应形成无机凝胶，从而抑制CO₂沿高渗透部位窜流，迫使气体转向低渗透部位，进而扩大气体波及体积，达到提高低渗透油藏CO₂驱效率的效果。

所述方法包括以下步骤：

(1)通过注入井向油藏中注入CO₂气体；

(2)注入前置水段塞，即注入清水作为前置段塞；

(3)注入前置水段塞后立即注入硅酸钠水溶液主段塞，即注入硅酸钠水溶液作为主段塞；

(4)注入后置水段塞，即注入清水作为后置段塞；

(5)再次注入CO₂气体；

(6)重复步骤(2)至(5)多次，直到改变工作制度或不再气驱为止。

所述步骤(5)中注入CO₂气体后，CO₂气体首先沿高渗透部位突进并逐渐突破步骤(4)注入的后置水段塞，当CO₂气体与步骤(3)注入的硅酸钠水溶液接触后，逐渐溶解在其中从而改变硅酸钠水溶液的pH值，使其达到成胶条件并形成无机凝胶，使后续注入的CO₂气体转向低渗透部位，进而扩大气体波及体积。

所述步骤(3)中的所述硅酸钠水溶液的质量浓度为4-10％，模数1.0-3.2。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明方法通过改变气体驱替方向扩大了气体波及体积，从而提高了CO₂驱效率；

(2)本发明方法降低了低渗油藏CO₂驱过程中气体流度，提高了气驱效率，解决了低渗油藏CO₂驱由于气体沿高渗部位突进导致的驱替效率低问题；

(3)本发明方法适用于改善低渗非均质油藏CO₂驱驱油效率，在目前低渗油藏开发比例逐年增加的情况下，具有较为广阔的应用前景。

附图说明

图1是本发明提高低渗油藏CO₂驱效率的方法中的低渗非均质油藏注入 CO₂过程中气体沿高渗层突进的示意图。

图2是本发明提高低渗油藏CO₂驱效率的方法中的在水气交替过程中，注入的前置水段塞中的清水、硅酸钠水溶液主段塞的硅酸钠水溶液、后置水段塞的清水优先进入高渗层的示意图。

图3是本发明提高低渗油藏CO₂驱效率的方法中的后续注入的CO₂气体溶入前期注入的各个段塞中的示意图。

图4是本发明提高低渗油藏CO₂驱效率的方法中的CO₂溶入硅酸钠水溶液后促使其形成凝胶，降低气体流度，从而促使CO₂气体转向低渗层的示意图。

图5是本发明提高低渗油藏CO₂驱效率的方法的步骤框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述：

本发明方法的原理如图1至图4所示：图1至图4中的深色表示低渗层(即低渗透部位)，浅色表示高渗层(即高渗透部位)。图1所示的是低渗非均质油藏注入CO₂过程中气体沿高渗部位突进，降低驱替效率。图2所示是在水气交替过程中，注入的前置水段塞、硅酸钠水溶液主段塞、后置水段塞，硅酸钠水溶液主段塞(前置水段塞和后置水段塞均为保护段塞，起到暂时隔离CO₂和硅酸钠水溶液的目的，量很少，相对硅酸钠水溶液可以忽略不计，因此此处所说的基本为硅酸钠水溶液主段塞)优先进入高渗部位，图3所示是后续注入的CO₂气体溶入前期注入的各个段塞中。图4是CO₂溶入硅酸钠溶液后促使其形成凝胶，降低气体流度，从而促使CO₂气体转向低渗透部位，低渗透部位前期注入的少量水被CO₂冲散、穿透，CO₂驱替前期气体驱替不到的部位，提高驱替效率。

如图5所示，一种提高低渗透油藏CO₂驱效率的方法，包括以下步骤：

(1)通过注入井向油藏中注入CO₂气体；

(2)注入前置水段塞，即注入一定量的清水作为隔离段塞，以隔离CO₂和硅酸钠水溶液为目的，前置水段塞的量以充满注入井的井口至井底为宜；

(3)注入前置水段塞后立即注入硅酸钠水溶液主段塞(是一个连续注入过程，注水后立刻接着注入硅酸钠水溶液)，注入量根据油藏厚度、孔隙度等参数制定，一般注入量的半径为5-20米；

(4)注入后置水段塞，即注入一定量的清水作为后置段塞，以隔离CO₂和硅酸钠水溶液为目的，后置水段塞的量以充满注入井的井口至井底为宜；

(5)再次注入CO₂气体；

(6)重复步骤(2)至(5)，进行下一个轮次措施的周期(前面一个周期形成的凝胶并不是完全堵住高渗层，而是通过凝胶在大孔道的形成降低注入CO₂或其他流体的流度，使更多的气体沿低渗层通过；随着注入CO₂量的增加，形成的凝胶被冲刷，新的高渗通道形成，所以需要进行下一轮的封堵措施)，每一步骤的注入量根据油藏情况及生产情况而定。硅酸凝胶在CO₂穿透部位形成，促使CO₂气体发生转向，驱替驱扫效率低的低渗部位，从而提高CO₂驱效率。

在每个措施周期中，当注入CO₂(是指步骤(5)注入的CO₂)后，气体首先沿高渗透部位突进并逐渐突破步骤(4)所注入的后置水段塞，当CO₂与硅酸钠水溶液接触后，会逐渐溶解在其中从而改变硅酸钠水溶液的pH值，使其达到成胶条件并形成凝胶，使后续CO₂流向发生改变，扩大气体波及体积，从而改善驱替效率。

步骤(3)中所述硅酸钠水溶液的质量浓度为4-10％，模数1.0-3.2。

所述硅酸凝胶在地下形成，由注入的CO₂促成。

所述硅酸凝胶在CO₂穿透部位形成，气体不穿透则不会形成，即气窜凝胶形成在气窜部位，改善气驱效果具有针对性。

本发明通过注入CO₂与前期注入的硅酸钠水溶液发生反应形成无机凝胶，从而阻止CO₂沿高渗透部位窜流，迫使气体转向，扩大气体波及体积，达到提高CO₂驱效率的效果。越是高渗透部位，硅酸钠溶液进入越多，后期注入CO₂形成的凝胶强度越高，使后续驱替剂转向，增大驱扫面积。其主要特点是后期注入的CO₂作为前期注入硅酸钠溶液成胶的促进剂，如果硅酸钠溶液不与CO₂接触就 不会形成凝胶，即一旦CO₂要穿透水段塞就会促使凝胶形成，促使CO₂气体转向。

上述技术方案只是本发明的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本发明公开了应用方法和原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本发明上述具体实施方式所描述的方法，因此前面描述的方式只是优选的，而并不具有限制性的意义。

Claims (3)

1.一种提高低渗透油藏CO₂驱效率的方法，其特征在于：所述方法通过后期注入的CO₂与前期注入的硅酸钠水溶液发生反应形成无机凝胶，从而抑制CO₂沿高渗透部位窜流，迫使气体转向低渗透部位，进而扩大气体波及体积，达到提高低渗透油藏CO₂驱效率的效果；

所述方法包括以下步骤：

(1)通过注入井向油藏中注入CO₂气体；

(2)注入前置水段塞，即注入清水作为前置段塞；

(3)注入前置水段塞后立即注入硅酸钠水溶液主段塞，即注入硅酸钠水溶液作为主段塞；

(4)注入后置水段塞，即注入清水作为后置段塞；

(5)再次注入CO₂气体；

(6)重复步骤(2)至(5)多次，直到改变工作制度或不再气驱为止。

2.根据权利要求1所述的提高低渗透油藏CO₂驱效率的方法，其特征在于：所述步骤(5)中注入CO₂气体后，CO₂气体首先沿高渗透部位突进并逐渐突破步骤(4)注入的后置水段塞，当CO₂气体与步骤(3)注入的硅酸钠水溶液接触后，逐渐溶解在其中从而改变硅酸钠水溶液的pH值，使其达到成胶条件并形成无机凝胶，使后续注入的CO₂气体转向低渗透部位，进而扩大气体波及体积。

3.根据权利要求1所述的提高低渗透油藏CO₂驱效率的方法，其特征在于：所述步骤(3)中的所述硅酸钠水溶液的质量浓度为4-10％，模数1.0-3.2。