CN104179488B - 一种提高开发低渗透碳酸盐岩稠油油藏效果的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种提高开发低渗透碳酸盐岩稠油油藏效果的方法。该方法首先向地层中注入耐高温缓速转向酸，解决低渗透高温深层碳酸盐岩储层酸化的难点，然后，向储层中注入二氧化碳，二氧化碳发挥其降粘、降阻、增能等多重作用提高稠油的开发效率，最后，向储层注入蒸汽热采，进一步降低稠油的粘度，增加原油流动性，提高低渗透碳酸盐岩稠油油藏的开发效果。该方法操作简单，可以有效提高低渗透碳酸盐岩稠油油藏的开发效果，单井周期可增油400t左右，提高油汽比超过0.2，在储量极大的碳酸盐岩稠油油田中具有广阔的应用前景。

Description

一种提高开发低渗透碳酸盐岩稠油油藏效果的方法

技术领域

本发明属于稠油油藏开发技术领域，涉及一种改善低渗透碳酸盐岩稠油油藏开发效果、提高采油速度的方法。

背景技术

随着石油开采的不断进行及采油技术进一步发展，薄互层、浅层稠油油藏、特超稠油及低渗透碳酸盐岩稠油油藏等低品位油藏成为开发的重点，特别是在海上及国外油田的开采中，从经济的角度考虑需要改善开发效果、提高采油速度。

稠油油藏最有效的开发方式为注蒸汽热采，该工艺应用在中深层低渗透稠油油藏开发中存在严重的问题：注汽压力高、井底干度低、开发效果差甚至是无法动用。例如，中国专利CN101139923A的专利公开了一种二氧化碳辅助蒸汽驱开发深层稠油油藏方法，该方法采用直井与水平井组合蒸汽驱开发深层稠油油藏，同时采取在注蒸汽的同时注入二氧化碳气体。该方法虽然可以在一定程度上提高深层稠油油藏开发效果，但仍无法解决低渗透油藏在开发中的突出问题，例如注入压力高、油井工业不足、产量递减快、采油速度低等等。

稠油油藏开发过程中，另一增产的方法是在注蒸汽热采之前对地层基质进行酸化处理，以恢复和改善近井地带的渗透性。普通的酸液体系，例如土酸等与碳酸盐岩反应速度快，只能够增大近井地带的导流能力，无法实现油层深部的酸化。

因此，目前存在的问题是需要研究开发一种能够实现油层深部的酸化来提高低渗透碳酸盐岩稠油油藏的开发效果的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种提高开发低渗透碳酸盐岩稠油油藏效果的方法。该方法首先向地层中注入耐高温缓速转向酸，解决低渗透高温深层碳酸盐岩储层酸化的难点，然后，向储层中注入二氧化碳，二氧化碳发挥其降粘、降阻、增能等多重作用提高稠油的开发效率，最后，向储层注入蒸汽热采，进一步降低稠油的粘度，增加原油流动性，提高低渗透碳酸盐岩稠油油藏的开发效果。该方法操作简单，可以有效提高低渗透碳酸盐岩稠油油藏的开发效果，在储量极大的碳酸盐岩稠油油田中具有广阔的应用前景。

为此，本发明提供了一种提高开发低渗透碳酸盐岩稠油油藏效果的方法，其包括：

步骤A，地层预处理；

步骤B，地层酸化；

步骤C，注入CO₂；

步骤D，蒸汽热采。

根据本发明，在步骤B中，采用缓速酸转向体系进行地层酸化。

本发明中，所述缓速酸转向体系为一种耐高温缓速酸转向体系，所述缓速酸转向体系按照质量份计包括：

将上述组分与水配制，并搅拌混合均匀得到缓速转向酸体系。

在本发明的一个实施方式中，所述转向剂为苯甲酸钠，其与盐酸反应生成苯甲酸可以产生酸化暂堵转向作用。

根据本发明，所述缓速酸转向体系还包括助剂，所述助剂按照质量份计包括：

在本发明的一个实施方式中，所述铁离子稳定剂为乙二胺四乙酸。所述助排剂为烷基酚聚氧乙烯醚。所述破乳剂为聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物。所述降阻剂为聚丙烯酰胺。

本发明中所述用语“耐高温缓蚀剂组合物”是指在60-100℃范围内显示出良好的缓蚀效果的化合物或化学试剂的组合物。所述耐高温缓蚀剂组合物按照100质量份计包括：

曼尼希碱 50份

丙炔醇 30份

异丙醇 20份。

本发明中所述用语“缓速转向酸体系”是指由复合配制后能够通过降低盐酸反应速率，并通过暂堵转向功能使酸液能够作用到油层深部的相关的化合物或化学试剂与水复合配制而成的缓速转向酸组合物。

本发明中所述用语“耐高温缓速酸转向体系”是指可以在60-100℃范围内显示出良好的缓速酸化转向效果的缓速酸体系。

在本发明的缓速转向酸体系中，盐酸、乙酸、柠檬酸和转向剂为主剂；而耐高温缓蚀剂、铁离子稳定剂、助排剂、破乳剂以及降阻剂均为助剂。

本发明是以多组分酸组合物来实现缓速酸化的，例如，近井地带，盐酸起主要作用，由于盐酸氢离子的抑制，柠檬酸和乙酸离解度很低，暂不发挥作用，随着酸化的推进，较远处盐酸浓度降低，柠檬酸和乙酸逐渐开始离解而发挥作用，进而实现长距离的缓速酸化。

本发明采用苯甲酸钠作为转向剂，与盐酸反应后生成苯甲酸颗粒，随酸液挤注对高渗透层暂堵，使得酸液转向对低渗层进行酸化。转向剂的加入尤其能改善非均质或裂缝型碳酸盐岩储层的酸化效果。

本发明所用耐高温缓蚀剂，可以在60-100℃范围内显示出良好的缓蚀效果。

本发明所用的铁离子稳定剂、助排剂、破乳剂、降阻剂均为常用油田化学剂，价格低廉，来源广泛，效果较好。

根据本发明，为减少耐高温缓速转向酸的损失，提高近井地带的导流能力，在步骤A中，采用土酸对地层进行预处理。

本发明中所述用语“土酸”是指氢氟酸与盐酸的混合酸，用于地层解堵和提高地层的渗透性。

在本发明的一个实施方式中，所述预处理的储层深度为30-50cm。

在根据本发明方法的一个优选实施方式中，在所述步骤A之前还包括筛选油藏的步骤。根据油田地质特征与开发现状，对油藏进行粗筛选。

本发明中，所述油藏的适用条件为：油藏埋深不深于1800m，地面脱气油粘度在50℃条件下不高于10000mPa.s，地层平均渗透率不低于10mD，油层厚度大于3m，剩余油饱和度大于0.3，经总厚度比>0.5，油层平均孔隙度大于0.15，油层渗透率变异系数<0.7。

在本发明的一个具体的实施例中，在步骤D中，所述蒸汽热采包括蒸汽吞吐或蒸汽驱。

根据本发明方法，在蒸汽热采前，采用土酸预处理，缓速转向酸体系酸化以及注CO₂的复合工艺来提高开发低渗透碳酸盐岩稠油油藏效果。首先，采用土酸对30-50cm深度的储层进行预处理，可以对近井地带进行预先清洗与疏通，以获得良好的投产效果。

之后，向经过预处理的地层中注入耐高温缓速转向酸，可以解决低渗透高温深层碳酸盐岩储层酸化的难点，延缓酸与储层岩石的反应速度，增大酸液的有效作用距离，实现低渗透碳酸盐岩的深部酸化。

然后，向储层中注入二氧化碳，二氧化碳发挥其多重作用提高稠油的开发效率：

（a）二氧化碳大量溶解于原油中，使原油体积膨胀、粘度降低、界面张力降低；

（b）二氧化碳也能溶于地层水中，使水碳酸化，增大水的粘度，降低流动，综合作用的结果是改善了流度比，使水的驱油能力增强；

（c）在一定压力和温度条件下，CO₂能萃取和汽化原油中的轻质烃，降低原油的流动阻力；

（d）地层压力降低，CO₂从原油中逸出，形成内部溶解气驱等多种作用原理，使二氧化碳作用范围内的储层含有饱和度升高，油水流度比降低，油相相对渗透率提高、水相相对渗透率降低，原油流动相增强，储层渗透率增大。

最后，向储层注入蒸汽进行热采，蒸汽将储层加热，进一步降低了稠油的粘度，增加原有流动性，从而提高低渗透碳酸盐岩稠油油藏的开发效果。通过该工艺措施单井周期增油400t左右，提高油汽比0.2以上。本发明方法操作简单，可以有效提高低渗透碳酸盐岩稠油油藏的开发效果，在储量极大的碳酸盐岩稠油油田中具有广阔的应用前景。

附图说明

下面结合附图来对本发明作进一步详细说明：

图1是本发明中提高低渗透碳酸盐岩稠油油藏开发效果的方法流程图。

图2是直井的计算模型示意图。

图3是水平井的计算模型示意图。

具体实施方式

下面将结合实施例和附图来详细说明本发明，这些实施例和附图仅起说明性作用，并不局限于本发明的应用范围。各实施例中的材料均为现场用工业品。

图1为本发明的高效开发低渗透碳酸盐岩稠油油藏的方法的一具体实施例的流程图。

用于高效开发低渗透碳酸盐岩稠油油藏的方法的油藏适用条件为：油藏埋深不深于1800m，地面脱气油粘度为不高于10000mPa.s（50℃），平均渗透率不低于10mD，油层厚度大于3m，剩余油饱和度大于0.3，经总厚度比>0.5，油层平均孔隙度大于0.15，渗透率变异系数<0.7。

如图1所示，该技术方案包括以下步骤：

步骤101，为减少耐高温缓速转向酸的损失，提高近井地带的导流能力，利用土酸对近井30-50cm的储层进行预处理；

步骤102，采用缓速转向酸体系进行地层酸化；

步骤103，注入CO₂；

步骤104，注入蒸汽；

步骤105，焖井，生产。

在步骤102中，所述缓速转向酸体系为耐高温缓速转向酸体系，所述缓速转向酸体系按照质量份由以下成分组成：

根据井的类型（直井和水平井）以及储层参数计算耐高温缓速转向酸的注入量。

图2为直井的计算模型示意图。

对于直井，缓速转向酸的用量V_αν按照Ⅰ式进行计算：

式中：

V_αν:直井酸化缓速转向酸用量，m³；

k_f注入量校正系数:无量纲；

r:处理半径，m；

h:油层厚度，m；

油层平均孔隙度，无量纲。

图3为水平井的计算模型示意图。

对于水平井，缓速转向酸的用量V_αh按照Ⅱ式进行计算：

式中：

V_αν-水平井酸化缓速转向酸用量，m³；

k_f注入量校正系数:无量纲；

a,b:处理半径，m；

h:油层厚度，m；

:油层平均孔隙度，无量纲。

在步骤103中，根据物理模拟实验结果，通过油藏数值模拟方法模拟二氧化碳加入量为0.3-0.5倍孔隙体积，并由此确定二氧化碳的注入量。

对于直井，CO₂的用量V_cν按照Ⅲ式进行计算：

式中：

V_cν：直井CO₂的注入量，t；

k_f注入量校正系数:无量纲；

r:处理半径，m；

h:油层厚度，m；

:油层平均孔隙度，无量纲。

对于水平井，CO₂的用量V_ch按照Ⅳ式进行计算：

式中：

V_cν：直井CO₂的注入量，t；

k_f注入量校正系数:无量纲；

a,b:处理半径，m；

h:油层厚度，m；

:油层平均孔隙度，无量纲。

二氧化碳处理半径的确定为当剩余油饱和度大于45%时取2-5m，剩余油饱和度低于45%时取5-8m。

在实施例中，二氧化碳的量为液态二氧化碳的质量。

在步骤104中，根据物理模拟实验结果，通过油藏数值模拟方法模拟蒸汽注入量及温度场分布，优化确定蒸汽的注入量。

在步骤105中，整个施工过程中注入速度需要满足以下条件：

低于地层破裂压力；

低于设备最高注入能力；

低于储层最大吸入能力。

在步骤106中，注入工艺结束后，焖井3-6天后根据井口压力情况，开井生产。

实施例

实例1：

某油田，油层深度为1460m，地面脱气原油粘度8000mPa.s(50℃)，平均孔隙度0.18，平均渗透率30×10^-3μm²，油层厚度为8-11m，剩余油饱和度48%，采用水平井生产，水平段长度为150m。该井为老区调整井，已经进行过单纯蒸汽吞吐生产，开发效果一直很差，决定利用耐高温缓速转向酸及二氧化碳+蒸汽进行措施。

1）根据油田地质特征与开发现状，进行粗筛选。该油藏满足以下条件：油藏埋深不深于1800m，地面脱气油粘度为不高于15000mPa.s(50℃)，平均渗透率不低于5×10^-3μm²，油层厚度大于3m，剩余油饱和度大于0.3，经总厚度比>0.5，油层平均孔隙度大于0.15，渗透率变异系数<0.7；

2）利用土酸对该井近井30cm的储层进行预处理，改善近井地带的导流能力；

3）采用耐高温缓速转向酸进行深度酸化；

本实施例所用的缓速转向酸是由如下方法制备的：取20份盐酸，5份乙酸，3份柠檬酸，4份转向剂，1份耐高温缓蚀剂，1份铁离子稳定剂，1份助排剂，0.1份破乳剂和0.1份降阻剂，与64.8份水充分混合搅拌均匀即得耐高温缓速转向酸。

本实施例所用耐高温缓速转向酸的用量Vαh按照Ⅱ式进行计算：

处理半径b为2m，由于处理半径b小于油层厚度，所以a取2m，缓速转向酸的用量V_ah为260m³；

4）注入CO₂；

CO₂的用量V_ch按照Ⅳ式进行计算：

处理半径b为2m，由于处理半径b小于油层厚度，所以a取2m，二氧化碳的用量m_ch为120t；

根据物理模拟实验结果，优化二氧化碳的的注入速度为8-12t/h；

5）整个施工过程中注入速度需要满足以下条件：

6）通过油藏数值模拟方法模拟蒸汽注入量及温度场分布，确定注入注蒸汽量为2000m³，注入工艺结束后，焖井5天。

对措施井进行效果跟踪分析，该井稳定生产230多天，周期增油550t，获得良好开发效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种提高开发低渗透碳酸盐岩稠油油藏效果的方法，其包括：

步骤A，地层预处理；

步骤B，地层酸化；

步骤C，注入CO₂；

步骤D，蒸汽热采；

在步骤A中，采用土酸对地层进行预处理；

在步骤B中，采用缓速酸转向体系进行地层酸化；

所述缓速酸转向体系按照质量份计包括：

所述转向剂为苯甲酸钠；

所述缓速酸转向体系还包括助剂，所述助剂按照质量份计包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述耐高温缓蚀剂组合物按照100质量份计包括：

曼尼希碱 50份

丙炔醇 30份

异丙醇 20份。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在所述步骤A之前还包括筛选油藏的步骤。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述油藏的适用条件为：油藏埋深不深于1800m，地面脱气油粘度在50℃条件下不高于10000mPa.s，地层平均渗透率不低于10mD，油层厚度大于3m，剩余油饱和度大于0.3，净总厚度比>0.5，油层平均孔隙度大于0.15，油层渗透率变异系数<0.7。