CN104213886B - 一种稠油油藏人造泡沫油吞吐开采方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种稠油油藏人造泡沫油吞吐开采方法。该方法包括：步骤一：向油井中注入溶剂型泡沫液体；步骤二：焖井适当时间后开井生产；步骤三：当日产油达到1m3/d‑2m3/d时，结束本周期吞吐生产，重复步骤一到步骤三；当产气量逐渐减少，周期生产气油比小于5时，进行步骤四；步骤四：向油井中注入油溶性降粘剂；步骤五：向油井中注入溶剂型泡沫剂；步骤六：焖井适当时间后开井生产；步骤七：当日产油达到1m3/d‑2m3/d时，结束本周期吞吐生产，重复步骤四到步骤六；步骤八：当周期产油量小于100－200m3时，停止生产。本发明的开采方法，可大幅降低原油粘度，人工产生泡沫油流，实现大幅提高原始含气稠油油藏采收率的目标。
Description
技术领域
本发明涉及一种稠油油藏的开采方法，特别涉及一种稠油油藏的人造泡沫吞吐开采方法，属于石油开采技术领域。
背景技术
“泡沫油”是指在稠油/超稠油油藏天然能量开采过程中，随着油藏压力的降低，原油中的溶解气并不瞬间脱离出来形成自由气，而是以一种极其复杂的微气泡形式高度分散在油流中，形成“油包气”型泡沫分散流。
“泡沫油现象”广泛存在于加拿大、委内瑞拉、我国辽河、新疆稠油/超稠油油藏天然能量开发过程中，体现出“原油粘度高、生产气油比低、原油日产水平高、产量递减慢、天然能量开采采收率高”等泡沫油特有的开采特征，对稠油/超稠油油藏天然能量开发的生产动态具有重要影响。
普通含气超稠油只存在一个泡点压力，因此在天然能量开采过程中，当油藏压力下降到泡点压力后，原油迅速脱气，生产气油比迅速升高，脱气以后原油粘度急剧上升，因此普通超稠油天然能量开采采收率仅仅只有2％-5％。而以委内瑞拉Orinoco重油带为代表的超稠油油藏，在天然能量开采过程中，具有“原油粘度高(地下粘度2000MPa·s-50000MPa·s)、原油日产水平高(100-250t/d)、产量递减慢(年递减率12％)”等泡沫油特有的开采特征，充分利用“泡沫油现象”可以得到较高的天然能量开采采收率，预期采收率可达到10-12％。
委内瑞拉Orinoco重油带以及我国辽河稠油油藏生产实践表表明，泡沫油在脱气以后，原油粘度大幅度提高，地下原油将失去流动能力，成为“死油”，油井产量急剧下降。
因此，如何在泡沫油生产阶段以后，创新注入介质与开采方法，再生“泡沫油”现象，进一步提高油藏采收率，是开采具有泡沫油现象的稠油油藏所面临的突出问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于为原始溶解气油比大于10m3/m3的稠油油藏提供一种稠油油藏人造泡沫油吞吐开采方法，该方法可以大幅降低原油粘度，并在油层中形成人工的泡沫分散流，可以实现具有泡沫油现象的稠油油藏在泡沫油开采阶段以后的继续经济高效的开发并大幅提高采收率的目的。
为了达到上述目的，本发明提供了一种稠油油藏人造泡沫油吞吐开采方法，其包括以下步骤：
步骤一：向油井中注入溶剂型泡沫液体，形成泡沫液体段塞，溶剂型泡沫液体的注入量为100-2000吨，注入速度为50-200吨/天，其中，所述溶剂型泡沫液体为发泡剂、稳泡剂与溶剂的组合物，所述发泡剂在溶剂型泡沫液体中的浓度为0.01-0.5wt％，所述稳泡剂在溶剂型泡沫液体中的浓度为0.01-0.1wt％，余量为溶剂；
步骤二：焖井适当时间；
步骤三：开井生产，当日产油达到1m3/d-2m3/d时，结束本周期吞吐生产，重复步骤一到步骤三；
监测吞吐阶段的周期生产气油比，当产气量逐渐减少，周期生产气油比小于5时，认为油藏内部供气不足，进行步骤四；
步骤四：向油井中注入油溶性降粘剂，形成油溶性降粘段塞，所述油溶性降粘剂的注入量为100-2000吨，注入速度为20-200吨/天，其中，油溶性降粘剂为A+B-型离子液体与溶剂的组合物，所述A+B-型离子液体的含量为油溶性降粘剂总量的0.1-10wt％，余量为溶剂；
步骤五：向油井中注入溶剂型泡沫剂，形成泡沫剂段塞，溶剂型泡沫剂的注入量为100-2000吨，注入速度为50-200吨/天，其中，所述溶剂型泡沫剂为所述溶剂型泡沫液体与气体的组合物，在油藏温度和压力下，所述溶剂型泡沫剂的气液体积比为1:1-3:1，溶剂型泡沫剂的注入量为溶剂型泡沫剂中的液体和气体总的注入量；
步骤六：焖井适当时间；
步骤七：开井生产，当日产油达到1m3/d-2m3/d时，结束本周期吞吐生产，重复步骤四到步骤七；
步骤八：当周期产油量小于100-200m3时，停止生产；
其中，步骤一到步骤三为一个周期，步骤四到步骤七为一个周期；所述稠油油藏为原始溶解气油比大于10m3/m3的稠油油藏；若稠油油藏为已经采用泡沫油天然能量开发，所述稠油油藏为原始溶解气油比大于10m3/m3且生产油汽比尚未达到100m3/m3的稠油油藏；泡沫油天然能量开发是指按照常规操作进行的泡沫油天然能量开发。
本发明提供的稠油油藏人造泡沫油吞吐开采方法中，优选地，采用的发泡剂为α-烯烃磺酸盐和/或全氟烷基甜菜碱；更优选地，α-烯烃磺酸盐包括C12-C18的α-烯烃磺酸钠(AOS)；全氟烷基甜菜碱的分子式为C15H15F17N2O4S；
采用的稳泡剂为嵌段共聚物；更优选地，采用的稳泡剂包括苯乙烯-异戊二烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯二嵌段聚合物、苯乙烯-异戊二烯三嵌段聚合物、苯乙烯-异戊二烯多嵌段聚合物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-丁二烯二嵌段聚合物、苯乙烯-丁二烯三嵌段聚合物、苯乙烯-丁二烯多嵌段聚合物、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯三嵌段聚合物和苯乙烯-异戊二烯-丁二烯多嵌段聚合物中的一种或几种的组合；
步骤一中的溶剂为支链和直链脂肪醇、芳香族溶剂、二甲醚和石脑油中的一种或几种的组合。
本发明提供的稠油油藏人造泡沫油吞吐开采方法中，优选地，采用的支链和直链脂肪醇包括乙醇、异丙醇、丁醇或戊醇；采用的芳香族溶剂包括甲苯、苯或二甲苯。
本发明提供的稠油油藏人造泡沫油吞吐开采方法中，优选地，采用的发泡剂由20-50wt％硅油与20-50wt％有机硅聚氧化烯共聚物、20-50wt％含氟有机硅聚醚共聚物组成。更优选地，采用的硅油、有机硅聚氧化烯共聚物、含氟有机硅聚醚共聚物三者的平均分子量为3000-10000g/mol，且至少一种的分子量不小于5000g/mol。
本发明提供的稠油油藏人造泡沫油吞吐开采方法中，优选地，采用的A+B-型离子液体中的A+为有机阳离子，具体包括咪唑鎓阳离子、吡啶鎓阳离子、异喹啉鎓阳离子、铵或季铵阳离子；更优选地，采用的季铵阳离子包括十二烷基三甲基季铵阳离子、十二烷基二甲基苄基季铵阳离子或十八烷基二甲基羟乙基季铵阳离子；
采用的A+B-型离子液体中的B-为有机阴离子或无机阴离子；
更优选地，采用的A+B-型离子液体包括十二烷基三甲基氯化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵、十八烷基二甲基羟乙基硝酸铵、十八烷基二甲基羟乙基过氯酸铵、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐或十六烷基氯化吡啶；
步骤四中的溶剂为乙腈、二甲基甲酰胺、3-20个碳原子的支链和直链脂肪醇、芳香族溶剂、二甲醚和石脑油中的一种或几种的组合。
本发明提供的稠油油藏人造泡沫油吞吐开采方法中，优选地，所述3-20个碳原子的支链和直链脂肪醇包括异丙醇、丁醇或戊醇，所述芳香族溶剂包括甲苯、苯或二甲苯。
本发明提供的稠油油藏人造泡沫油吞吐开采方法中，优选地，采用的气体为甲烷、乙烷、丙烷、二氧化碳、氨气、烟道气、空气和氮气中的一种或几种的组合。
本发明提供的稠油油藏人造泡沫油吞吐开采方法中，优选地，油溶性降粘剂对稠油的降粘率为20-99％；溶剂型泡沫液体和所述溶剂型泡沫剂的半衰期大于30天，优选40-50天；阻力系数大于50，优选100-200。
本发明提供的稠油油藏人造泡沫油吞吐开采方法中，优选地，步骤二与步骤六所述的焖井的时间为5-10天。
本发明提供的稠油油藏人造泡沫油吞吐开采方法具有以下技术优势：
1、由于泡沫油的能量来自于原始溶解气，当油藏中原始溶解气开始大量脱气时，原油粘度迅速升高，产量快速下降。因此，对于已开发但生产油汽比尚未上升到100m3/m3，即尚未大量脱气的稠油油藏，向油井中注入溶剂型泡沫液体，由于在焖井期间，注入的溶剂型泡沫液体与溶解气可以充分混合，并在注入与开井回采阶段的高流速剪切作用下在原油中迅速起泡，因此能对即将脱离原油的溶解气起到很好的束缚作用，在油层中形成分散性能好、稳定性好、流动性高的泡沫油流体，油井脱气延缓，产量快速回升。
2、当油层中气量逐渐减少，周期生产气油比小于1时，认为油藏内部供气不足，此时向油藏中注入油溶性降粘剂，由于当油藏中气量衰竭时，原油粘度急剧上升，因此首先注入油溶性降粘剂，可将原油分子颗粒高度分散在溶剂中，即将原油打散，大幅降低其粘度；在此基础上，接着注入溶剂型泡沫剂，由于本发明采用的泡沫体系可以在原油等烃类溶剂中起泡，无常规水相泡沫的“遇水起泡、遇油消泡”等不利的特征，因此在注入油藏后可在原油中迅速起泡，补充地层能量，并在回采阶段与原油一起流动，形成油包气型泡沫油流；且由于原油降粘后流动阻力变小，因此泡沫在油藏中波及范围较大，可将常规泡沫油天然能量开采方法难以动用的距离井筒较远的原油开采出来。
基于上述突出优势，本发明采用的注入体系与操作步骤，能维持油井的高产稳产，最终采收可达到40％-50％，比常规泡沫油天然能量生产采收率提高30％-40％。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
实施例1
以下以某原始含气稠油油藏为例阐释了本发明的技术方案，但应该注意，本发明绝不限于该稠油油藏。原始溶解气油比为15m3/m3，油层条件下脱气原油粘度为50000厘泊，含气原油粘度为2000厘泊，采用泡沫油天然能量冷采方式开发。
本实施例提供了一种应用于上述稠油油藏的人造泡沫油吞吐开采方法，其包括：
步骤一：开发生产油汽比上升到80m3/m3时，向油井中注入溶剂型泡沫液体，形成泡沫液体段塞，泡沫液体的注入量为500吨，注入速度为50吨/天；
其中，采用的溶剂型泡沫液体为发泡剂、稳泡剂与溶剂的组合物，发泡剂在溶剂型泡沫液体中的浓度为0.3wt％，稳泡剂在溶剂型泡沫液体中浓度为0.01wt％，余量为溶剂；
发泡剂由等质量的C14的α-烯烃磺酸钠和分子式为C15H15F17N2O4S的全氟烷基甜菜碱组成；
稳泡剂为苯乙烯-异戊二烯共聚物；
溶剂为石脑油；
步骤二：焖井5天；
步骤三：开井生产，当日产油达到1m3/d时，结束本周期吞吐生产，重复步骤一到步骤三；
监测吞吐阶段的周期生产气油比，当产气量逐渐减少，周期生产气油比小于1时，认为油藏内部供气不足，进行步骤四；
步骤四：向油井中注入油溶性降粘剂，形成油溶性降粘段塞，油溶性降粘剂的注入量为500吨，注入速度为50吨/天；
其中，油溶性降粘剂为A+B-型离子液体与溶剂的组合物，A+B-型离子液体为油溶性降粘剂的0.1wt％，余量为溶剂，油溶性降粘剂对稠油的降粘率为50％；
采用的A+B-型离子液体为十二烷基三甲基氯化铵；
采用的溶剂为等质量的乙腈、二甲基甲酰胺、二甲醚和石脑油组成；
步骤五：向油井中注入溶剂型泡沫剂，形成泡沫剂段塞，溶剂型泡沫剂的注入量为1000吨(气体+液体)，注入速度为100吨/天；
其中，溶剂型泡沫剂由步骤一所用溶剂型泡沫液体与气体组成，油藏温度和压力下，溶剂型泡沫剂的气液体积比为1:1，溶剂型泡沫剂的半衰期为40天，阻力系数为100；
气体由等质量的甲烷、乙烷、丙烷、二氧化碳、氨气、烟道气、空气和氮气组成；
步骤六：焖井5天；
步骤七：开井生产，当日产油达到1m3/d时，结束本周期吞吐生产，重复步骤四到步骤七；
步骤八：当周期产油量小于100m3时，停止生产；
步骤一到步骤三为一个周期，步骤四到步骤七为一个周期。
采用本实施例的人造泡沫油驱替开采方法后，上述试验井组在泡沫油天然能量冷采基础上的有效生产时间为10年，比相邻井组采用单纯的泡沫油天然能量冷采的采收率提高30％。
实施例2
以下以某原始含气稠油油藏为例阐释了本发明的技术方案，但应该注意，本发明绝不限于该稠油油藏。原始溶解气油比为25m3/m3，油层条件下脱气原油粘度为40000厘泊，含气原油粘度为1000厘泊，尚未开发的原始油藏。
本实施例提供了一种应用于上述稠油油藏的人造泡沫油吞吐开采方法，其包括：
步骤一：初期向油井中注入溶剂型泡沫液体，形成泡沫液体段塞，溶剂型泡沫液体的注入量为2000吨，注入速度为200吨/天；
其中，溶剂型泡沫液体为发泡剂、稳泡剂与溶剂的组合物，发泡剂在溶剂型泡沫液体中浓度的为0.5wt％，稳泡剂在溶剂型泡沫液体中的浓度为0.1wt％，余量为溶剂；
采用的发泡剂由30wt％硅油与30wt％有机硅聚氧化烯共聚物、40wt％含氟有机硅聚醚共聚物组成，三者平均分子量为3000g/mol；采用的稳泡剂为苯乙烯-异戊二烯三嵌段聚合物；采用的溶剂为石脑油；
步骤二：焖井10天；
步骤三：开井生产，当日产油达到2m3/d时，结束本周期吞吐生产，重复步骤一到步骤三；
监测吞吐阶段的周期生产气油比，当产气量逐渐减少，周期生产气油比小于5时，认为油藏内部供气不足，进行步骤四；
步骤四：向油井中注入油溶性降粘剂，形成油溶性降粘段塞，油溶性降粘剂的注入量为2000吨，注入速度为200吨/天；
其中，油溶性降粘剂为A+B-型离子液体与溶剂的组合物，油溶性降粘剂对稠油的降粘率为99％，A+B-型离子液体为油溶性降粘剂的10wt％，余量为溶剂；
采用的A+B-型离子液体为十八烷基二甲基羟乙基过氯酸铵；
采用的溶剂为等质量的乙腈、二甲基甲酰胺、异丙醇、二甲苯、二甲醚和石脑油组成；
步骤五：向油井中注入溶剂型泡沫剂，形成泡沫剂段塞，溶剂型泡沫剂的注入量为2000吨(气体+液体)，注入速度为200吨/天；
其中，溶剂型泡沫剂为步骤一所用溶剂型泡沫液体与气体的组合物，溶剂型泡沫剂的半衰期为50天，阻力系数为200；在油藏温度和压力下，溶剂型泡沫剂的气液体积比为3:1；
采用的气体由等质量的甲烷、乙烷、丙烷、二氧化碳、氨气、烟道气、空气和氮气组成；
步骤六：焖井10天；
步骤七：开井生产，当日产油达到2m3/d时，结束本周期吞吐生产，重复步骤四到步骤七；
步骤八：当周期产油量小于200m3时，停止生产。
采用本实施例的人造泡沫油驱替开采方法后，上述试验井组有效生产时间为15年，比相邻井组采用单纯的泡沫油天然能量冷采的采收率提高40％。
综上所述，本发明提供的稠油油藏人造泡沫油吞吐开采方法可以大幅度的提高原始含气稠油油藏的采收率。
Claims (12)
1.一种稠油油藏人造泡沫油吞吐开采方法，其包括以下步骤：
步骤一：向油井中注入溶剂型泡沫液体，形成泡沫液体段塞，溶剂型泡沫液体的注入量为100-2000吨，注入速度为50-200吨/天，其中，所述溶剂型泡沫液体为发泡剂、稳泡剂与溶剂的组合物，所述发泡剂在溶剂型泡沫液体中的浓度为0.01-0.5wt％，所述稳泡剂在溶剂型泡沫液体中的浓度为0.01-0.1wt％，余量为溶剂；
步骤二：焖井适当时间；
步骤三：开井生产，当日产油达到1m3/d-2m3/d时，结束本周期吞吐生产，重复步骤一到步骤三；
监测吞吐阶段的周期生产气油比，当产气量逐渐减少、周期生产气油比小于5时，进行步骤四；
步骤四：向油井中注入油溶性降粘剂，形成油溶性降粘段塞，所述油溶性降粘剂的注入量为100-2000吨，注入速度为20-200吨/天，其中，油溶性降粘剂为A+B-型离子液体与溶剂的组合物，所述A+B-型离子液体的含量占油溶性降粘剂总量的0.1-10wt％，余量为溶剂；
步骤五：向油井中注入溶剂型泡沫剂，形成泡沫剂段塞，溶剂型泡沫剂的注入量为100-2000吨，注入速度为50-200吨/天，其中，所述溶剂型泡沫剂为所述溶剂型泡沫液体与气体的组合物，在油藏温度和压力下，所述溶剂型泡沫剂的气液体积比为1:1-3:1；
步骤六：焖井适当时间；
步骤七：开井生产，当日产油达到1m3/d-2m3/d时，结束本周期吞吐生产，重复步骤四到步骤七；
步骤八：当周期产油量小于100-200m3时，停止生产；
其中，步骤一到步骤三为一个周期，步骤四到步骤七为一个周期；所述稠油油藏为原始溶解气油比大于10m3/m3的稠油油藏；若稠油油藏为已经采用泡沫油天然能量开发，则所述稠油油藏为原始溶解气油比大于10m3/m3且生产油汽比尚未达到100m3/m3的稠油油藏；
所述发泡剂为α-烯烃磺酸盐和/或全氟烷基甜菜碱；
所述稳泡剂为嵌段共聚物所述嵌段共聚物包括苯乙烯-异戊二烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯二嵌段聚合物、苯乙烯-异戊二烯三嵌段聚合物、苯乙烯-异戊二烯多嵌段聚合物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-丁二烯二嵌段聚合物、苯乙烯-丁二烯三嵌段聚合物、苯乙烯-丁二烯多嵌段聚合物、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯三嵌段聚合物和苯乙烯-异戊二烯-丁二烯多嵌段聚合物中的一种或几种的组合；
步骤一中所述的溶剂为支链和直链脂肪醇、芳香族溶剂、二甲醚和石脑油中的一种或几种的组合。
2.根据权利要求1所述的开采方法，其中，所述α-烯烃磺酸盐包括C12-C18的α-烯烃磺酸钠；
所述全氟烷基甜菜碱的分子式为C15H15F17N2O4S；
所述支链和直链脂肪醇包括乙醇、异丙醇、丁醇或戊醇；所述芳香族溶剂包括甲苯、苯或二甲苯。
3.根据权利要求1所述的开采方法，其中，所述发泡剂由20-50wt％硅油、20-50wt％有机硅聚氧化烯共聚物和20-50wt％含氟有机硅聚醚共聚物组成。
4.根据权利要求3所述的开采方法，其中，所述硅油、所述有机硅聚氧化烯共聚物和所述含氟有机硅聚醚共聚物三者的平均分子量为3000-10000g/mol，且至少一种的分子量不小于5000g/mol。
5.根据权利要求1所述的开采方法，其中，所述A+B-型离子液体中的A+为有机阳离子，具体包括咪唑鎓阳离子、吡啶鎓阳离子、异喹啉鎓阳离子、铵或季铵阳离子；
所述季铵阳离子包括十二烷基三甲基季铵阳离子、十二烷基二甲基苄基季铵阳离子或十八烷基二甲基羟乙基季铵阳离子；
步骤四中所述的溶剂为乙腈、二甲基甲酰胺、3-20个碳原子的支链和直链脂肪醇、芳香族溶剂、二甲醚和石脑油中的一种或几种的组合。
6.根据权利要求1或5所述的开采方法，其中，所述A+B-型离子液体包括十二烷基三甲基氯化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵、十八烷基二甲基羟乙基硝酸铵、十八烷基二甲基羟乙基过氯酸铵、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐或十六烷基氯化吡啶。
7.根据权利要求5所述的开采方法，其中，所述3-20个碳原子的支链和直链脂肪醇包括异丙醇、丁醇或戊醇，所述芳香族溶剂包括甲苯、苯或二甲苯。
8.根据权利要求1所述的开采方法，其中，所述气体包括甲烷、乙烷、丙烷、二氧化碳、氨气、烟道气、空气和氮气中的一种或几种的组合。
9.根据权利要求1所述的开采方法，其中，所述油溶性降粘剂对稠油的降粘率为20-99％；所述溶剂型泡沫液体和所述溶剂型泡沫剂的半衰期大于30天，阻力系数大于50。
10.根据权利要求9所述的开采方法，其中，所述溶剂型泡沫液体和所述溶剂型泡沫剂的半衰期为40-50天。
11.根据权利要求9所述的开采方法，其中，所述溶剂型泡沫液体和所述溶剂型泡沫剂的阻力系数为100-200。
12.根据权利要求1所述的开采方法，其中，步骤二与步骤六所述焖井的时间为5-10天。
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