CN105937387A - 一种稠油泡沫油驱系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种稠油泡沫油驱系统，属于采油领域。本发明的一种稠油泡沫油驱系统，包括相并联的油驱系统和控制系统，所述油驱系统和控制系统通过若干管道与油井相连，所述管道的长度可调；所述油驱系统包括相并联的泡沫剂系统，生物处理系统和保护气系统。本发明的一种稠油泡沫油驱系统具有用低黏流体隔离油壁界面，有效降低管壁边界层黏滞系数，从而实现油壁界面减阻，增加水平井开采效率，提高对储层内原有的动用程度的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种油驱系统，特别是一种稠油泡沫油驱系统。
背景技术
随着常规原有的不断枯竭，世界原有重质化已成为大趋势，稠油日益成为今后石油资源的重要部分。据U.S.Geological Survey 2007年公布，世界范围重油储量33960亿桶，天然沥青储量55050亿桶，但高黏度与有机物沉积给其开采与储运带来极大困难，其降黏减阻采输工艺的开发已成为世界石油工业界普遍关注的重要课题。目前稠油降黏减阻采输的方法主要包括加热法、掺稀法、改质法、化学法等，这些方法都需要对稠油整体处理，因此相应的加剂量或能耗大、运行费用高。如果设法用低黏流体隔离油壁界面，必将有效降低管壁边界层黏滞系数，从而实现油壁界面减阻。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种用低黏流体隔离油壁界面，有效降低管壁边界层黏滞系数，从而实现油壁界面减阻，增加水平井开采效率，提高对储层内原有的动用程度的稠油泡沫油驱系统。
本发明采用的技术方案如下：
本发明一种稠油泡沫油驱系统，包括相并联的油驱系统和控制系统，所述油驱系统和控制系统通过若干管道与油井相连，所述管道的长度可调；所述油驱系统包括相并联的泡沫剂系统，生物处理系统和 保护气系统。
由于采用了上述技术方案，通过泡沫和冻胶对底层渗透层差异和相对渗透率差异具有选择性，诱导堵剂大量进入导致底水窜流发生的稠油优势渗流通道，即出油层，使驱替液转向储层剩余油含量较高的部位，为原油建立高效流动通道，提高了波及系数。
本发明的一种稠油泡沫油驱系统，所述保护气系统内装有混合保护气，所述混合保护气由78％氮气和22％氦气的组成。
由于采用了上述技术方案，采用混合保护气空气和起泡剂两相混合物经上部小孔进入泡沫发生器腔体，气液混合物之间产生微笑孔隙，集聚增大气液接触面积，使得气泡聚并、破裂对泡沫-稠油流动压降低，泡沫稳定性好，在一定程度上增加了泡沫的半衰期。
本发明的一种稠油泡沫油驱系统，所述控制系统包括相并联的采出液计量装置和回压系统。
由于采用了上述技术方案，在采液过程中，对采油的出液量和回压进行双向监控，能够更好的在采油过程随时对油驱情况进行调整。
本发明的一种稠油泡沫油驱系统，所述泡沫剂系统包括相并联的冻胶溶液腔和起泡剂腔，所述冻胶溶液腔内盛有冻胶溶液，所述起泡剂腔内盛有起泡剂；所述生物处理系统包括相并联的臭氧发生器和脱硫菌室，所述脱硫菌室内设有脱硫菌液，所述脱硫菌液为脱硫菌-磷酸盐缓冲溶液。
由于采用了上述技术方案，在采油之前进行脱硫作用使硫化物选择性氧化，进而脱除硫原子或硫化物，从而保证采油的稳定、高效，减小稠油的黏度。
本发明的一种稠油泡沫油驱系统，所述油驱系统的油驱方法包括以下步骤，
步骤一，保护气系统向油井中通入混合保护气，使得油井中的气压达到3个标准大气压；
步骤三，向油井的底部通入浓度为0.0125g/mL的脱硫菌-磷酸盐缓冲溶液，通入5L后，向油井的底部通入80mL臭氧，再向油井的中部通入浓度为0.0125g/mL的脱硫菌-磷酸盐缓冲溶液，通入5L后，向油井中部通入50mL臭氧，保持油井内气压为3个标准大气压，放置3～4d；
步骤三，保护气系统继续向油井中通入混合保护气，当油井中的气压达到8个标准大气压时，采出液计量装置从0L开始计数，回压系统启动；
步骤四，冻胶溶液和起泡剂在温度8～10℃的条件下，按照摩尔比5:1均匀混合，混合均匀后加热至35～38℃后，通入油井中；
步骤五，采出液计量装置计数出液量，回压系统检测出液压力，每出液3kL则向油井中通入1个大气压的混合保护气，若出液压力大于800Pa，则向油井中通入冻胶溶液和起泡剂35～38℃的混合液。
本发明的一种稠油泡沫油驱系统，所述冻胶溶液由质量份12～35份萜烯基聚酯，38～56份聚合物AP-P4，8～15份纳米TiO2，13～28份聚氧化丙烯二醇，5～13份双十烷基三甲基氯化铵，30～45份聚酰亚胺多孔微球和3～12份甲基丙烯酸甲酯组成。
由于采用了上述技术方案，冻胶溶液和泡沫相配合可以隔开油层和底水层，压制水锥。能够减小胶团氮气在水中与油中的溶解性较差，泡沫破裂后， 重力分异引起气体上浮，氮气聚集在模型顶部形成次生气顶，气顶中气体的膨胀驱动生产井上部储层中的原有流向水平井，从而启动储层上部的剩余油，相比冻胶控水更能增加水平井的稠油开采效率，提高对储层内原有的动用程度。
其中，萜烯基聚酯可以为12～35份中的任意值，例如13,15,17,19,22,26,29,31等，聚合物AP-P4可以为38～56份中的任意值，例如39,40,43,46,47,49,51,52,55等，纳米TiO2可以为8～15份中的任意值，例如9,12,13,14等，聚氧化丙烯二醇可以为13～28份中的任意值，例如14,15,16,18,20，21,23等，双十烷基三甲基氯化铵可以为5～13份中的任意值，例如6,7,8,9,12等，聚酰亚胺多孔微球可以为30～45份中的任意值，例如32,33,35,36,39,41,42,43等，甲基丙烯酸甲酯可以为3～12份中的任意值，例如4,5,7,9等。
优选的，当冻胶溶液由质量份28份萜烯基聚酯，42份聚合物AP-P4，12份纳米TiO2，18份聚氧化丙烯二醇，7份双十烷基三甲基氯化铵，38份聚酰亚胺多孔微球和7份甲基丙烯酸甲酯组成时为最佳值，黏度为2.1mPa·s，起泡体积为870mL
本发明的一种稠油泡沫油驱系统，所述起泡剂由质量份5～8份聚氧乙烯醚酰烷基醚醇，10～16份十八烷基二甲基甜菜碱，18～24份十二醇醚糖苷和27～35份水组成，所述起泡剂的pH为4。
由于采用了上述技术方案，能够得到酸性交联CO2泡沫压裂液，是一种优质低损害压裂液体系，具有滤失低、清洁压裂裂缝、对储集层损害小，易反排等特点。
其中，聚氧乙烯醚酰烷基醚醇可以为5～8份中的任意值，例如6,7等，十八烷基二甲基甜菜碱可以为10～16份中的任意值，例如 12,13,14,15等，十二醇醚糖苷可以为18～24份中的任意值，例如20,21,23等，水可以为27～35份中的任意值，例如28,29,30,32等。
优选的，当起泡剂由质量份6份聚氧乙烯醚酰烷基醚醇，13份十八烷基二甲基甜菜碱，21份十二醇醚糖苷和28份水组成时为最佳，起泡体积为480mL，半衰期为520s。
本发明的一种稠油泡沫油驱系统，所述脱硫菌-磷酸盐缓冲溶液的pH为5.4～6.7。
本发明的一种稠油泡沫油驱系统，所述脱硫菌-磷酸盐缓冲溶液中包括浓度为0.034mg/L的二苯并噻吩。
由于采用了上述技术方案，脱硫菌的脱硫效果好。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、低黏流体隔离油壁界面，有效降低管壁边界层黏滞系数，从而实现油壁界面减阻，增加水平井开采效率，提高对储层内原有的动用程度。
2、能够减小胶团氮气在水中与油中的溶解性较差，泡沫破裂后，重力分异引起气体上浮，氮气聚集在模型顶部形成次生气顶，气顶中气体的膨胀驱动生产井上部储层中的原有流向水平井，从而启动储层上部的剩余油，相比冻胶控水更能增加水平井的稠油开采效率，提高对储层内原有的动用程度。
附图说明
图1是一种稠油泡沫油驱系统的示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
如图1所示，一种稠油泡沫油驱系统，包括相并联的油驱系统和控制系统，油驱系统和控制系统通过若干管道与油井相连，管道的长度可调；油驱系统包括相并联的泡沫剂系统，生物处理系统和保护气系统。控制系统包括相并联的采出液计量装置和回压系统。泡沫剂系统包括相并联的冻胶溶液腔和起泡剂腔，冻胶溶液腔内盛有冻胶溶液，起泡剂腔内盛有起泡剂；生物处理系统包括相并联的臭氧发生器和脱硫菌室，脱硫菌室内设有脱硫菌液，脱硫菌液为脱硫菌-磷酸盐缓冲溶液，脱硫菌-磷酸盐缓冲溶液的pH为5.4～6.7，脱硫菌-磷酸盐缓冲溶液中包括浓度为0.034mg/L的二苯并噻吩。保护气系统内装有混合保护气，所述混合保护气由78％氮气和22％氦气的组成。
实施例2
油驱系统的油驱方法包括以下步骤，
步骤一，保护气系统向油井中通入混合保护气，使得油井中的气压达到3个标准大气压；
步骤三，向油井的底部通入浓度为0.0125g/mL的脱硫菌-磷酸盐缓冲溶液，通入5L后，向油井的底部通入80mL臭氧，再向油井的 中部通入浓度为0.0125g/mL的脱硫菌-磷酸盐缓冲溶液，通入5L后，向油井中部通入50mL臭氧，保持油井内气压为3个标准大气压，放置3～4d；
步骤三，保护气系统继续向油井中通入混合保护气，当油井中的气压达到8个标准大气压时，采出液计量装置从0L开始计数，回压系统启动；
步骤四，冻胶溶液和起泡剂在温度8～10℃的条件下，按照摩尔比5:1均匀混合，混合均匀后加热至35～38℃后，通入油井中；
步骤五，采出液计量装置计数出液量，回压系统检测出液压力，每出液3kL则向油井中通入1个大气压的混合保护气，若出液压力大于800Pa，则向油井中通入冻胶溶液和起泡剂35～38℃的混合液。
实施例3
冻胶溶液由质量份12～35份萜烯基聚酯，38～56份聚合物AP-P4，8～15份纳米TiO2，13～28份聚氧化丙烯二醇，5～13份双十烷基三甲基氯化铵，30～45份聚酰亚胺多孔微球和3～12份甲基丙烯酸甲酯组成，纳米TiO2的粒径为80～210nm。本发明公开了12种较佳实施例，并测试了其黏度和起泡体积。详细数据见表1至表2。
表1较佳组分实施例(质量份)
表2黏度和起泡体积
| 黏度(mPa·s) | 起泡体积(mL) | |
| 1 | 2.5 | 830 |
| 2 | 2.4 | 900 |
| 3 | 2.7 | 880 |
| 4 | 2.3 | 820 |
| 5 | 29 | 840 |
| 6 | 2.2 | 810 |
| 7 | 2.1 | 800 |
| 8 | 2.7 | 790 |
| 9 | 2.1 | 870 |
| 10 | 2.3 | 830 |
| 11 | 2.1 | 760 |
| 12 | 2.4 | 750 |
实施例4
起泡剂由质量份5～8份聚氧乙烯醚酰烷基醚醇，10～16份十八烷基二甲基甜菜碱，18～24份十二醇醚糖苷和27～35份水组成。本发明公开了9种较佳实施例，并测试了其起泡体积和半衰期。详细数据见表3
表3较佳组分实施例(质量份)及其性质
实施例5
聚酰亚胺多孔微球通过合成方法：
将一定比例的3,5-二氨基苯甲酸、和聚乙二醇单甲醚置于100mL三口圆底烧瓶中，按比例加入一定量的催化剂对甲基苯磺酸和携水剂甲苯，在N2保护下进行酯化反应。当体系温度达到65℃时恒温60min，使其混合均匀。继续升温至120℃进行回流。将得到热的粗产品倾入冷水中，缓慢加入固体碳酸钙至水溶液pH值＝7，用二氯甲烷和饱和食盐水对水溶液进行萃取，将得到的混合物进行减压蒸馏，得到粘稠状的接枝单体3，5一二氨基苯甲酸聚乙二醇单甲酯。
将得到的接枝单体与3,5-二氨基苯甲酸溶于DMF中作为分散相，将一定比例的Span85和Tween80复配分散于LP中作为连续相，混合两相持续搅拌至形成均一稳定的非水乳液体系。随后，将一定比例的均苯四甲酸二酐分批加入体系中聚合5h，得到聚酰胺酸乳液，逐滴加入吡啶/酸酐(摩尔比为1：1)进行化学亚胺化，反应2.5h，沉淀出含有接枝链的PI微球。PI微球经洗涤分离，分别在100、200、250和300℃停留30min，最后在180℃下进行热处理6h，即得目标产物。合成反应式如下：
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种稠油泡沫油驱系统，其特征在于：包括相并联的油驱系统和控制系统，所述油驱系统和控制系统通过若干管道与油井相连，所述管道的长度可调；所述油驱系统包括相并联的泡沫剂系统，生物处理系统和保护气系统。
2.如权利要求1所述的一种稠油泡沫油驱系统，其特征在于：所述保护气系统内装有混合保护气，所述混合保护气由78%氮气和22%氦气的组成。
3.如权利要求1或2所述的一种稠油泡沫油驱系统，其特征在于：所述控制系统包括相并联的采出液计量装置和回压系统。
4.如权利要求3所述的一种稠油泡沫油驱系统，其特征在于：所述泡沫剂系统包括相并联的冻胶溶液腔和起泡剂腔，所述冻胶溶液腔内盛有冻胶溶液，所述起泡剂腔内盛有起泡剂；所述生物处理系统包括相并联的臭氧发生器和脱硫菌室，所述脱硫菌室内设有脱硫菌液，所述脱硫菌液为脱硫菌-磷酸盐缓冲溶液。
5.如权利要求4所述的一种稠油泡沫油驱系统，其特征在于：所述油驱系统的油驱方法包括以下步骤，
步骤一，保护气系统向油井中通入混合保护气，使得油井中的气压达到3个标准大气压；
步骤三，向油井的底部通入浓度为0.0125g/mL的脱硫菌-磷酸盐缓冲溶液，通入5L后，向油井的底部通入80mL臭氧，再向油井的中部通入浓度为0.0125g/mL的脱硫菌-磷酸盐缓冲溶液，通入5L后，向油井中部通入50mL臭氧，保持油井内气压为3个标准大气压，放置3~4d；
步骤三，保护气系统继续向油井中通入混合保护气，当油井中的气压达到8个标准大气压时，采出液计量装置从0L开始计数，回压系统启动；
步骤四，冻胶溶液和起泡剂在温度8~10℃的条件下，按照摩尔比5:1均匀混合，混合均匀后加热至35~38℃后，通入油井中；
步骤五，采出液计量装置计数出液量，回压系统检测出液压力，每出液3kL则向油井中通入1个大气压的混合保护气，若出液压力大于800Pa，则向油井中通入冻胶溶液和起泡剂35~38℃的混合液。
6.如权利要求4或5所述的一种稠油泡沫油驱系统，其特征在于：所述冻胶溶液由质量份12~35份萜烯基聚酯，38~56份聚合物AP-P4，8~15份纳米TiO2，13~28份聚氧化丙烯二醇，5~13份双十烷基三甲基氯化铵，30~45份聚酰亚胺多孔微球和3~12份甲基丙烯酸甲酯组成。
7.如权利要求6所述的一种稠油泡沫油驱系统，其特征在于：所述起泡剂由质量份5~8份聚氧乙烯醚酰烷基醚醇，10~16份十八烷基二甲基甜菜碱，18~24份十二醇醚糖苷和27~35份水组成，所述起泡剂的pH为4。
8.如权利要求7所述的一种稠油泡沫油驱系统，其特征在于：所述脱硫菌-磷酸盐缓冲溶液的pH为5.4~6.7。
9.如权利要求7或8所述的一种稠油泡沫油驱系统，其特征在于：所述脱硫菌-磷酸盐缓冲溶液中包括浓度为0.034mg/L的二苯并噻吩。
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