CN106811188A - 一种泡沫辅助二氧化碳吞吐的采油方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种泡沫辅助二氧化碳吞吐的采油方法，属于提高原油采收率技术领域。所述采油方法为：从油井依次向油藏注入泡沫前置段塞、二氧化碳主体段塞、泡沫后置段塞、封堵剂段塞以及水；焖井预设时间后开井进行原油开采；所述泡沫前置段塞和所述泡沫后置段塞包括以下质量百分比的组分：双子表面活性剂，1.00％～5.00％；部分水解聚丙烯酰胺，0.01％～0.05％；氮气，1.00％～10.00％；水，余量；所述封堵剂段塞包括以下质量百分比的组分：部分水解聚丙烯酰胺，0.30％～0.50％；交联剂，0.30％～0.60％；除氧剂，0.01％～0.02％；pH调节剂，0.01％～0.02％；水，余量。采用该采油方法能够有效避免二氧化碳窜流，提高二氧化碳利用率，提高原油采收率。
Description
技术领域
本发明涉及提高原油采收率技术领域，特别涉及一种泡沫辅助二氧化碳吞吐的采油方法。
背景技术
二氧化碳吞吐采油技术是一项重要的提高原油采收率技术，在大庆油田、吉林油田以及冀东油田等油田得到广泛的应用。二氧化碳吞吐采油技术是指在一定压力下向油层中注入一定量的二氧化碳，焖井一段时间使二氧化碳在地层中扩散并溶解于原油中后，开井生产。
二氧化碳吞吐采油技术能够提高原油采收率的机理在于：将二氧化碳注入油层后，二氧化碳将溶解在原油和地层水中使原油和地层水碳酸化。二氧化碳溶解于原油后，能够使原油粘度显著下降，从而提高原油的流度；而二氧化碳溶于水后，会使水的粘度提高20％以上，从而降低水的流度。因此，二氧化碳能够改善原油和地层水的流度比，扩大波及体积，从而提高原油的采收率。此外，二氧化碳还能够使原油体积膨胀，萃取和汽化原油中的轻烃，降低油水界面张力，减小油相流动阻力，进一步提高原油的采收率。
在实现本发明的过程中，本发明人发现现有技术中至少存在以下问题：由于油藏储层的非均质性，经过多轮二氧化碳吞吐后，二氧化碳会沿着储层中的高渗透带或大孔道窜流，波及范围大幅缩小；在开井生产时，二氧化碳还会沿着注入时的孔道原路返回，造成了二氧化碳的无效循环；从而导致现有的二氧化碳吞吐采油技术不能很好地起到提高原油采收率的作用。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明提供一种能够防止二氧化碳窜流以及无效循环的泡沫辅助二氧化碳吞吐的采油方法。
具体而言，包括以下的技术方案：
一种泡沫辅助二氧化碳吞吐的采油方法，所述采油方法为：从油井依次向油藏注入泡沫前置段塞、二氧化碳主体段塞、泡沫后置段塞、封堵剂段塞以及水；焖井预设时间后开井进行原油开采；
所述泡沫前置段塞和所述泡沫后置段塞包括以下质量百分比的组分：
双子表面活性剂，1.00％～5.00％；部分水解聚丙烯酰胺，0.01％～0.05％；氮气，1.00％～10.00％；水，余量；
所述封堵剂段塞包括以下质量百分比的组分：部分水解聚丙烯酰胺，0.30％～0.50％；交联剂，0.30％～0.60％；除氧剂，0.01％～0.02％；pH调节剂，0.01％～0.02％；水，余量。
进一步地，所述泡沫前置段塞的注入量为50t～200t；所述二氧化碳主体段塞的注入量为100t～600t；所述泡沫后置段塞的注入量为100t～500t；所述封堵剂段塞的注入量为20t～50t；所述水的注入量为30t～50t。
进一步地，所述泡沫前置段塞以5t/h～10t/h的排量注入；所述二氧化碳主体段塞以2t/h～5t/h的排量注入；所述泡沫后置段塞以5t/h～10t/h的排量注入；所述封堵剂段塞以2t/h～5t/h的排量注入。
进一步地，所述双子表面活性剂为磺酸盐型双子表面活性剂。
进一步地，所述泡沫前置段塞和所述泡沫后置段塞中的部分水解聚丙烯酰胺的粘均分子量为3.0×106～1.2×107，水解度为18％～25％。
进一步地，所述封堵剂段塞中的部分水解聚丙烯酰胺的粘均分子量为1.2×107～2.5×107，水解度为20％～30％。
进一步地，所述交联剂包括甲醛和间苯二酚，所述甲醛和所述间苯二酚的重量比为5:1～2:1。
进一步地，所述除氧剂为亚硫酸钠。
进一步地，所述pH调节剂为草酸。
进一步地，所述泡沫前置段塞和所述泡沫后置段塞的制备方法为：首先将部分水解聚丙烯酰胺溶解于水中得到部分水解聚丙烯酰胺溶液；然后向所述部分水解聚丙烯酰胺溶液中加入所述双子表面活性剂，搅拌使所述双子表面活性剂完全溶解，得到泡沫基液；将所述泡沫基液与氮气一起通入泡沫发生器即得所述泡沫前置段塞和所述泡沫后置段塞。
进一步地，所述封堵剂段塞的制备方法为：首先将部分水解聚丙烯酰胺溶解于水中得到部分水解聚丙烯酰胺溶液；向所述部分水解聚丙烯酰胺溶液中加入交联剂，交联剂完全溶解后再加入除氧剂、pH调节剂，混合均匀后即得所述封堵剂段塞。
进一步地，所述焖井的预设时间为20天～40天。
上述泡沫辅助二氧化碳吞吐的采油方法适用于各种工况条件的油藏，尤其适用于以下工况条件的油藏：油藏以注入水、边水或者底水驱动；油藏埋深为2300m～4500m；油藏的原油在65℃下的黏度为1mPa.s～50mPa.s；油藏的温度为50℃～95℃；油藏的平均孔隙度15％～30％，平均渗透率1mD～100mD；油藏的采出程度为30％以下；油藏的地层压力系数为0.75以上；油藏的饱和压力为3MPa～15MPa。
本发明实施例提供的技术方案的有益效果是：
本发明实施例提供的泡沫辅助二氧化碳吞吐的采油方法中，在二氧化碳主体段塞前后分别注入泡沫前置段塞和泡沫后置段塞。泡沫前置段塞和泡沫后置段塞中的双子表面活性剂和氮气相互作用，形成大量泡沫。泡沫能够对储层中的高渗透带和大孔道进行封堵，避免二氧化碳窜流，扩大二氧化碳的波及范围；泡沫还具有油水选择性，在封堵水流通道时不会对油流通道形成段塞，而且泡沫对大孔道具有较强的封堵作用，而对小孔道的封堵作用较弱，因此不会影响原油的正常开采。注入的封堵剂段塞中的部分水解聚丙烯酰胺在交联剂的作用下发生交联反应形成凝胶，也起到封堵孔道作用，防止在开井生产过程中二氧化碳沿注入时的孔道原路返回，提高二氧化碳的利用效率。综上，本发明实施例提供的泡沫辅助二氧化碳吞吐的采油方法工艺简单、适用范围广，能够有效避免二氧化碳窜流，提高二氧化碳利用率，从而提高原油采收率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本发明实施例提供的泡沫辅助二氧化碳吞吐采油方法与单纯的二氧化碳吞吐采油方法的效果对比图。
具体实施方式
为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施方式作进一步地详细描述。
本发明实施例提供一种泡沫辅助二氧化碳吞吐的采油方法，该采油方法为：从油井依次向油藏注入泡沫前置段塞、二氧化碳主体段塞、泡沫后置段塞、封堵剂段塞以及水；焖井预设时间后开井进行原油开采。
其中，泡沫前置段塞和泡沫后置段塞包括以下质量百分比的组分：双子表面活性剂，1.00％～5.00％；部分水解聚丙烯酰胺，0.01％～0.05％；氮气，1.00％～10.00％；水，余量。
封堵剂段塞包括以下质量百分比的组分：部分水解聚丙烯酰胺，0.30％～0.50％；交联剂，0.30％～0.60％；除氧剂，0.01％～0.02％；pH调节剂，0.01％～0.02％；水，余量。
本发明实施例提供的泡沫辅助二氧化碳吞吐的采油方法中，在二氧化碳主体段塞前后分别注入泡沫前置段塞和泡沫后置段塞，泡沫前置段塞和泡沫后置段塞中的双子表面活性剂和氮气相互作用形成大量泡沫。泡沫能够对储层中的高渗透带和大孔道进行封堵，避免二氧化碳窜流，扩大二氧化碳的波及范围。泡沫还具有油水选择性，在封堵水流通道时不会对油流通道形成段塞，而且泡沫对大孔道具有较强的封堵作用，而对小孔道的封堵作用较弱，因此不会影响原油的正常开采。注入泡沫后置段塞后在注入封堵剂段塞，封堵剂段塞中的部分水解聚丙烯酰胺在交联剂的作用下发生交联反应形成凝胶，封堵二氧化碳注入时的孔道，防止在开井生产过程中二氧化碳沿注入时的孔道原路返回，从而提高二氧化碳的利用效率。注入封堵剂段塞后再注入水，使残留在油井井筒内的泡沫前置段塞、二氧化碳、泡沫后置段塞以及封堵剂段塞等进入储层。
综上，本发明实施例提供的泡沫辅助二氧化碳吞吐的采油方法工艺简单、适用范围广，能够有效避免二氧化碳窜流，提高二氧化碳利用率，从而提高原油采收率。
在上述的采油方法中，泡沫前置段塞、二氧化碳主体段塞、泡沫后置段塞、封堵剂段塞以及水的注入量没有严格限定，本领域技术人员可以根据油藏的实际工况条件进行设定。优选的泡沫前置段塞的注入量为50t～200t，例如可以是60t、80t、100t、120t、150t、160t、180t等；二氧化碳主体段塞的注入量为100t～600t，例如可以是150t、200t、250t、300t、350t、400t、450t、500t、550t等；泡沫后置段塞的注入量为100t～500t，例如可以是150t、200t、250t、300t、350t、400t、450t；封堵剂段塞的注入量为20t～50t，例如可以是25t、30t、35t、40t、45t等；水的注入量为30t～50t，例如可以是35t、40t、45t等。
在上述的采油方法中，泡沫前置段塞、二氧化碳主体段塞、泡沫后置段塞以及封堵剂段塞注入时的排量也没有严格的限定，本领域技术人员可以根据实际情况进行设定。作为优选，泡沫前置段塞以5t/h～10t/h的排量注入，例如可以是6t/h、7t/h、8t/h、9t/h等；二氧化碳主体段塞以2t/h～5t/h的排量注入，例如可以是3t/h、4t/h等；泡沫后置段塞以5t/h～10t/h的排量注入，例如可以是6t/h、7t/h、8t/h、9t/h；封堵剂段塞以2t/h～5t/h的排量注入，例如可以是3t/h、4t/h等。
在上述的采油方法中，双子表面活性剂是两个或两个以上的同一或几乎同一的表面活性剂单体，在亲水头基或靠近亲水头基附近用联接基团将这两亲成份联接在一起，形成的表面活性剂。双子表面活性剂在泡沫前置段塞和泡沫后置段塞中作为起泡剂。双子表面活性剂优选磺酸盐型双子表面活性剂。
在上述的采油方法中，泡沫前置段塞和所述泡沫后置段塞中的部分水解聚丙烯酰胺作为稳泡剂，其粘均分子量优选3.0×106～1.2×107，例如可以是4.0×106、5.0×106、6.0×106、7.0×106、8.0×106、9.0×106、10.0×106、11.0×106等；其水解度优选18％～25％，例如可以为20％、22％、24％等。
在上述的采油方法中，封堵剂段塞中的部分水解聚丙烯酰胺的粘均分子量优选1.2×107～2.5×107，例如可以是1.4×107、1.5×107、1.6×107、1.8×107、2.0×107、2.2×107、2.4×107等；其水解度优选为20％～30％，例如可以是22％、24％、25％、26％、28％等。
在上述的采油方法中，封堵剂段塞中的交联剂的具体种类没有严格限定，只要能够使部分水解聚丙烯酰胺交联形成凝胶即可。优选甲醛和间苯二酚复配的复合交联剂，与采用单一交联剂相比，该复合交联剂能够较快交联速度并提高交联后所得凝胶的强度。甲醛和间苯二酚的重量比为优选为5:1～2:1，例如可以是4:1、3:1等。
在上述的采油方法中，由于间苯二酚容易被氧化，因此封堵剂段塞中还添加有除氧剂来除去储层孔道中的氧气。本发明实施例中除氧剂优选亚硫酸钠。
在上述的采油方法中，由于部分水解聚丙烯酰胺在一定pH值条件下才能进行凝胶反应，因此封堵剂段塞中还需要添加pH调节剂来使封堵剂段塞的pH值适合部分水解聚丙烯酰胺进行交联反应。本发明实施例中pH调节剂优选草酸。
在上述的采油方法中，泡沫前置段塞和泡沫后置段塞可以采用以下方法制备得到：首先将部分水解聚丙烯酰胺溶解于水中得到部分水解聚丙烯酰胺溶液；然后向所述部分水解聚丙烯酰胺溶液中加入所述双子表面活性剂，搅拌使所述双子表面活性剂完全溶解，得到泡沫基液；将所述泡沫基液与氮气一起通入泡沫发生器即得所述泡沫前置段塞和所述泡沫后置段塞。
在上述的采油方法中，所述封堵剂段塞的制备方法为：首先将部分水解聚丙烯酰胺溶解于水中得到部分水解聚丙烯酰胺溶液；向所述部分水解聚丙烯酰胺溶液中加入交联剂，交联剂完全溶解后再加入除氧剂、pH调节剂，混合均匀后即得所述封堵剂段塞。
在上述的采油方法中，焖井的预设时间为没有严格的限定，本领域技术人员可以根据实际情况确定，优选焖井20天～40天。
上述泡沫辅助二氧化碳吞吐的采油方法适用于各种工况条件的油藏，尤其适用于以下工况条件的油藏：油藏以注入水、边水或者底水驱动；油藏埋深为2300m～4500m；油藏的原油在65℃下的黏度为1mPa.s～50mPa.s；油藏的温度为50℃～95℃；油藏的平均孔隙度15％～30％，平均渗透率1mD～100mD；油藏的采出程度为30％以下；油藏的地层压力系数为0.75以上；油藏的饱和压力为3MPa～15MPa。
下面通过室内岩心模拟实验来对上述泡沫辅助二氧化碳吞吐的采油方法作进一步详细说明，并与单纯的二氧化碳吞吐采油方法进行对比。
实施例1
本实施例中，由于室内岩心模拟实验中所用岩心的体积较小，因此在实施例1中泡沫前置段塞、二氧化碳主体段塞、泡沫后置段塞、封堵剂段塞以及水的注入量按比例相应减少。
一、制备泡沫前置段塞、泡沫后置段塞以及封堵剂段塞
1.1制备泡沫前置段塞及泡沫后置段塞
首先配制泡沫基液，在配液罐中加入95.20g清水，再加入0.05g的粘均分子量为5.0×106、水解度为22％的部分水解聚丙烯酰胺，搅拌使其溶解完全得到部分水解聚丙烯酰胺溶液；向该部分水解聚丙烯酰胺溶液中加入3.50g双子表面活性剂双十四酸乙二酯双磺酸盐，搅拌使其溶解完全后即得上述泡沫基液。然后将配制的泡沫基液与1.25g氮气一起通入泡沫发生器即得泡沫前置段塞及泡沫后置段塞。
1.2制备封堵剂段塞
首先在配液罐中加入98.46g清水，再加入0.40g的粘均分子量为2.0×107、水解度为25％的部分水解聚丙烯酰胺，搅拌使其溶解完全得到部分水解聚丙烯酰胺溶液；向该部分水解聚丙烯酰胺溶液中加入1.00g甲醛溶液(质量浓度为40％)和0.10g间苯二酚，搅拌使其溶解完全；向上述溶液中加入0.02g亚硫酸钠、0.02g草酸，搅拌混合均匀后即得封堵剂段塞。
二、岩心实验
2.1泡沫辅助二氧化碳吞吐岩心实验按照以下步骤进行：
(1)、准备岩心样品，本实施例所用岩心样品的长度为30cm、直径为3cm；岩心样品的渗透率为69mD、孔隙度为34.6％；连接实验流程，本实施例的实验温度为65℃。
(2)、以3.0mL/min的排量让岩心样品饱和矿化度为7530mg/L的地层水，再以0.5mL/min的排量让岩心样品饱和原油，然后老化48h；所用原油在65℃下的黏度为11.8mPa.s。
(3)、用矿化度为1220mg/L的清水以0.5mL/min的排量驱替岩心中的原油，直到含水率达到90％。
(4)、以0.5mL/min的排量反向注入泡沫前置段塞2.5g。
(5)、以0.5mL/min的排量反向注入二氧化碳7.5g。
(6)、以0.5mL/min的排量反向注入泡沫后置段塞5.0g。
(7)、以0.5mL/min的排量反向注入封堵剂段塞1.0g。
(8)、再以0.5mL/min的排量反向注入1.5g矿化度为1220mg/L的清水顶替。
(9)、放置30d后，测定出油量，计算采出程度。
2.2单纯二氧化碳吞吐岩心实验按照以下步骤进行：
(1)、准备岩心样品，本实施例所用岩心样品的长度为30cm、直径为3cm；岩心样品的渗透率为71mD、孔隙度为34.9％；连接实验流程，本实施例的实验温度为65℃。
(2)、以3.0mL/min的排量让岩心样品饱和矿化度为7530mg/L的地层水，再以0.5mL/min的排量让岩心样品饱和原油，然后老化48h；所用原油在65℃下的黏度为11.8mPa.s。
(3)、用矿化度为1220mg/L的清水以0.5mL/min的排量驱替岩心中的原油，直到含水率达到90％。
(4)、以0.5mL/min的排量反向注入2.5g矿化度为1220mg/L的清水。
(5)、以0.5mL/min的排量反向注入二氧化碳7.5g。
(6)、以0.5mL/min的排量反向注入7.5g矿化度为1220mg/L的清水。
(7)、放置30d后，测定出油量，计算采出程度。
三、岩心实验结果：由图1可知，实施泡沫辅助二氧化碳吞吐后再进行生产，采出程度提高13.1％；实施单纯二氧化碳吞吐后再进行生产，采出程度提高7.2％；泡沫辅助二氧化碳吞吐的提高采出程度比单纯二氧化碳吞吐高5.9个百分点，表现出较强的增油能力。
以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案，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 (11)
1.一种泡沫辅助二氧化碳吞吐的采油方法，其特征在于，所述采油方法为：从油井依次向油藏注入泡沫前置段塞、二氧化碳主体段塞、泡沫后置段塞、封堵剂段塞以及水；焖井预设时间后开井进行原油开采；
所述泡沫前置段塞和所述泡沫后置段塞包括以下质量百分比的组分：
双子表面活性剂，1.00％～5.00％；
部分水解聚丙烯酰胺，0.01％～0.05％；
氮气，1.00％～10.00％；
水，余量；
所述封堵剂段塞包括以下质量百分比的组分：
部分水解聚丙烯酰胺，0.30％～0.50％；
交联剂，0.30％～0.60％；
除氧剂，0.01％～0.02％；
pH调节剂，0.01％～0.02％；
水，余量。
2.根据权利要求1所述的采油方法，其特征在于，所述泡沫前置段塞的注入量为50t～200t；
所述二氧化碳主体段塞的注入量为100t～600t；
所述泡沫后置段塞的注入量为100t～500t；
所述封堵剂段塞的注入量为20t～50t；
所述水的注入量为30t～50t。
3.根据权利要求2所述的采油方法，其特征在于，所述泡沫前置段塞以5t/h～10t/h的排量注入；
所述二氧化碳主体段塞以2t/h～5t/h的排量注入；
所述泡沫后置段塞以5t/h～10t/h的排量注入；
所述封堵剂段塞以2t/h～5t/h的排量注入。
4.根据权利要求1所述的采油方法，其特征在于，所述双子表面活性剂为磺酸盐型双子表面活性剂。
5.根据权利要求1所述的采油方法，其特征在于，所述泡沫前置段塞和所述泡沫后置段塞中的部分水解聚丙烯酰胺的粘均分子量为3.0×106～1.2×107，水解度为18％～25％。
6.根据权利要求1所述的采油方法，其特征在于，所述封堵剂段塞中的部分水解聚丙烯酰胺的粘均分子量为1.2×107～2.5×107，水解度为20％～30％。
7.根据权利要求1所述的采油方法，其特征在于，所述交联剂包括甲醛和间苯二酚，所述甲醛和所述间苯二酚的重量比为5:1～2:1。
8.根据权利要求1所述的采油方法，其特征在于，所述除氧剂为亚硫酸钠。
9.根据权利要求1所述的采油方法，其特征在于，所述pH调节剂为草酸。
10.根据权利要求1所述的采油方法，其特征在于，所述焖井的预设时间为20天～40天。
11.根据权利要求1所述的采油方法，其特征在于，所述油藏的工况条件为：所述油藏以注入水、边水或者底水驱动；所述油藏埋深为2300m～4500m；所述油藏的原油在65℃下的黏度为1mPa.s～50mPa.s；所述油藏的温度为50℃～95℃；所述油藏的平均孔隙度15％～30％，平均渗透率1mD～100mD；所述油藏的采出程度为30％以下；所述油藏的地层压力系数为0.75以上；所述油藏的饱和压力3MPa～15MPa。
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