CN107435533A - 基于纳米磁流体的采油系统及采油方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于纳米磁流体的采油系统及采油方法。基于纳米磁流体的采油系统，包括：注入水容器、磁流体容器、驱替液容器、高压泵组、电磁体；水及纳米磁流体在驱替液容器中均匀混合经第一驱替液输送管线进入高压泵组增压，然后经第二驱替液输送管线进入注水井。本发明伴随驱替过程监测驱替前缘，通过在低波及区域新钻磁源井、利用磁场对驱替液产生的强大吸引力，调整驱油方向及速度，有效动用剩余油，提高驱替效率。相对于传统钻新井、完善注采井网方法，具有成本低、可控性高的优点。

Description

基于纳米磁流体的采油系统及采油方法

技术领域

本发明属于石油天然气工程领域，具体地，涉及一种利用纳米磁流体作为驱替液，从而提高驱替波及范围、降低开采成本的采油系统及方法。

背景技术

注水技术是油田开发中的基础技术，是油田二次采油的重要方式、是油田增产稳产的前提。自20世纪50年代以来，国内油田已形成了一系列适应于不同油藏地质条件的注水工艺。

随着老油田开发进入后期以及特种地质油田投入开发，由于长期注水导致地下被冲刷出许多“优势通道”，以及储层的强非均质性、地下发育分布复杂、规律性差的裂缝等高渗通道，使得注入水波及范围小、大部分并未动用原油而直接从生产井采出，导致驱替效率降低。为解决该问题，通常在低波及区域打新井，从而完善注采井网、调整水驱方向，达到扩大波及范围、提高采收率的目的(袁向春,杨凤波.高含水期注采井网的重组调整[J].石油勘探与开发,2003,30(5):94-96)。然而，在当前国际原油价格下跌以及油气勘探开发难度逐年增加的形势下，国内钻井成本呈现逐年上升趋势。因此，如何通过新的采油技术提高油田及区块的驱替波及范围、降低开采成本已成为亟带解决的问题。

随着全球石油工业和纳米等技术的快速发展，“纳米油气”成为未来石油工业的发展方向，而相应的纳米油气驱替剂、纳米油气开采机器人等技术引起石油行业的关注。纳米磁流体作为一种新型功能材料，由于它的流动可以受到磁场的控制这一特性，目前国内外学者对纳米磁流体在石油工业中应用进行了探索性研究，具有广泛的应用前景。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种利用纳米磁流体作为驱替液，从而提高驱替波及范围、降低开采成本的采油系统及方法：首先注水开发，一段时间后，根据现场经验及结合示踪剂、油藏工程、油藏数值模拟等方法的驱替前缘检测技术，得到水驱波及范围展布；然后在注水低波及区域打上磁源井，并在井筒中放入电磁体；最后向地层中注入纳米磁流体驱替油藏，纳米磁流体在注入压力及磁场力的双重作用下，向磁源井方向驱替，从而提高油藏的驱替波及范围，达到提高采收率的目的。

为实现上述目的，本发明采用下述方案：

基于纳米磁流体的采油系统，包括：注入水容器、磁流体容器、驱替液容器、高压泵组、电磁体，其中：所述的注入水容器通过注入水输送管线与驱替液容器相连，磁流体容器通过磁流体输送管线与驱替液容器相连；所述的驱替液容器通过第一驱替液输送管线与高压泵组相连，高压泵组通过第二驱替液输送管线与注水井的井筒相连；所述的电磁体布置在磁源井井筒内。

相对于现有技术，本发明具有如下有益效果：

1、相对于传统的生产井，磁源井井筒短、结构简单，因此钻井成本低。

2、通过调整磁源井位置、井中电磁体的磁通量及纳米磁流体含量，可以灵活控制、改变驱替液在油层中的驱替方向和速度，该区域的波及范围，进而提高整个油藏的驱替效率。

3、纳米磁流体在磁场力作用下，克服部分毛管力进入微小孔隙喉道，从而将束缚在该孔隙喉道内的原油驱替出来，一定程度上起到提高洗油效率的作用。

附图说明

图1为采油系统示意图；

图中：1、注入水容器；2、磁流体容器；3、驱替液容器；4、高压泵组；5、注入水输送管线；6、磁流体输送管线；7、第一驱替液输送管线；8、第二驱替液输送管线；9、注入井；10、生产井；11、磁源井；12、电磁体；13、地面；14、储层。

具体实施方式

如图1所示，基于纳米磁流体的采油系统，包括：注入水容器1、磁流体容器2、驱替液容器3、高压泵组4、电磁体12，其中：所述的注入水容器1通过注入水输送管线5与驱替液容器3相连，磁流体容器2通过磁流体输送管线6与驱替液容器3相连；所述的驱替液容器3通过第一驱替液输送管线7与高压泵组4相连，高压泵组4通过第二驱替液输送管线8与注入井9的井筒相连；所述的驱替液通过第一驱替液输送管线7进入高压泵组4增压，经增压后的高压驱替液经第二驱替液输送管线8进入注入井9的井筒最终到达储层14。所述的电磁体12布置在磁源井11井筒中，电磁体12通过通入电流产生高通量外加磁场，使注入目标油层中的纳米磁流体受到来自磁源井方向的强大吸引力。

注入水容器1中储存水，磁流体容器2中储存纳米磁流体，纳米磁流体是稳定的胶状液体，由直径为纳米量级的磁性固体颗粒、基载液和分散剂三者混合而成；水与纳米磁流体按一定体积比例进入驱替液容器3中进行均匀混合后形成驱替液，通过调整水与纳米磁流体的混合比例获得不同磁性强度的驱替液。

基于纳米磁流体的采油方法，采用上述采油系统，具体步骤如下：

步骤1：布置施工现场

将注入水容器1、磁流体容器2中放入相应流体，并分别通过相应管线与驱替液容器3相连；将驱替液容器3通过第一驱替液输送管线7与高压泵组4相连；将高压泵组4通过第二驱替液输送管线8与注入井9井筒相连；

步骤2：打开注入水容器，然后通过第一驱替液输送管线7输送至高压泵组4，增压后经第二驱替液输送管线8进入注入井9井筒中驱替油藏；

步骤3：根据现场经验及结合示踪剂、油藏工程、油藏数值模拟等方法的驱替前缘检测技术，得到驱替波及范围展布；

步骤4：在低波及区域打上磁源井11，并在井筒中放置电磁体12；

步骤5：将纳米磁流体和水在驱替液容器3中均匀混合，然后通过第一驱替液输送管线7输送至高压泵组4，增压后经第二驱替液输送管线8进入注入井9井筒中驱替油藏；

步骤6：随着混合纳米磁流体的驱替液不断被注入储层中，启动电磁体12，驱替液在强大磁吸引力作用下向磁源井所在区域，即低波及区域驱替；

步骤7：评估驱油效果并相应调节水、纳米磁流体混合比例以及电磁体磁通量；

步骤8：重复步骤3-7，根据驱替前缘、驱替效果，通过在低波及区域周围布置磁源井，灵活控制、改变驱替液在油层中的流动方向和速度，提高油藏整体波及范围及驱替效率，有效动用剩余油，提高原油采收率。

Claims (5)

1.一种基于纳米磁流体的采油系统，包括：注入水容器、磁流体容器、驱替液容器、高压泵组、电磁体，其特征在于：所述的注入水容器通过注入水输送管线与驱替液容器相连，磁流体容器通过磁流体输送管线与驱替液容器相连；所述的驱替液容器通过第一驱替液输送管线与高压泵组相连，高压泵组通过第二驱替液输送管线与注入井的井筒相连；所述的电磁体布置在磁源井筒内。

2.根据权利要求1所述的基于纳米磁流体的采油系统，其特征在于：注入水容器中储存水，磁流体容器中储存纳米磁流体，水、纳米磁流体按一定体积比例进入驱替液容器中进行均匀混合后形成驱替液，通过调整水与纳米磁流体的混合比例获得不同磁性强度的驱替液。

3.根据权利要求1-2所述的基于纳米磁流体的采油系统，其特征在于：纳米磁流体是稳定的胶状液体，由直径为纳米量级的磁性固体颗粒、基载液和分散剂三者混合而成。

4.根据权利要求1-3所述的基于纳米磁流体的采油系统，其特征在于：电磁体布置在磁源井井筒内，通过通入电流产生高通量外加磁场。

5.一种基于纳米磁流体的采油方法，采用权利要求1-4所述的系统，其特征在于，具体步骤如下：

步骤1：布置施工现场

将注入水容器、磁流体容器中放入相应流体，并分别通过相应管线与驱替液容器相连；将驱替液容器通过第一驱替液输送管线与高压泵组相连；将高压泵组通过第二驱替液输送管线与注入井井筒相连；

步骤2：打开注入水容器，然后通过第一驱替液输送管线输送至高压泵组，增压后经第二驱替液输送管线进入注入井井筒中驱替油藏；

步骤3：根据现场经验及结合示踪剂、油藏工程、油藏数值模拟等方法的驱替前缘检测技术，得到驱替波及范围展布；

步骤4：在低波及区域打上磁源井，并在井筒中放置电磁体；

步骤5：将纳米磁流体和水在驱替液容器中均匀混合，然后通过第一驱替液输送管线输送至高压泵组，增压后经第二驱替液输送管线进入注入井井筒中驱替油藏；

步骤6：随着混合纳米磁流体的驱替液不断被注入储层中，启动电磁体，驱替液在强大磁吸引力作用下向磁源井所在区域，即低波及区域驱替；

步骤7：评估驱油效果并相应调节水、纳米磁流体混合比例以及电磁体磁通量；

步骤8：重复步骤3-7，根据驱替前缘、驱替效果，通过在低波及区域周围布置磁源井，灵活控制、改变驱替液在油层中的流动方向和速度，提高油藏整体波及范围及驱替效率，有效动用剩余油，提高原油采收率。