CN107605444A - 一种稠油油藏聚合物驱油方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种稠油油藏聚合物驱油方法，包括：在目标稠油油藏内选择中心井为水平井，边角井为直井的注采井网，并以所述水平井作为注入井，所述直井作为采油井；向所述水平井中注入乳化降粘剂溶液；完成乳化降粘剂溶液的注入后，向所述水平井连续注入浓度依次升高的聚合物溶液，依次形成前置保护段塞、主体段塞和后置保护段塞；完成后置保护段塞的注入后，继续注入顶替液；在向所述水平井中注入乳化降粘剂溶液和聚合物溶液的同时收集所述直井中采出的稠油。本发明的驱油方法，丰富了针对稠油油藏，尤其是薄层稠油油藏的开采手段，并且显著改善了聚驱技术的开采效果，大幅度提高稠油油藏的开采水平。

Description

一种稠油油藏聚合物驱油方法

技术领域

本发明涉及油田开采技术领域，具体涉及一种稠油油藏聚合物驱油方法。

背景技术

目前，稠油油藏主要以蒸汽热采为主，但是以蒸汽吞吐和HDCS吞吐方式开发薄层稠油油藏水平井，加热半径有限、泄油半径小，井间剩余油富集，采收率仅为15％-20％，仍有大量的剩余油难以采出，并且热损失在65％以上，导致开发效益差；同时在稠油油藏中进行水平井蒸汽驱，油汽粘度比高达数十万，易汽窜，现场实践表明水平井钻遇高渗条带比例高，汽窜几率更大，使得水平井蒸汽驱难以实现均衡驱替。

聚合物驱是一种油田三次采油技术，它可以通过在水相中加入聚合物降低油水相粘度比、扩大波及体积提高油藏采收率。然而聚合物在注入油层过程中，会受到多方面的机械剪切作用，特别是采用直井注聚的油藏中近井地带由于注入溶液的流速较快，会导致聚合物溶液性能受到一定程度的破坏。水平井注聚较直井注聚其井筒与地层具有更大的接触面积，作为注入井，在相同的注入速度下，水平井的注入强度(m³/(m·d))更低，因此可以减弱近井地带高速剪切作用对聚合物溶液的破坏，同时水平井注聚减小了注入时所要克服的阻力提高了聚合物溶液的注入能力。目前在国内普通稠油油藏主要采用直井聚驱，而该方法主要适用于地层条件下原油粘度为50-120mPa·s的普通稠油；国外稠油油藏中有应用水平井聚合物驱开采的案例，但是由于地层中存在渗透率较高的高渗条带，稠油油藏油水相的粘度差很大，水平井直接采用聚合物进行驱替，波及范围小，具有极大的风险发生聚窜，从而导致聚驱效果差。

发明内容

鉴于上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种针对稠油油藏，尤其是薄层稠油油藏的聚合物驱油方法，通过水平井与直井混合的注采井网以及乳化降粘剂与分段注入的聚合物驱相配合的注入体系，能够提高注入井的注入能力，实现聚合物在油层中的有效扩散，从而大幅度提高稠油油藏的原油采收率。

本发明的一个实施方式在于提供一种稠油油藏聚合物驱油方法，包括：

在目标稠油油藏内选择中心井为水平井，边角井为直井的注采井网，并以所述水平井作为注入井，所述直井作为采油井；

向所述水平井中注入乳化降粘剂溶液；

完成乳化降粘剂溶液的注入后，向所述水平井连续注入浓度依次升高的聚合物溶液，依次形成前置保护段塞、主体段塞和后置保护段塞；

完成后置保护段塞的注入后，继续注入顶替液；

在向所述水平井中注入乳化降粘剂溶液和聚合物溶液的同时收集所述直井中采出的稠油。

根据本发明，通过以水平井作为注入井，能够扩大井筒与油层的接触面积，并且减少聚驱时直井井筒的高速剪切作用对聚合物性能的损耗，从而提高注入井的注入能力；并且，通过在聚驱前先注入乳化降粘剂溶液，能够降低油相的界面张力和粘度，减小原油与聚合物溶液的粘度比，有利于提高聚合物的扩散效果；进一步的，通过连续注入浓度依次升高的聚合物溶液，依次形成前置保护段塞、主体段塞和后置保护段塞，能够更好的保障聚合物在油层中的有效扩散，从而能够显著提高开采水平。

根据本发明，所述注采井网可以具体的列举为反5点井网、反7点井网、反9点井网等。

根据本发明，上述驱油方法可根据目标油藏的实际需要反复进行。

在本发明的一个优选的实施方式中，所述聚合物溶液的粘度为42-320mPa·s。

本申请的发明人经研究发现，若聚合物的相对分子量低于上述范围的下限，则聚合物溶液的粘度恐不足以起到扩大驱油体积的作用；若聚合物的相对分子量高于上述范围的上限，则恐会出现注入困难的问题。通过将所述聚合物的相对分子量限定在上述范围内，既能够保证聚合物溶液在现场应用时具有较理想的注入能力和注入效率，又能使聚合物分子在水溶液中具有较好的溶解性、剪切稳定性以及适当的粘度，从而保证聚合物溶液有效的驱替作用，改善聚驱效果，提高开采水平。

在本发明的另一个优选的实施方式中，所述聚合物为水溶性疏水缔合聚合物，优选为二甲基十六烷基烯丙基氯化铵/丙烯酰胺共聚物、(丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/十八烷基二甲基烯丙基氯化铵)三元共聚物、(丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/十六烷基二甲基烯丙基氯化铵)三元共聚物中的至少一种。所述聚合物溶液优选为聚合物溶于水得到的聚合物的水溶液。

在本发明的另一个优选的实施方式中，所述用于形成前置保护段塞的聚合物溶液的浓度为1200-1500mg/L，粘度为42-60mPa·s。该聚合物的注入量可根据目标油藏的性质和条件进行选择，优选为0.1-0.2PV。

本申请的发明人经研究发现，聚合物溶液在注入后，会与地层矿化水混合，导致其浓度较低，不能有效的发挥驱替作用，而通过以上述特定用量和浓度范围注入聚合物溶液，形成前置保护段塞，能够保护之后注入的聚合物溶液不因地层矿化水的存在而影响其发挥驱替作用。并且，也避免了大量高浓度聚合物溶液的浪费，节约了开采成本。

在本发明的另一个优选的实施方式中，所述用于形成主体段塞的聚合物溶液的浓度为2250-3200mg/L，粘度为110-180mPa·s。按照上述特定的浓度注入聚合物溶液，形成主体段塞，能够实现较好的聚驱效果，提高开采水平。该聚合物的注入量可根据目标油藏的性质和条件进行选择，优选为0.2-0.5PV。

在本发明的另一个优选的实施方式中，所述用于形成后置保护段塞的聚合物溶液的浓度为3200-4500mg/L，粘度为180-300mPa·s。本申请的发明人经研究发现，由于地层条件的非均质性，注入的聚合物溶液有时会向某些高渗通道窜流，而无法充分与稠油混合，发挥驱替作用，通过以上述特定的浓度注入聚合物的水溶液，形成后置保护段塞，能够提高驱替相浓度，增加高渗带阻力，扩大驱油体积，更有助于实现聚合物溶液在油层中的有效扩散。另一方面，后置保护段塞还能保护主体段塞的聚合物的水溶液不被之后注入的顶替液稀释，从而保障了聚驱效果。该聚合物的注入量可根据目标油藏的性质和条件进行选择，优选为0.1-0.2PV。

在本发明的另一个优选的实施方式中，所述乳化降粘剂包括脂肪醇醚磺酸盐类表面活性剂。脂肪醇醚磺酸盐类表面活性剂作为一种复合表面活性剂，因其分子结构中既含有非离子型表面活性剂的亲水基：烷氧基，又含有阴离子型表面活性剂的亲水基：磺酸基，易溶于水，并且具有很高的抗盐抗高温能力，化学稳定性优异，特别适用于三次采油技术。根据目标油藏的性质和条件，还可以选择脂肪醇醚磺酸盐与石油磺酸盐等助剂形成复配体系进行使用。

在本发明的另一个优选的实施方式中，所述乳化降粘剂溶液优选为乳化降粘剂溶于水得到的乳化降粘剂的水溶液，所述乳化降粘剂溶液的浓度为300-1500mg/L。将所述乳化降粘剂溶液的浓度控制在上述范围内，能够有效降低原油粘度，减小其与聚合物溶液的粘度比，有助于聚合物溶液驱油作用的发挥。该乳化降粘剂溶液的注入量可根据目标油藏的性质和条件进行选择，优选为0.2-0.5PV。

在本发明的另一个优选的实施方式中，所述聚合物溶液的注入速度为0.5-2t/h。

本申请的发明人经研究发现，根据油藏的温度、厚度、渗透率等条件，可在上述范围内调整注入速度。若注入速度低于0.5t/h，则严重影响驱油效率，从开采成本的角度不优选；若注入速度高于2t/h，则对聚合物的水溶液的剪切作用明显，影响聚合物的水溶液的性能。

在本发明的另一个优选的实施方式中，所述乳化降粘剂溶液的注入速度为1-2.5t/h。

本发明的驱油方法，丰富了针对稠油油藏，尤其是薄层稠油油藏的开采手段，并且显著改善了聚驱技术的开采效果；通过水平井与直井混合的注采井网以及乳化降粘剂与分段注入的聚合物驱相配合的注入体系，能够提高注入井的注入能力，实现聚合物在油层中的有效扩散，改善聚驱效果，从而大幅度提高稠油油藏的开采水平。

附图说明

附图1是根据本发明的实施例1的聚驱流程图。

具体实施方式

下述实施例仅用于对本发明进行详细说明，但应理解的是本发明的范围并不限于下述实施例。

在下述实施例和对比例中，以特定地质条件(油层有效厚度为3m，孔隙度为35％，原始含油饱和度为0.61，原油粘度为900mPa·s)的稠油油藏为研究对象，采用CMG软件对实施例和对比例的开采效果进行数值模拟研究。

在下述实施例中，所述粘度按照GB-T 10247-2008粘度测量方法中的旋转法进行测定。

实施例1

如图1所示，在步骤101中，在目标稠油油藏内选择中心井为水平井，边角井为直井的反5点注采井网，并以所述水平井作为注入井，所述直井作为采油井。

在步骤102中，将脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸钠(寿光市鲁科化工有限责任公司生产)溶于水，配置成浓度为1000mg/L的乳化降粘剂溶液，并以1.5t/h的注入速度连续注入到水平井井筒中，注入量为0.2PV。

在步骤103中，将二甲基十六烷基烯丙基氯化铵/丙烯酰胺共聚物溶于水中，配置成浓度为1400mg/L、粘度为54mPa·s的聚合物溶液，并在完成乳化降粘剂溶液的注入后接着以1t/h的注入速度连续注入到水平井井筒中，注入量为0.15PV，从而形成前置保护段塞。

在步骤104中，将二甲基十六烷基烯丙基氯化铵/丙烯酰胺共聚物溶于水中，配置成浓度为2400mg/L、粘度为120mPa·s的聚合物溶液，并在完成前置保护段塞的注入后接着以0.5t/h的注入速度连续注入到水平井井筒中，注入量为0.25PV，从而形成主体段塞。

在步骤105中，将二甲基十六烷基烯丙基氯化铵/丙烯酰胺共聚物溶于水中，配置成浓度为3600mg/L、粘度为217mPa·s的聚合物溶液，并在完成主体段塞的注入后接着以1.5t/h的注入速度连续注入到水平井井筒中，注入量为0.15PV，从而形成后置保护段塞。

在步骤106中，在完成后置保护段塞的注入后，继续向水平井井筒中注入清水作为顶替液，注入速度为1t/h。

在进行上述步骤102-106的同时，在采油井进行开采，采用CMG软件对开采效果进行数值模拟分析，结果见表1。

此外，在进行步骤106一段时间后(即注入一定量的顶替液后)，可以重复上述步骤102-106，继续开采。

对比例1

选择与实施例相同地质条件的目标稠油油藏，选择中心井为水平井，边角井为直井的5点注采井网，井网中水平井与直井均为蒸汽吞吐采油井。

将蒸汽加热到350℃之后，注入到水平井中，注入量为0.02PV。焖井48小时后，开井生产。重复上述过程。完成5次蒸汽吞吐后，采用CMG软件对开采效果进行数值模拟分析，结果见表1。

对比例2

以完成了5次蒸汽吞吐的对比例1的目标稠油油藏为研究对象，将所述水平井转为注入井，所述直井作为采油井，构成反5点注采井网，然后按照与实施例1相同的方式进行聚合物驱油，采用CMG软件对开采效果进行数值模拟分析，结果见表1。

对比例3

按照与实施例1相同的方式进行聚合物驱油，不同之处仅在于不进行实施例1中的步骤102。

对比例4

按照与实施例1相同的方式进行行聚合物驱油，不同之处仅在于采用中心井为直井，边角井亦为直井的反5点注采井网，并以所述中心直井作为注入井，所述边角直井作为采油井。

表1数值模拟研究结果

	实施例1	对比例1	对比例2	对比例3	对比例4
						采出程度(％)	30.4	14.2	22.09	21.07	25.1

由表1可知，根据本发明实施例1进行聚合物驱油，采出程度达到30％以上；采用对比例1的一般的蒸汽吞吐热采方式进行开采，采出程度不足实施例1的一半；在对比例1的基础上继续进行聚合物驱油，可增加目标油藏的采出程度，但是仍不及实施例1的采出程度高，发明人推测，这是由于在蒸汽热采过程中形成了多个高渗通道，注入的聚合物溶液向这些高渗通道窜流，聚合物溶液扩大波及体积的作用无法充分发挥，影响了驱替效果。此外，对比例3没有加入能够降低原油粘度、缩小油水粘度比的乳化降粘剂，导致聚合物溶液注入与波及效果不如实施例1理想。对比例4采用了直井作为注入井，该注入方式导致井筒附近剪切降粘作用增强，大幅损耗了聚合物增粘性能，因此采出程度也不理想。

应当注意的是，以上所述的实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的任何限制。通过参照典型实施例对本发明进行了描述，但应当理解为其中所用的词语为描述性和解释性词汇，而不是限定性词汇。可以按规定在本发明权利要求的范围内对本发明作出修改，以及在不背离本发明的范围和精神内对本发明进行修订。尽管其中描述的本发明涉及特定的方法、材料和实施例，但是并不意味着本发明限于其中公开的特定例，相反，本发明可扩展至其他所有具有相同功能的方法和应用。

Claims (10)

1.一种稠油油藏聚合物驱油方法，包括：

在目标稠油油藏内选择中心井为水平井，边角井为直井的注采井网，并以所述水平井作为注入井，所述直井作为采油井；

向所述水平井中注入乳化降粘剂溶液；

完成乳化降粘剂溶液的注入后，向所述水平井连续注入浓度依次升高的聚合物溶液，依次形成前置保护段塞、主体段塞和后置保护段塞；

完成后置保护段塞的注入后，继续注入顶替液；

在向所述水平井中注入乳化降粘剂溶液和聚合物溶液的同时收集所述直井中采出的稠油。

2.根据权利要求1所述的驱油方法，其特征在于，所述聚合物溶液的粘度为42-320mPa·s。

3.根据权利要求1或2所述的驱油方法，其特征在于，所述聚合物为水溶性疏水缔合聚合物，优选为二甲基十六烷基烯丙基氯化铵/丙烯酰胺共聚物、(丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/十八烷基二甲基烯丙基氯化铵)三元共聚物、(丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/十六烷基二甲基烯丙基氯化铵)三元共聚物中的至少一种。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的驱油方法，其特征在于，所述用于形成前置保护段塞的聚合物溶液的浓度为1200-1500mg/L，粘度为42-60mPa·s。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的驱油方法，其特征在于，所述用于形成主体段塞的聚合物溶液的浓度为2250-3200mg/L，粘度为110-180mPa·s。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的驱油方法，其特征在于，所述用于形成后置保护段塞的聚合物溶液的浓度为3200-4500mg/L，粘度为180-300mPa·s。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的驱油方法，其特征在于，所述乳化降粘剂包括脂肪醇醚磺酸盐类表面活性剂。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的驱油方法，其特征在于，所述乳化降粘剂溶液的浓度为300-1500mg/L。

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的驱油方法，其特征在于，所述聚合物溶液的注入速度为0.5-2t/h。

10.根据权利要求1-9中任意一项所述的驱油方法，其特征在于，所述乳化降粘剂溶液的注入速度为1-2.5t/h。