CN108049854B - 利用co2驱添加剂提高原油采收率的驱油方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用CO2驱添加剂提高原油采收率的驱油方法，属于油田开采技术领域，包括如下步骤：在CO2驱油过程中，采用伴注或前置段塞注入的形式，注入一定浓度的CO2驱添加剂，将地层孔隙中的原油驱替出来；所述的CO2驱添加剂为苯甲酸酯类化合物，可溶解原油极性组分、长链组分能有效促进CO2气驱前缘与原油间的混相效果，从而降低CO2驱最小混相压力，可有效提高CO2驱原油采收率，且操作简便，注入性好，地层适用范围广，尤其适用于粘度高、石蜡含量多、渗透率低的油藏。
Description
技术领域
本发明属于油田开采技术领域，涉及一种用于提高原油采收率的方法，尤其涉及一种利用CO2驱添加剂提高原油采收率的驱油方法。
背景技术
在石油工业中，二次采油结束时，不少原油由于毛细作用残留在岩石缝隙间而无法流向生产井，此时不论用水或烃类气体驱油都是一种非均相驱，油与水 (或气体)均不能相溶形成均相，而是在两相之间形成界面。因此必须利用足够大的驱动力才能将原油从地层孔隙中驱出。如果能注入一种同油相混溶的物质，即与原油形成均匀的均相，孔隙中滞留油的毛细作用力就会降低和消失，原油就能被驱向生产井。提高原油采收率的关键是找到一种能与原油完全相溶的合适的溶剂，从50年代开始进行这方面的探索与研究。由于烃类物质如丙烷、液化气等成本较高，近年来对非烃类物质研究甚多，其中CO2驱因其效率高以及有利于节能减排的优点而在石油工业中应用和发展迅速。所谓注CO2驱油，即在一定条件下将CO2注入地层，使CO2与地层原油接触，通过降低原油粘度、降低原油与岩石间表面张力、膨胀原油体积、增强原油流动性等来提高原油采收率。
压力是影响CO2驱替原油效果的重要因素，通过提高CO2注入压力，能够增强CO2同烃类，特别是同高分子烃类、胶质及沥青质的混溶能力，有效促进原油和CO2产生混相，形成效率高的混相驱。然而，由于CO2流体粘度很低，过高的注入压力很有可能导致驱替过程中出现粘性指进，CO2趋向流入高渗透地层或水驱后油藏中油气饱和度低的地层，原油采收率将会下降，而大量的CO2消耗也将导致采油成本的大幅提升。虽然CO2增粘剂可以缓解这一问题，但由于目前增粘剂效果差、成本高等不足使得这一方案不具可行性。反之，如果CO2注入压力过低甚至小于CO2与原油最小混相压力，则CO2驱替原油为非混相驱，驱替效果将远逊于混相驱。而在工业中，注入压力往往受到地层条件的限制而无法大幅提高。因此，寻找一种即能够提高CO2驱替原油效果，又无须过高注入压力的方法一直是CO2驱研究的重点和难题。
发明内容
本发明的目的是提供一种提高原油采收率的驱油方法，本发明所述的提高原油采收率的驱油方法是通过在CO2驱中注入添加剂，改善CO2驱油前缘与原油的互溶情况，从而在相同压力的情况下提高CO2驱原油采收率。
本发明的目的可通过如下技术措施来实现：
该利用CO2驱添加剂提高原油采收率的驱油方法包括：在CO2驱油过程中，采用伴注或前置段塞的形式，注入质量浓度为1％-30％的CO2驱添加剂，对地层孔隙中的原油进行驱替。
CO2驱添加剂为苯甲酸酯类化合物，其相对分子质量在150.07-290.22之间，其分子结构式为
其中，结构式中，n＝2-12。
进一步的，采用伴注的形式注入CO2驱添加剂的步骤为：
(1)将CO2与添加剂在预混合罐中进行预混合形成均相混合物。
(2)将添加剂与CO2形成的均相混合物以3t/d-15t/d的注入速度通过注气井注入储层进行驱油，其注入量为0.01PV-0.1PV。
进一步的，采用伴注的形式注入CO2驱添加剂的步骤为：
(1)将添加剂通入CO2管线中，添加剂与CO2在管线内混合。
(2)添加剂与CO2在管线内混合后，以3t/d-15t/d的注入速度通过注气井注入储层进行驱油，其注入量为0.01PV-0.1PV。
进一步的，采用伴注方式注入的添加剂，其总的使用量按质量计为驱油使用的CO2总量的1％～10％。
进一步的，所述的采用前置段塞的形式注入CO2驱添加剂的步骤为：
(1)将CO2与添加剂在预混合罐中进行预混合，形成质量浓度为10％-30％的均相混合物。
(2)将添加剂与CO2形成的均相混合物以3t/d-15t/d的注入速度通过注气井注入储层，注入0.01PV-0.05PV后停止注入，此时形成前置段塞层。
(3)形成前置段塞层后改为注入纯CO2，顶替前置段塞层进行驱油。
进一步的，所述的采用前置段塞的形式注入CO2驱添加剂的步骤为：
(1)将添加剂通入CO2管线中，添加剂和CO2在管线内混合，形成质量浓度为10％-30％的均相混合物。
(2)添加剂与CO2在管线内混合后，以3t/d-15t/d的注入速度通过注气井注入储层，注入0.01PV-0.05PV后停止注入，此时形成前置段塞层。
(3)形成前置段塞层后改为注入纯CO2，顶替前置段塞层进行驱油。
进一步的，采用前置段塞方式注入的添加剂，其总的使用量按质量计为驱油使用的CO2总量的0.1％～1.5％。
本发明的优点：
本发明通在CO2驱油过程中采用伴注或者前置段塞方式加入添加剂，该添加剂为可溶解原油极性组分、长链组分的苯甲酸酯类化合物，能有效促进CO2气驱前缘与原油间混相效果，从而降低CO2驱最小混相压力，可有效提高CO2驱原油采收率，且操作简便，注入性好，地层适用范围广，尤其适用于粘度高、石蜡含量多、渗透率低的油藏。
附图说明：
图1为本发明实施例1应用的室内细管驱替实验流程示意图；
在图1中，1为驱替泵，2为地层油罐，3为注入气罐，4为细管模型，5为观察窗，6为回压阀，7为恒温箱，8为分离瓶，9为气量计；
图2为本发明实施例1‐3实验结果；
图3为本发明实施例4‐7实验结果。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合具体实施实例，对本发明利用CO2驱助剂提高原油采收率的驱油方法作进一步描述：
本发明实施例1-7为室内细管驱替实验，使用的实验装置是一套由法国万奇引进的细管试验装置如图1。
如图1所示，整套细管试验装置主要由驱替泵1、地层油罐2、注入气罐3、细管模型4、观察窗5、回压阀6、恒温箱7、分离瓶8和气量计9组成，其中细管模型最高耐温180℃，最高耐压70MPa，长度16m，内径6.35mm，填充物为 230-310目的石英砂，测得孔隙度为32.25％，孔隙体积165cm3，气体渗透率﹤ 10.0mm3；细管进出口气体积分别为11.1cm3和8.25cm3；分离器温度53℃，脱气油密度0.8493g/cm3。
实验所用的地层原油样品是用樊142-9-5井口油按该区块原始饱和压力配制成地层原油样品，该原油样品的特点为石蜡含量高，CO2注入气是在井下公司取得的天然CO2气，纯度为99.93％。
助剂均购自国药集团，纯度为分析纯。
实验前，用甲苯对细管模型进行清洗，用空气吹干，然后测定细管模型的孔隙度和渗透率，接着在地层温度126℃和驱替压力24MPa下饱和樊142-9-5井地层原油，将饱和原油后的细管密封后恒温放置48h。
实施例1：
本实施例采用伴注的方式注入CO2驱添加剂。
实验时，先用回压阀控制体系压力为24MPa，待体系平衡后，以0.17ml/min 注入CO2气，同时以0.001423ml/min全程注入苯甲酸正己酯，该注入速度对应注入气中苯甲酸正己酯质量为CO2质量的2％，注入过程每15min计量一次产出的油、气流体，并通过观察窗观察流体相态和颜色的变化直到注入气体积为1.2PV 后停止实验。
实验结果如图2所示，由图2可看出加入2％苯甲酸正己酯后，注入倍数为 1.2PV时原油采收率相对于纯CO2从61.1％提高到64.7％。
实施例2
本实施例采用伴注的方式注入CO2驱添加剂。
实验时，先用回压阀控制体系压力为24MPa，待体系平衡后，以0.17ml/min 注入CO2气，同时以0.002846ml/min全程注入苯甲酸正己酯，该注入速度对应注入气中苯甲酸正己酯质量为CO2质量的4％，注入过程每15min计量一次产出的油、气流体，并通过观察窗观察流体相态和颜色的变化直到注入气体积为1.2PV 后停止实验。
实验结果如图2所示，由图2可看出加入4％苯甲酸正己酯后，注入倍数为 1.2PV时原油采收率相对于纯CO2从61.1％提高到67.8％。
实施例3
本实施例采用伴注的方式注入CO2驱添加剂。
实验时，先用回压阀控制体系压力为24MPa，待体系平衡后，以0.17ml/min 注入CO2气，同时以0.005692ml/min全程注入苯甲酸正己酯，该注入速度对应注入气中苯甲酸正己酯质量为CO2质量的8％，注入过程每15min计量一次产出的油、气流体，并通过观察窗观察流体相态和颜色的变化直到注入气体积为1.2PV 后停止实验。
实验结果如图2所示，由图2可看出加入8％苯甲酸正己酯后，注入倍数为 1.2PV时原油采收率相对于纯CO2从61.1％提高到71.2％。
实施例4
本实施例采用前置段塞方式注入CO2驱添加剂。
实验时，先用回压阀控制体系压力为24MPa，待体系平衡后，以0.17ml/min 的速度注入CO2气，同时以0.0057ml/min的速度伴注苯甲酸正丁酯，注气时间为1.5小时，伴注长度为1m。之后停止注入苯甲酸正丁酯，改为继续注入纯CO2进行原油驱替。该注入方式对应前置段塞层中苯甲酸正丁酯质量为CO2质量的 8％，注入过程每15min计量一次产出的油、气流体，并通过观察窗观察流体相态和颜色的变化直到注入气体积为1.2PV后停止实验。
实验结果如图3所示，由图3可看出加入8％苯甲酸正丁酯后，注入倍数为 1.2PV时原油采收率相对于纯CO2从61.1％提高到67.4％。
实施例5
本实施例采用前置段塞方式注入CO2驱添加剂。
实验时，先用回压阀控制体系压力为24MPa，待体系平衡后，以0.17ml/min 的速度注入CO2气，同时以0.0114ml/min的速度伴注苯甲酸正丁酯，注气时间为1.5小时，伴注长度为1m。之后停止注入苯甲酸正丁酯，改为继续注入纯CO2进行原油驱替。该注入方式对应前置段塞层中苯甲酸正丁酯质量为CO2质量的 16％，注入过程每15min计量一次产出的油、气流体，并通过观察窗观察流体相态和颜色的变化直到注入气体积为1.2PV后停止实验。
实验结果如图3所示，由图3可看出加入16％苯甲酸正丁酯后，注入倍数为1.2PV时原油采收率相对于纯CO2从61.1％提高到73.4％。
实施例6
本实施例采用前置段塞方式注入CO2驱添加剂。
实验时，先用回压阀控制体系压力为24MPa，待体系平衡后，以0.17ml/min 的速度注入CO2气，同时以0.0160ml/min的速度伴注苯甲酸正丁酯，注气时间为1.5小时，伴注长度为1m。之后停止注入苯甲酸正丁酯，改为继续注入纯CO2进行原油驱替。该注入方式对应前置段塞层中苯甲酸正丁酯质量为CO2质量的 22.5％，注入过程每15min计量一次产出的油、气流体，并通过观察窗观察流体相态和颜色的变化直到注入气体积为1.2PV后停止实验。
实验结果如图3所示，由图3可看出加入22.5％苯甲酸正丁酯后，注入倍数为1.2PV时原油采收率相对于纯CO2从61.1％提高到81.3％。
实施例7
本实施例采用前置段塞方式注入CO2驱添加剂。
实验时，先用回压阀控制体系压力为24MPa，待体系平衡后，以0.17ml/min 的速度注入CO2气，同时以0.0206ml/min的速度伴注苯甲酸正丁酯，注气时间为1.5小时，伴注长度为1m。之后停止注入苯甲酸正丁酯，改为继续注入纯CO2进行原油驱替。该注入方式对应前置段塞层中苯甲酸正丁酯质量为CO2质量的 29％，注入过程每15min计量一次产出的油、气流体，并通过观察窗观察流体相态和颜色的变化直到注入气体积为1.2PV后停止实验。
实验结果如图3所示，由图3可看出29％苯甲酸正己酯后，注入倍数为1.2PV 时原油采收率相对于纯CO2从61.1％提高到83.6％。
综上可知，本发明利用CO2驱添加剂提高原油采收率的驱油方法中实施例 1～7均可有效提高CO2驱原油采收率，且采收率随着注入添加剂浓度的增大而增大。在采用伴注注入的实施例1～3中，采收率可提高16.5％。在采用段塞注入的实施例4～7中，采收率可提高33.1％。
本发明利用CO2驱添加剂提高原油采收率的驱油方法，在驱替压力相同的情况下可有效提高CO2驱原油采收率，且注入方式简便，适用地层范围广，具有广阔的应用前景。
Claims (4)
1.一种利用CO2驱添加剂提高原油采收率的驱油方法，其特征在于，包括：
CO2驱油过程中，采用伴注的形式，注入质量浓度为1％-30％的CO2 驱添加剂，对地层孔隙的原油进行驱替；
所述的CO2驱添加剂为苯甲酸酯类化合物，其相对分子质量在150.07-290.22之间，其分子结构式为
其中，结构式中，n＝2-12；
所述的采用伴注的形式注入CO2驱添加剂的步骤为：
(1)将CO2与添加剂在预混合罐中进行预混合形成均相混合物；
(2)将添加剂与CO2形成的均相混合物以3t/d-15t/d的注入速度通过注气井注入储层进行驱油，其注入量为0.01PV-0.1PV；
所述的采用伴注方式注入的添加剂，其总用量按质量计为驱油使用CO2总量的1％-10％。
2.一种利用CO2驱添加剂提高原油采收率的驱油方法，其特征在于，包括：
CO2驱油过程中，采用伴注的形式，注入质量浓度为1％-30％的CO2 驱添加剂，对地层孔隙的原油进行驱替；
所述的CO2驱添加剂为苯甲酸酯类化合物，其相对分子质量在150.07-290.22之间，其分子结构式为
其中，结构式中，n＝2-12；
所述的采用伴注的形式注入CO2驱添加剂的步骤为：
(1)将添加剂通入CO2管线中，添加剂与CO2在管线内混合；
(2)添加剂与CO2在管线内混合后，以3t/d-15t/d的注入速度通过注气井注入储层进行驱油，其注入量为0.01PV-0.1PV；
所述的采用伴注方式注入的添加剂，其总用量按质量计为驱油使用CO2总量的1％-10％。
3.一种利用CO2驱添加剂提高原油采收率的驱油方法，其特征在于，包括：
CO2驱油过程中，采用前置段塞的形式，注入质量浓度为1％-30％的CO2 驱添加剂，对地层孔隙的原油进行驱替；
所述的CO2驱添加剂为苯甲酸酯类化合物，其相对分子质量在150.07-290.22之间，其分子结构式为
其中，结构式中，n＝2-12；
所述的采用前置段塞的形式注入CO2驱添加剂的步骤为：
(1)将CO2与添加剂在预混合罐中进行预混合，形成质量浓度为10％-30％的均相混合物；
(2)将添加剂与CO2形成的均相混合物以3t/d-15t/d的注入速度通过注气井注入储层，注入0.01PV-0.05PV后停止注入，此时形成前置段塞层；
(3)形成前置段塞层后改为注入纯CO2，顶替前置段塞层进行驱油；
所述的采用前置段塞方式注入的添加剂，其总的使用量按质量计为驱油使用的CO2总量的0.1％-1.5％。
4.一种利用CO2驱添加剂提高原油采收率的驱油方法，其特征在于，包括：
CO2驱油过程中，采用前置段塞的形式，注入质量浓度为1％-30％的CO2 驱添加剂，对地层孔隙的原油进行驱替；
所述的CO2驱添加剂为苯甲酸酯类化合物，其相对分子质量在150.07-290.22之间，其分子结构式为
其中，结构式中，n＝2-12；
所述的采用前置段塞的形式注入CO2驱添加剂的步骤为：
(1)将添加剂通入CO2管线中，添加剂和CO2在管线内混合，形成质量浓度为10％-30％的均相混合物；
(2)添加剂与CO2在管线内混合后，以3t/d-15t/d的注入速度通过注气井注入储层，注入0.01PV-0.05PV后停止注入，此时形成前置段塞层；
(3)形成前置段塞层后改为注入纯CO2，顶替前置段塞层进行驱油；
所述的采用前置段塞方式注入的添加剂，其总的使用量按质量计为驱油使用的CO2总量的0.1％-1.5％。
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