CN110862812B - 一种提高油井中原油采收率的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种提高油井中原油采收率的方法，油井中原油使用聚合物及表面活性剂形成的驱油剂采收。聚合物为1种聚合物、2种有机交联剂、1种聚凝剂交联形成的弱凝胶。聚合物为聚丙烯酰胺，2种有机交联剂为醋酸铬和间苯二酚，聚凝剂为氯化铵。其中，表面活性剂为椰油酰胺丙基甜菜碱。油井中原油采收包括=聚合物及表面活性剂配置、原油采收钱准备工作、清水及弱凝胶溶液的三次注入、表面活性剂溶液注入、弱凝胶溶液及表面活性剂溶液驱赶至驱油区域、正向及反向注入等十个步骤。本发明的提高油井中原油采收率的方法能够增加水的粘度、降低水油流度比、抑制水的指进与突进、降低油水界面张力、改进润湿性、降低注水井压力，从而提高原油采收率。
Description
技术领域
本发明涉及原油采收技术领域，尤其涉及一种提高油井中原油采收率的方法。
背景技术
原油即石油，也称"黑色金子"，习惯上称直接从油井中开采出来未加工的石油为原油，它是一种由各种烃类组成的黑褐色或暗绿色黏稠液态或半固态的可燃物质。
我国油田开发阶段实行注水驱油，经过长时间的注水，目前油田基本都是由高含水、特高含水、中低含水三个开采阶段，为了挖掘这三个阶段的剩余油，常采用提高原油采收率的技术方法。采收率的高低与许多因素有关，不但与储层岩性、物性、非均质性、流体性质以及驱动类型等自然条件有关，而且也与开发油田时所采用的开发方案有关。
一般来说，原油采收率方法主要是提高波及效率和提高洗油效率，常规的注水井调剖以提高注入水的波及效率为主，对于洗油效率的提高效果不明显或者没有很好的办法，进而不能进一步提高原油采收率。
因此，需要提供一种不仅能提油井中高原油采收的波及效率，还能够提高原油采收洗油效率的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提高油井中原油采收率的方法，本发明的原油采收率提高主要是从增加水的粘度、降低水油流度比、抑制水的指进与突进、降低油水界面张力、改进润湿性、降低注水井压力等角度提高注入水的波及效率及洗油效率，以提高油井中原油采收率。
实现发明目的的技术方案如下：一种提高油井中原油采收率的方法，油井中原油使用聚合物及表面活性剂形成的驱油剂采收。聚合物为4种原料交联形成的弱凝胶，4种原料为1种聚合物、2种有机交联剂、1种聚凝剂。聚合物为聚丙烯酰胺，2种有机交联剂为醋酸铬和间苯二酚，聚凝剂为氯化铵。
其中，表面活性剂为椰油酰胺丙基甜菜碱，椰油酰胺丙基甜菜碱是一种两性离子表面活性剂，在酸性及碱性条件下均具有优良的稳定性，分别呈现阳和阴离子性，其配伍性能良好、刺激性小、易溶于水、对酸碱稳定，利用其表面活性，浸润、渗透、剥离含油泥浆中的原油，提高三采采收率。
油井中原油采收包括以下步骤：
步骤一、配置弱凝胶溶液、a浓度及b浓度的椰油酰胺丙基甜菜碱溶液；
步骤二、油井中原油采收前准备工作，包括测试、洗井、试压、清水试注；
步骤三、油井中第一次正向注入清水，第一次注入弱凝胶溶液，关井候凝；
步骤四、油井中第二次正向注入清水，第二次注入弱凝胶溶液，关井候凝；
步骤五、油井中第三次正向注入清水，第三次注入弱凝胶溶液，关井候凝；
步骤六、油井中第四次正向注入清水，以a浓度-b浓度-a浓度的顺序依次连续注入椰油酰胺丙基甜菜碱溶液；
步骤七、正向注入清水，将注入油井内的弱凝胶溶液、a浓度及b浓度的椰油酰胺丙基甜菜碱溶液驱赶并覆盖至驱油区域，关井候凝；
步骤八、正向及反向交替注入清水，多个循环后，反洗油井，使进出口水质一致；
步骤九、油井吸水剖面测试；
步骤十、依次重复上述步骤二至步骤九，多次循环直至油井内原油采收完毕。
本发明原油采收的原理是：本发明通过同时提高波及效率和驱油效率的方法提高原油的采收率。原油采收时，首先，交联聚合物的弱凝胶能够增大水的粘度，降低水油流度比、抑制水的指进与突进，调整恶劣各层吸水的均质性，从而提高了波及效率，保证注入清水后后效的驱油；其次，当注入椰油酰胺丙基甜菜碱的表面活性剂时，当表面活性剂溶液在驱替水相中扩散且到达油水界面时，形成了超低界面张力，当界面张力足够低时，将原油俘获在孔隙空隙内形成油滴或者残余油块的毛细管力会被削弱，油滴就可以在粘滞力和重力的作用下流动，使残余油饱和度降低，达到驱油的目的；当剩余原油随植物表面活性剂溶液带出时，中低含水油田的注水压力同时降低，进而提高了驱油效率。
本发明提高原油采收率的设计依据是：根据现场试验验证表明，将椰油酰胺丙基甜菜碱溶液通过多个段塞依次注入及单个段赛连续注入，其多个段塞依次注入的效果要好于单个段塞连续注入的效果。因此，本发明设计将椰油酰胺丙基甜菜碱溶液采用不同浓度采用多个段塞依次注入的方法，其能够延长表面活性剂的有效驱替时间，提高了驱油效率。
其中，对于高含水、特高含水、中低含水三个开采阶段的油井中，地层环境处于高矿化度水溶液中，为了最大限度缩短弱凝胶溶液在高矿化度水中的脱水及破胶时间，弱凝胶溶液中4种原料添加比例为聚丙烯酰胺：醋酸铬：间苯二酚：氯化铵=0.15%：0.20%：0.015%：0.03%。上述弱凝胶溶液4中原料的比例，使得配置的弱凝胶溶液的性能稳定，能够更加有效的封堵裂缝，提高波及效率。
进一步的，步骤一中，弱凝胶溶液的粘度≤100mPa.s；
弱凝胶溶液形成的时间为6~48h；
弱凝胶的胶体粘度≥30000mPa.s；
弱凝胶的粘度变化率＜±5.0%。
优选的，步骤一中，弱凝胶溶液的粘度为24mPa.s；
弱凝胶溶液形成的时间为24h；
弱凝胶的胶体粘度为35900mPa.s；
弱凝胶的粘度变化率为1.5%。
其中，椰油酰胺丙基甜菜碱溶液为椰油酰胺丙基二甲胺乙内酯的水溶液，椰油酰胺丙基二甲胺乙内酯，分子式为【RCONH(CH2)3N+(CH3)2CH2COO-】，来自植物体，为较复杂的高分子有机物，具有较高的粘度、无刺激无毒副作用、安全性能高、易生物降解、配伍性能好的优点。
进一步的，步骤一中，a浓度为0.3~1.0%，且b浓度=a浓度-0.1%。
与现有技术相比，本发明型的有益效果是：本发明的原油采收采用由4种原料形成的有机交联的弱凝胶，配合椰油酰胺丙基二甲胺乙内酯的表面活性剂的使用，在提高原油采收波及效率的情况下，提高原油的驱油效率，以大大提高原油采收率。
具体实施方式
下面通过各个实施方式对发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
本具体实施方式提供一种提高油井中原油采收率的方法，油井中原油使用聚合物及表面活性剂形成的驱油剂采收。
其中，聚合物为4种原料交联形成的弱凝胶，4种原料为1种聚合物、2种有机交联剂、1种聚凝剂。聚合物为聚丙烯酰胺，2种有机交联剂为醋酸铬和间苯二酚，聚凝剂为氯化铵。
其中，表面活性剂为椰油酰胺丙基甜菜碱，椰油酰胺丙基甜菜碱是一种两性离子表面活性剂，在酸性及碱性条件下均具有优良的稳定性，分别呈现阳和阴离子性，其配伍性能良好、刺激性小、易溶于水、对酸碱稳定，利用其表面活性，浸润、渗透、剥离含油泥浆中的原油，提高三采采收率。
其中，油井中原油采收包括以下步骤：
步骤一、配置弱凝胶溶液、a浓度及b浓度的椰油酰胺丙基甜菜碱溶液；
步骤二、油井中原油采收前准备工作，包括测试、洗井、试压、清水试注；
步骤三、油井中第一次正向注入清水，第一次注入弱凝胶溶液，关井候凝；
步骤四、油井中第二次正向注入清水，第二次注入弱凝胶溶液，关井候凝；
步骤五、油井中第三次正向注入清水，第三次注入弱凝胶溶液，关井候凝；
步骤六、油井中第四次正向注入清水，以a浓度-b浓度-a浓度的顺序依次连续注入椰油酰胺丙基甜菜碱溶液；
步骤七、正向注入清水，将注入油井内的弱凝胶溶液、a浓度及b浓度的椰油酰胺丙基甜菜碱溶液驱赶并覆盖至驱油区域，关井候凝；
步骤八、正向及反向交替注入清水，多个循环后，反洗油井，使进出口水质一致；
步骤九、油井吸水剖面测试；
步骤十、依次重复上述步骤二至步骤九，多次循环直至油井内原油采收完毕。
本具体实施方式的原油采收率提高的原理是：本发明通过同时提高波及效率和驱油效率的方法提高原油的采收率。原油采收时，首先，交联聚合物的弱凝胶能够增大水的粘度，降低水油流度比、抑制水的指进与突进，调整恶劣各层吸水的均质性，从而提高了波及效率，保证注入清水后后效的驱油；其次，当注入椰油酰胺丙基甜菜碱的表面活性剂时，当表面活性剂溶液在驱替水相中扩散且到达油水界面时，形成了超低界面张力，当界面张力足够低时，将原油俘获在孔隙空隙内形成油滴或者残余油块的毛细管力会被削弱，油滴就可以在粘滞力和重力的作用下流动，使残余油饱和度降低，达到驱油的目的；当剩余原油随植物表面活性剂溶液带出时，中低含水油田的注水压力同时降低，进而提高了驱油效率。
其中，弱凝胶溶液中4种原料添加比例为聚丙烯酰胺：醋酸铬：间苯二酚：氯化铵=0.15%：0.20%：0.015%：0.03%。
聚丙烯酰胺、醋酸铬、间苯二酚、氯化铵4种原料交联反应形成的弱凝胶的技术参数为：弱凝胶溶液的粘度≤100mPa.s；弱凝胶溶液形成的时间为6~48h；弱凝胶的胶体粘度≥30000mPa.s；弱凝胶的粘度变化率＜±5.0%。优选的，当弱凝胶中粘度为24mPa.s；弱凝胶溶液形成的时间为24h；弱凝胶的胶体粘度为35900mPa.s；弱凝胶的粘度变化率为1.5%时，弱凝胶对于提高原油采收波及效率的效果最佳。
其中，表面活性剂（椰油酰胺丙基甜菜碱溶液）为椰油酰胺丙基二甲胺乙内酯的水溶液，椰油酰胺丙基二甲胺乙内酯，分子式为【RCONH(CH2)3N+(CH3)2CH2COO-】，来自植物体，为较复杂的高分子有机物，具有较高的粘度、无刺激无毒副作用、安全性能高、易生物降解、配伍性能好的优点。其中，当a浓度为0.3~1.0%，且b浓度=a浓度-0.1%时，将椰油酰胺丙基甜菜碱溶液设置为a浓度的和b浓度两种不同的浓度，且经试验后b浓度比a浓度小0.1%，能够延长表面活性剂的有效驱替时间，提高了驱油效率。优选的，当a浓度为0.4~0.6%、b浓度为0.3~0.5%时，椰油酰胺丙基甜菜碱溶液对提高原油采收驱油效率的效果最佳。
以下通过具体的实施例对上述提高驱油率的方法进行详细介绍：
实施例1：
本实施例以长庆油田的柳78-36井组为例进行介绍，柳78-36井组原油采收包括以下步骤：
步骤一：以聚丙烯酰胺：醋酸铬：间苯二酚：氯化铵=0.15%：0.20%：0.015%：0.03%的比例配置弱凝胶溶液、a浓度0.4%的椰油酰胺丙基甜菜碱水溶液，b浓度0.3%的椰油酰胺丙基甜菜碱水溶液。
步骤二：步骤一中的弱凝胶溶液及椰油酰胺丙基甜菜碱水溶液注入油井前准备工作，包括测试、洗井、试压、清水试注；其中，测试是施工前录取吸水指示曲线、压降曲线等资料；洗井是施工前一天停注，反洗井至进出口水质一致；试压是连接地面管线，试压25MPa，稳压5分钟，不刺不漏为合格；清水试注为观察泵压变化，确定地层吸水情况。
步骤三、油井中第一次正向注入清水20m3，通过柱塞泵第一次在射孔段层位注入弱凝胶溶液1000m3，关井候凝48h。
步骤四、油井中第二次正向注入清水50m3，通过柱塞泵第二次在射孔段层位注入弱凝胶溶液1500m3，关井候凝48h。
步骤五、油井中第三次正向注入清水50m3，通过柱塞泵第三次在射孔段层位注入弱凝胶溶液500m3，关井候凝72h。
步骤六、油井中第四次正向注入清水100m3，通过柱塞泵以a浓度-b浓度-a浓度的顺序依次连续在在射孔段层位注入椰油酰胺丙基甜菜碱水溶液1000m3（其中，a浓度-b浓度-a浓度的椰油酰胺丙基甜菜碱水溶液分别为300m3、400m3、300m3）；
步骤七、正向注入清水30 m3，将注入油井内的弱凝胶溶液、a浓度及b浓度的椰油酰胺丙基甜菜碱水溶液驱赶并覆盖至驱油区域，关井候凝48h；
步骤八、正向及反向交替注入清水30m3，多个循环后（总体时间约1个月），用清水反洗油井，使进出口水质一致。
步骤九、油井吸水剖面测试；
步骤十、依次重复上述步骤二至步骤九，多次循环直至油井内原油采收完毕。
本实施例中长庆油田的柳78-36井组以上述步骤进行原油采收后，射孔长621（1865.0-1871.0/6.0m）后投注，目前柳78-36井组对应油井8口，进入中高含水（含水≧30%）共有5口，中低含水（含水0.5~30%）有3口，井组综合含水达到54.8%。累计产油14.2295×104t，累计产水1.7789×104m3，已进入中高含水期（54.8%）生产。经采用弱凝胶溶液及椰油酰胺丙基甜菜碱水溶液采油，油井累积增油1675t，累积降水3895m3。
实施例2：
本实施例以长庆油田的罗228区江310-09井组为例进行介绍，罗228区江310-09井组原油采收包括以下步骤：
步骤一：以聚丙烯酰胺：醋酸铬：间苯二酚：氯化铵=0.15%：0.20%：0.015%：0.03%的比例配置弱凝胶溶液、a浓度1.0%的椰油酰胺丙基二甲胺乙内酯水溶液，b浓度0.9%的椰油酰胺丙基二甲胺乙内酯水溶液。
步骤二：步骤一中的弱凝胶溶液及椰油酰胺丙基二甲胺乙内酯水溶液注入油井前准备工作，包括测试、洗井、试压、清水试注；其中，测试是施工前录取吸水指示曲线、压降曲线等资料；洗井是施工前一天停注，反洗井至进出口水质一致；试压是连接地面管线，试压25MPa，稳压5分钟，不刺不漏为合格；清水试注为观察泵压变化，确定地层吸水情况。
步骤三、油井中第一次正向注入清水20m3，通过柱塞泵第一次在射孔段层位注入弱凝胶溶液1000m3，关井候凝36h。
步骤四、油井中第二次正向注入清水50m3，通过柱塞泵第二次在射孔段层位注入弱凝胶溶液1500m3，关井候凝36h。
步骤五、油井中第三次正向注入清水50m3，通过柱塞泵第三次在射孔段层位注入弱凝胶溶液500m3，关井候凝72h。
步骤六、油井中第四次正向注入清水100m3，通过柱塞泵以a浓度-b浓度-a浓度的顺序依次连续在在射孔段层位注入椰油酰胺丙基二甲胺乙内酯水溶液1500m3（其中，a浓度-b浓度-a浓度的椰油酰胺丙基二甲胺乙内酯水溶液分别为400m3、600m3、500m3）；
步骤七、正向注入清水30 m3，将注入油井内的弱凝胶溶液、a浓度及b浓度的椰油酰胺丙基二甲胺乙内酯水溶液驱赶并覆盖至驱油区域，关井候凝72h；
步骤八、正向及反向交替注入清水30m3，多个循环后（总体时间约1个月），用清水反洗油井，使进出口水质一致。
步骤九、油井吸水剖面测试；
步骤十、依次重复上述步骤二至步骤九，多次循环直至油井内原油采收完毕。
本实施例中长庆油田的罗228区江310-09井组以上述步骤进行原油采收后，目前罗228区江310-09井组对应油井8口，射孔2段，酸压后投注。注入前，油压12.6MPa，套压12.5MPa，实注20m3。注入交联聚合物与表面活性剂驱油后，井组日增油平均2.1t，井组累积增油622t，累积降水1504 m3。
实施例3：
本实施例以长庆油田的罗228区江310-03井，组为例进行介绍，罗228区江310-03井，组原油采收包括以下步骤：
步骤一：以聚丙烯酰胺：醋酸铬：间苯二酚：氯化铵=0.15%：0.20%：0.015%：0.03%的比例配置弱凝胶溶液、a浓度0.6%的椰油酰胺丙基甜菜碱水溶液，b浓度0.5%的椰油酰胺丙基甜菜碱水溶液。
步骤二：步骤一中的弱凝胶溶液及椰油酰胺丙基甜菜碱水溶液注入油井前准备工作，包括测试、洗井、试压、清水试注；其中，测试是施工前录取吸水指示曲线、压降曲线等资料；洗井是施工前一天停注，反洗井至进出口水质一致；试压是连接地面管线，试压25MPa，稳压5分钟，不刺不漏为合格；清水试注为观察泵压变化，确定地层吸水情况。
步骤三、油井中第一次正向注入清水20m3，通过柱塞泵第一次在射孔段层位注入弱凝胶溶液1000m3，关井候凝36h。
步骤四、油井中第二次正向注入清水50m3，通过柱塞泵第二次在射孔段层位注入弱凝胶溶液1500m3，关井候凝48h。
步骤五、油井中第三次正向注入清水50m3，通过柱塞泵第三次在射孔段层位注入弱凝胶溶液500m3，关井候凝72h。
步骤六、油井中第四次正向注入清水100m3，通过柱塞泵以a浓度-b浓度-a浓度的顺序依次连续在在射孔段层位注入椰油酰胺丙基甜菜碱水溶液1000m3（其中，a浓度-b浓度-a浓度的椰油酰胺丙基甜菜碱水溶液分别为300m3、300m3、400m3）；
步骤七、正向注入清水30 m3，将注入油井内的弱凝胶溶液、a浓度及b浓度的椰油酰胺丙基甜菜碱水溶液驱赶并覆盖至驱油区域，关井候凝72h；
步骤八、正向及反向交替注入清水30m3，多个循环后（总体时间约1个月），用清水反洗油井，使进出口水质一致。
步骤九、油井吸水剖面测试；
步骤十、依次重复上述步骤二至步骤九，多次循环直至油井内原油采收完毕。
本实施例中长庆油田的罗228区江310-03井组以上述步骤进行原油采收后，目前罗228区江310-03井，注入前井组分压9.3MPa。注入交联聚合物与表面活性剂驱油后，井组分压7.0MPa，日产油由2.7t/d增加至4.5t/d，累积增油533t，累积降水558m3。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (1)
1.一种提高油井中原油采收率的方法，油井中原油使用聚合物及表面活性剂形成的驱油剂采收，其特征在于：所述聚合物为4种原料交联形成的弱凝胶，所述4种原料为聚丙烯酰胺、醋酸铬、间苯二酚和氯化铵；
所述表面活性剂为椰油酰胺丙基甜菜碱；
油井中原油采收包括以下步骤：
步骤一、配置弱凝胶溶液、a浓度及b浓度的椰油酰胺丙基甜菜碱溶液；所述a浓度为0.3~1.0%，且所述b浓度=a浓度-0.1%；
步骤二、油井中原油采收前准备工作，包括测试、洗井、试压、清水试注；所述测试是施工前录取吸水指示曲线、压降曲线资料；所述洗井是施工前一天停注，反洗井至进出口水质一致；所述试压是连接地面管线，试压25MPa，稳压5分钟，不刺不漏为合格；所述清水试注为观察泵压变化，确定地层吸水情况；
步骤三、油井中第一次正向注入清水20m3，第一次注入弱凝胶溶液1000m3，关井候凝；
步骤四、油井中第二次正向注入清水50m3，第二次注入弱凝胶溶液1500m3，关井候凝；
步骤五、油井中第三次正向注入清水50m3，第三次注入弱凝胶溶液500m3，关井候凝；
步骤六、油井中第四次正向注入清水100m3，以a浓度-b浓度-a浓度的顺序依次连续注入椰油酰胺丙基甜菜碱溶液；
步骤七、正向注入清水，将注入油井内的弱凝胶溶液、a浓度及b浓度的椰油酰胺丙基甜菜碱溶液驱赶并覆盖至驱油区域，关井候凝；
步骤八、正向及反向交替注入清水，多个循环后，反洗油井，使进出口水质一致；
步骤九、油井吸水剖面测试；
步骤十、依次重复上述步骤二至步骤九，多次循环直至油井内原油采收完毕；
所述椰油酰胺丙基甜菜碱溶液为椰油酰胺丙基二甲胺乙内酯的水溶液；
所述弱凝胶溶液中4种原料添加比例为聚丙烯酰胺：醋酸铬：间苯二酚：氯化铵=0.15%：0.20%：0.015%：0.03%。
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