CN111022013B - 用于非均质稠油油藏的蒸汽吞吐采油方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于非均质稠油油藏的蒸汽吞吐采油方法，属于蒸汽吞吐采油技术领域。本发明的用于非均质稠油油藏的蒸汽吞吐采油方法，包括：将氮气泡沫段塞注入油层；再将降粘段塞注入油层；再将氮气段塞注入油层；将蒸汽注入油层，然后进行焖井和回采。先注入氮气泡沫，氮气泡沫的贾敏效应可实现对高渗、高采出层段的有效调堵，促使后续各段塞进入含油饱和度高的低渗、低采出层段，实现扩大蒸汽波及的目的；降粘段塞可有效降低原油粘度；氮气段塞不仅有利于推动降粘段塞深入油层，起到扩大降粘段塞作用半径的作用，还在生产过程中具有提高原油地层返排的作用，各段塞的协同配合作用实现了提高非均质稠油油藏单井周期产量和采收率的目的。

Description

用于非均质稠油油藏的蒸汽吞吐采油方法

技术领域

本发明涉及一种用于非均质稠油油藏的蒸汽吞吐采油方法，属于蒸汽吞吐采油技术领域。

背景技术

我国稠油资源分布广泛、储量丰富，且在油气资源中占比较高。稠油中胶质、沥青质和石蜡含量较高，导致其粘度大，流动性差，开采和集输难度大。稠油油藏的常规开采方法是向稠油油层中注入高温蒸汽，利用蒸汽所携带的热量加热稠油，从而降低原油粘度，提高原油地层流动性。原油在地层压力驱动下从油层流向井筒，实现稠油油藏的有效开采。

专利CN101255788A公开了一种利用油溶性复合降粘剂和二氧化碳辅助水平井热采开发的热化学辅助强化蒸汽驱油方法，该方法以油溶性复合降粘剂和二氧化碳作为降粘段塞，配合蒸汽吞吐，强化了蒸汽驱油效果。降粘段塞可降低油藏原油粘度，大幅降低蒸汽注入压力，提高蒸汽热波及范围，达到提高采收率的目的。该方法在注入蒸汽前，利用油溶性复合降粘剂和二氧化碳作为降粘段塞，虽然能够降低原油粘度，但在非均质油藏中应用时，接下来注入的蒸汽往往优先进入高渗透、高采出层段，而含油饱和度高的低渗、低采出层段难以得到有效波及，从而导致稠油井吞吐周期热采生产效果差，累计产油量低，峰值产油量低，综合含水高，油汽比低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种蒸汽吞吐采油方法，能够有效提高稠油油藏采收率和开发效果。

本发明的技术方案如下：

一种用于非均质稠油油藏的蒸汽吞吐采油方法，包括以下步骤：

(1)将氮气泡沫段塞注入油层；

(2)再将降粘段塞注入油层；

(3)再将氮气段塞注入油层；

(4)将蒸汽注入油层，然后进行焖井和回采。

可以利用注采一体化管柱向油层注氮气泡沫段塞、降粘段塞、氮气段塞和蒸汽，同时利用注采一体化管柱回采。使用时，可以下注采一体化管柱至油层顶部，装好热采井口，然后进行各段塞的注入。

注采一体化管柱自下向上依次为十字叉、隔热油管1根、大流道抽稠泵、隔热油管串，油管内为抽油杆串。

焖井的时间可以是2～7天，以油嘴控制放喷，失去自喷能力后转抽生产。

蒸汽注入油层时，注汽压力可以为6.8～8.2MPa。蒸汽干度可以为73％～75％。注汽温度可以为270～283℃。

本发明的蒸汽吞吐采油方法，最先注入氮气泡沫段塞，可利用氮气泡沫的贾敏效应实现对高渗、高采出层段的有效调堵，有利于促使后续各段塞有效进入含油饱和度高的低渗、低采出层段，实现扩大蒸汽波及的目的，从而提高稠油井周期生产效果；注入氮气泡沫段塞后，注入降粘段塞降低原油粘度；注入降粘段塞后，注入的氮气段塞不仅有利于推动降粘段塞深入油层，起到扩大降粘段塞作用半径的作用，还在生产过程中具有提高原油地层返排的作用；本发明通过在注入蒸汽前，依次注入氮气泡沫段塞、降粘段塞、氮气段塞，通过各段塞的协同配合作用，实现了提高非均质稠油油藏单井周期产量和提高采收率的目的。

氮气泡沫段塞的主要目的是充填高采出程度层段，提高蒸汽纵向波及体积，使用量的设计方法主要是依据油层一定处理半径的柱状体积来计算，处理半径根据经验取8～12米，氮气泡沫段塞的使用量Vs为：

Vs＝π×r²×h×Φ

式中：Vs为地层氮气泡沫体积(m³)；r为设计半径(m)；h为油层厚度(m)；Φ为孔隙度(％)。

依据稠油粘度，降粘段塞可以采用本领域技术常规的能够降低原油粘度的段塞，例如，可以是油溶性降粘剂，水溶性降粘剂，乳液降粘剂，液态二氧化碳，或者它们的组合。优选地，步骤(2)中，将降粘段塞注入油层包括：将乳液降粘剂和液态二氧化碳依次注入油层形成所述降粘段塞；或者，将乳液降粘剂和液态二氧化碳同时注入油层形成所述降粘段塞。针对超稠油油藏，乳液降粘剂和液态二氧化碳通过协同降粘作用在稠油地层条件下实现更为有效的降粘。

乳液降粘剂用量的确定主要考虑乳液降粘剂的最佳适用浓度，措施周期预测产油量，来计算乳液降粘剂的设计用量。

二氧化碳段塞用量的确定方法为：按椭圆柱状体模型设计，注入量的确定除了考虑油层的物性参数以外，还充分考虑了CO₂在油和水中的溶解度，CO₂注入量Q_CO2为：

其中，孔隙体积Vp为：

Vp＝3.14×r²×h×Φ×E_swp

式中：Q_CO2为CO₂注入量，单位：吨(t)；V_p为孔隙体积，m³；S_o为含油饱和度，％；ρ_o为原油密度，t/m³；R_o为气油比，m³/t；R_w为气水比，m³/t；r为处理半径，m；h为油层有效厚度，m；Φ为油层孔隙度，％；E_swp为波及体积，％；B₀为压缩系数。

氮气段塞用量的确定参考氮气泡沫段塞，处理半径依据现场经验。

优选地，步骤(1)中，所述氮气泡沫段塞的氮气泡沫采用地面发泡方式制备。地面发泡指的是，氮气和起泡液在地面发泡。

地面发泡是将气体和液体经过泡沫发生器进行混合、搅拌形成均匀稳定的泡沫体系，与地下发泡相比，具有气液混合充分，形成的泡沫均匀且稳定性好，气液比调节方便等特点，避免了地下发泡搅拌不充分，形成的泡沫质量差等问题。

为了进一步提高对高渗、高采出层段的有效调堵，优选地，所述地面发泡是由氮气和起泡液进行发泡得到，所述氮气与起泡液的体积比为0.4～0.6:0.4～0.6。氮气与起泡液的体积比中的氮气体积指的是地层条件下的氮气体积。

起泡液可以采用现有技术中常规的能够与氮气形成氮气泡沫的起泡液，优选地，所述起泡液由以下重量百分含量的组分组成：十二烷基苯磺酸钠0.1％～0.6％，聚丙烯酰胺0.1％～0.3％，余量为水。

将乳液降粘剂和液态二氧化碳同时注入油层是通过两个管道同时注入油层的，两个管道经过“三通”在井口汇聚注入井筒。

优选地，所述降粘段塞中乳液降粘剂与液态二氧化碳的重量比为1：10～20。通过合理调整和优化乳液降粘剂与液态二氧化碳的用量，使得乳液降粘剂与液态二氧化碳能够进一步地协同降粘。

采用乳液降粘剂能够发挥水溶性降粘与油溶性降粘剂的双重优势，有利于缓解常规油溶性降粘剂面临成本高，用量受限的问题，也有利于缓解常规水溶降粘剂地层条件下乳化不充分，降粘效果不理想，从而导致热采生产效果差的问题。乳液降粘剂可以是现有技术的乳液降粘剂，如CN103509541A公开的降粘剂，优选地，所述乳液降粘剂由以下重量百分含量的组分组成：表面活性剂10％～15％，溶剂油20％～25％，乳化分散剂10％～15％，吐温80 1％～2％，异戊烷3％～5％，余量为水。

优选地，所述表面活性剂为聚氧乙烯辛基苯酚醚；所述溶剂油为120#溶剂油；所述乳化分散剂为烷基酚聚氧乙稀醚磺酸钠、聚氧乙稀脂肪醇磺酸钠、聚氧乙稀烷基硫酸钠中的一种或两种以上。聚氧乙烯辛基苯酚醚为OP-10。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明。

本发明的实施例中所使用的部分水解聚丙烯酰胺的水解度为10～30％。

一、本发明的蒸汽吞吐采油方法的具体实施例如下：

实施例1

一、油藏情况

某稠油开发井，油藏中深315米，油层有效厚度为5.8米，原始含油饱和度为65.61％，孔隙度平均为28.3％，渗透率平均为1.28μm²，渗透率级差2.43，油层温度27.5℃下原油粘度为105177.6MPa.s，属非均质超稠油油藏。

常规蒸汽吞吐累计12轮次，第12次蒸汽吞吐周期产油量为71.2t，峰值产油量为1.3t，油汽比为0.08。

二、蒸汽吞吐采油

根据油藏情况，确定设计量为：氮气泡沫300m³(根据地层条件换算后的氮气泡沫用量)、乳液降粘剂8t、液态二氧化碳100t、氮气11000Nm³、累计注入蒸汽1000t。

氮气泡沫段塞组成：起泡液与氮气(根据地层条件换算后的氮气用量)的体积比为0.4：0.6，起泡液由以下重量百分含量的组分组成：0.2％十二烷基苯磺酸钠，0.3％部分水解聚丙烯酰胺(聚丙烯酰胺水解度为20％)，余量为水。

乳液降粘剂段塞组成：按质量百分含量计，10％的表面活性剂OP-10，25％的120#溶剂油，12％的烷基酚聚氧乙烯醚磺酸钠，1％的吐温80，3％的异戊烷，余量为水。

本实施例的用于非均质稠油油藏的蒸汽吞吐采油方法，，包括以下步骤：

(1)将氮气泡沫300m³(根据地层条件换算后的氮气泡沫用量)注入油层。

氮气泡沫由氮气和起泡液进行发泡得到，起泡液与氮气(地层条件)的体积比为0.4：0.6，起泡液由以下重量百分含量的组分组成：0.2％十二烷基苯磺酸钠，0.3％部分水解聚丙烯酰胺，余量为水。

(2)氮气泡沫注入结束后，将乳液降粘剂8t和液态二氧化碳100t依次注入油层。

乳液降粘剂由以下重量百分含量的组分组成：10％的表面活性剂OP-10，25％的120#溶剂油，12％的烷基酚聚氧乙烯醚磺酸钠，1％的吐温80，3％的异戊烷，余量为水。

(3)乳液降粘剂和液态二氧化碳注入结束后，将氮气11000Nm³注入油层。

(4)氮气注入结束后，将蒸汽1000t注入油层，注汽压力为6.8～7.3MPa，蒸汽干度为73％，注汽温度为270～283℃，然后进行焖井3天和回采。

利用本实施例的蒸汽吞吐采油方法进行采油，本周期产油量较上周期增加了89.6％，峰值日产油量从1.3t上升至7.4t，周期综合含水从89.8％下降至47.8％，油汽比从0.08上升至0.14。

实施例2

一、油藏情况

某稠油油藏中深299.4米，油层有效厚度为7.4米，原始含油饱和度为57.7％，孔隙度平均为36.6％，渗透率平均为2.43μm²，渗透率级差15.2，油层温度30.8℃下原油粘度136447MPa.s，属超稠油，具有低温、超稠油的特点。

常规蒸汽吞吐累计3轮次，第3次蒸汽吞吐周期产油量为38t，峰值产油量为2.1t，油汽比为0.03。

二、蒸汽吞吐采油

根据油藏情况，确定设计量为：氮气泡沫300m³(根据地层条件换算后的氮气泡沫用量)、乳液降粘剂6t、液态二氧化碳86t、氮气9300Nm³、累计注入蒸汽800t。

氮气泡沫段塞组成：起泡液与氮气(根据地层条件换算后的氮气用量)的体积比为0.6：0.4，起泡液由以下重量百分含量的组分组成：0.6％十二烷基苯磺酸钠，0.1％部分水解聚丙烯酰胺(聚丙烯酰胺水解度为20％)，余量为水。

乳液降粘剂段塞组成：按质量百分含量计，15％的表面活性剂OP-10，20％的120#溶剂油，12％的聚氧乙稀脂肪醇磺酸钠，2％的吐温80，5％的异戊烷，余量为水。

本实施例的用于非均质稠油油藏的蒸汽吞吐采油方法，，包括以下步骤：

(1)将氮气泡沫300m³(地层条件)注入油层。

氮气泡沫由氮气和起泡液进行发泡得到，起泡液与氮气(地层条件)的体积比为0.6：0.4，起泡液由以下重量百分含量的组分组成：0.6％十二烷基苯磺酸钠，0.1％部分水解聚丙烯酰胺，余量为水。

(2)氮气泡沫注入结束后，将乳液降粘剂6t和液态二氧化碳96.3t依次注入油层(与设计量不同是由现场计量误差引起的)。

乳液降粘剂由以下重量百分含量的组分组成：15％的表面活性剂OP-10，20％的120#溶剂油，12％的聚氧乙稀脂肪醇磺酸钠，2％的吐温80，5％的异戊烷，余量为水。

(3)乳液降粘剂和液态二氧化碳注入结束后，将氮气9300Nm³注入油层。

(4)氮气注入结束后，将蒸汽825t注入油层，注汽压力为7.6～8.2MPa，蒸汽干度为75％，注汽温度为273～278℃，然后进行焖井2天和回采。

利用本实施例的蒸汽吞吐采油方法进行采油，本周期产油量较上周期增加了157％，峰值日产油量从2.1t上升至5.4t，周期综合含水从93.0％下降至57.8％，油汽比从0.03上升至0.12。

Claims (3)

1.一种用于非均质稠油油藏的蒸汽吞吐采油方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将氮气泡沫段塞注入油层；所述氮气泡沫段塞的氮气泡沫采用地面发泡方式制备；所述地面发泡是由氮气和起泡液进行发泡得到，所述氮气与起泡液的体积比为0.4~0.6:0.4~0.6；所述起泡液由以下重量百分含量的组分组成：十二烷基苯磺酸钠0.1%~0.6%，聚丙烯酰胺0.1%~0.3%，余量为水；

（2）再将降粘段塞注入油层；

（3）再将氮气段塞注入油层；

（4）将蒸汽注入油层，然后进行焖井和回采；

所述非均质稠油油藏同时含有高渗透、高采出层段以及含油饱和度高的低渗、低采出层段；所述步骤（2）中，将降粘段塞注入油层包括：将乳液降粘剂和液态二氧化碳依次注入油层形成所述降粘段塞；或者，将乳液降粘剂和液态二氧化碳同时注入油层形成所述降粘段塞；所述降粘段塞中乳液降粘剂与液态二氧化碳的重量比为1：10~20；

所述用于非均质稠油油藏的蒸汽吞吐采油方法在实施时，采用注采一体化管柱向油层注氮气泡沫段塞、降粘段塞、氮气段塞和蒸汽，同时利用注采一体化管柱回采；

所述注采一体化管柱自下向上依次为十字叉、隔热油管1根、大流道抽稠泵、隔热油管串，油管内为抽油杆串。

2.根据权利要求1所述的用于非均质稠油油藏的蒸汽吞吐采油方法，其特征在于，所述乳液降粘剂由以下重量百分含量的组分组成：表面活性剂10%~15%，溶剂油20%~25%，乳化分散剂10%~15%，吐温80 1%~2%，异戊烷3%~5%，余量为水。

3.根据权利要求2所述的用于非均质稠油油藏的蒸汽吞吐采油方法，其特征在于，所述表面活性剂为聚氧乙烯辛基苯酚醚；所述溶剂油为120#溶剂油；所述乳化分散剂为烷基酚聚氧乙稀醚磺酸钠、聚氧乙稀脂肪醇磺酸钠、聚氧乙稀烷基硫酸钠中的一种或两种以上。