CN111058816B - 一种提高co2混相驱采收率的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种提高CO2混相驱采收率的方法，在CO2混相驱过程中，加入能够提高超临界CO2混相驱体系宏观视粘度的化学剂，所述化学剂部分或完全溶于超临界CO2中，并能够提高超临界CO2的粘度，所述化学剂能够溶于地层水，水溶液能与超临界CO2形成稳定的分散体。本方法通过提高超临界CO2体系的宏观视粘度，从而进一步提高超临界CO2的波及面积，提高低渗油藏CO2混相驱采收率。
Description
技术领域
本发明属于CO2驱油技术领域，涉及一种提高CO2混相驱采收率的方法。
背景技术
低渗油藏资源非常丰富，但常规的注水提高采收率的方法不适合低渗及特低渗油藏，CO2是提高低渗油藏采收率的有效方法，特别是CO2混相驱可以大幅度提高低渗油藏的采收率。
实验证明CO2混相驱采收率可达90％以上，但是在实际油藏采收率却很低，通常不超过 20％，这主要是CO2混相驱的波及面积较小，发生气窜造成的，无论是是CO2混相驱或CO2驱，通常采用气、水交期或泡沫防窜的方式，提高波及面积，从而提高采收率，但特低渗油藏注水困难，不适合气、水交替注入，常规泡沫封窜提高CO2驱技术，属于被动型防窜技术，虽然能够提高CO2驱采收率，但效果仍然不理想。
中国专利申请CN109779581A公开了一种高混相压力油藏实现二氧化碳混相驱方法，该方法包括以下步骤：
(1)选择一种在地层温度和计划混相压力下与二氧化碳能够混相的脱气原油；
(2)步骤(1)中的脱气原油与区块地层原油相比应具有较低的胶质沥青质含量；
(3)先向油层中注入一定量的步骤(1)中的脱气原油作为混相段塞后再注入二氧化碳，实现二氧化碳混相驱。
该方法是以一种在计划实施二氧化碳驱区块地层温度下与二氧化碳具有低混相压力的脱气原油作为混相段塞，该混相段塞向前与地层原油混相，向后与注入的二氧化碳混相，从而实现整个驱替过程混相。
中国专利申请CN105257264A公开了一种利用表面活性剂提高二氧化碳驱油采收率的方法，该方法步骤如下：将表面活性剂与二氧化碳在二氧化碳超临界条件下混合均匀形成表面活性剂-二氧化碳复合驱油剂，将该复合驱油剂注入油藏中；复合驱油剂中表面活性剂质量浓度小于表面活性剂在该条件下在超临界二氧化碳中的溶解度；所述的表面活性剂包括硅醚类表面活性剂和聚醚类表面活性剂；硅醚类表面活性剂选自烯丙基聚乙二醇(HMTS)、三聚氧乙烯基七甲基三硅氧烷(NTS-3)、七聚氧乙烯基七甲基三硅氧烷(NTS-7)、十二聚氧乙烯基七甲基三硅氧烷(NTS-12)和十六聚氧乙烯基七甲基三硅氧烷(NTS-16)中的一种或几种；聚醚类表面活性剂选自十四醇五聚氧乙烯醚(C14(5))、十六醇三聚氧乙烯醚(C16(3))、十六醇五聚氧乙烯醚(C16(5))和三聚乙二醇聚贝特十六醇醚(GC16(3))中的一种或几种。该方法采收率能够提高17.31-19.38个百分点。
因此，研究建立适合低渗油藏类型的CO2混相驱提高采收率的方法，对提高低渗油藏CO2混相驱采收率仍具有积极意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种提高CO2混相驱采收率的方法，该方法通过提高超临界CO2体系的宏观视粘度，从而进一步提高超临界CO2的波及面积，提高低渗油藏CO2混相驱采收率。
本发明的目的可通过如下技术措施来实现：
本发明提供一种提高CO2混相驱采收率的方法，所述方法为在CO2混相驱过程中，加入能够提高超临界CO2混相驱体系宏观视粘度的化学剂。
优选地，所述化学剂部分或完全溶于超临界CO2中，并能够提高超临界CO2的粘度。
优选地，所述化学剂能够溶于地层水，水溶液能与超临界CO2形成较稳定的分散体。
优选地，所述分散体包括以超临界CO2为连续相、以化学剂水溶液为连续相以及并存的状态，其内相可以是超临界CO2、水溶液或原油。
优选地，所述方法不包括以原油为外相的乳化体系。
优选地，所述化学剂的添加量为二氧化碳添加量的0.1％-5％；优选地，所述化学剂的添加量为二氧化碳添加量的0.1％-1％；进一步优选地所述化学剂的添加量为二氧化碳添加量的 0.5％-1％。
优选地，所述的化学剂为调剖剂TH-1，其包括以下成分及其重量份组成：2-乙基己基琥铂酸脂磺酸钠1-30％，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠1-20％，司盘-80 1-30％，乙醇1-40％，乙二醇1-30％。
优选地，所述的化学剂为调剖剂TH-2，其包括以下成分及其重量份组成：2-乙基己基琥铂酸脂磺酸钠5-20％，脂肪醇聚氧乙烯(7)醚10-30％，吐温60 1-30％，乙醇1-30％，乙二醇 1-30％。
优选地，所述的化学剂为调剖剂TH-3，其包括以下成分及其重量份组成：2-乙基己基琥铂酸脂磺酸钠1-30％，椰油酰胺丙基甜菜碱1-20％，乙酸丁酯1-30％，乙酸乙酯10-30％，司盘-80 1-30％，乙醇1-40％。
优选地，所述的化学剂为调剖剂TH-4，其由以下成分及其重量份组成：6501表面活性剂1-30％，a-烯基磺酸钠1-25％，乙酸丁酯10-30％，吐温80 1-30％，乙二醇1-40％。
优选地，所述方法的具体步骤为：将活性剂按比例依次加入反应釜，搅拌并加入溶剂，继续搅拌并加热至60℃，待物料成为均匀液体，降温至30℃以下，放料，包装备用，将配置好的化学剂运至CO2混相驱现场，用高压注入泵按施工设计打入CO2注入管线，与CO2混溶后一起注入井筒，CO2与活性剂的混合物进入油藏后，与地层水及地层油接触，形成复合分散相。
本发明原理：在低渗油藏注入CO2驱油时，当注入井井底压力高于CO2与地层油的混相压力时，且地层温度高于临界温度时，原则上在CO2与地层油发生混相，在进口注入CO2时，在CO2中混入可以与CO2部分或完全混溶的化学剂，该化学剂能够提高超临界CO2粘度，并且该化学剂能够溶于地层水，化学剂与地层水相混合，并与超临界CO2形成类似乳化状分散体，该分散体既可以是超临界CO2包裹液滴，也可以是液膜包裹超临界CO2，或者是超临界CO2或溶液包裹原油分散物，或是以上乳状体的混合物(但不包括以油为外相的分散体)，该分散体系具有起泡及液滴二重性，在多孔介质运移时，通过孔吼时需要变形通过，对超临界CO2流动形成附加阻力，从而扩大超临界CO2的波及面积，使CO2与地层原油的接触范围更广，驱替效率更高，从而提高CO2混相驱采收率。
本发明技术优势：
本发明与其他提高CO2混相驱采收率的方式相比较，具有成本低，效果好的特点，化学剂的用量通常为伴注CO2量的0.2-1％左右，并且主要依靠形成的不同物质的分散体在孔隙介质中的变形通过附加力提高微观及宏观波及面积，气水交替注入虽然能够提高注气波及面积及减缓气窜，但气水段塞大，防止气窜的效果不充分，泡沫封堵，局部封堵性能好，但仍然不能避免后续气体的气窜，单纯的降低混相压力的化学剂及CO2增粘剂，化学剂用量大、成本高；单纯增加地层压力或注入压力，虽然可以增加混相区域面积，但改变不了流体之间流度比大，造成窜流的问题。因此，在微观区域形成非均相，不断改变气体流动路线，进而提高气驱整体波及面积的方式具有提高气驱采收率的较大优势。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作和/或它们的组合。
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本发明的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本发明的技术方案。
下述实施例中所涉及的仪器、试剂、材料等，若无特别说明，均为现有技术中已有的常规仪器、试剂、材料等，可通过正规商业途径获得。下述实施例中所涉及的实验方法，检测方法等，若无特别说明，均为现有技术中已有的常规实验方法，检测方法等。
实施例1一种提高CO2混相驱采收率的方法
甲油田地层渗透率0.5×10-3μm2，地层原始压力45MPa，地层温度80℃，实验测试地层油与CO2混相压力28MPa，地层水敏较严重，难以注水，生产井日产液2吨，日产油1.8吨，含水10％，设计进行CO2混相驱，注入井日注CO2 30吨/日，添加CO2量的1％的CO2混相调剖剂TH-1，连续注入直至CO2混相驱结束，设计注入CO25万吨，注入混相调剖剂TH-1 500 吨。
所述TH-1的组成为2-乙基己基琥铂酸脂磺酸钠20％，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠15％，司盘-80 10％，乙醇30％，乙二醇25％；加入1％TH-1，室内试验CO2的粘度由0.0138mPa.s (0度，1atm)，上升到0.045mPa.s，体系溶于水，与地层水及地层油混合时形成复合分散体系，在0.5×10-3μm2低渗模型中阻力系数是单纯CO2流体的380倍。在渗透率分别为0.5×10-3μm2、 3×10-3μm2双管模型试验中，提高采收率18％。
实施例2一种提高CO2混相驱采收率的方法
乙油田地层渗透率1.0×10-3μm2，地层原始压力40MPa，地层温度75℃，实验测试地层油与CO2混相压力26MPa，注入井日水10m3，注入压力28MPa，生产井日产液3吨，日产油2.85吨，含水5％，设计进行CO2混相驱，注入井日注CO2 40吨/日，添加CO2量的0.5％的 CO2混相调剖剂TH-2，间断式注入混相剂TH-2，加混相剂与单纯注CO2时间1:1，每30天交替一次，设计注入CO28万吨，注入混相调剖剂TH-2 200吨。
TH-2的组成为2-乙基己基琥铂酸脂磺酸钠15％，脂肪醇聚氧乙烯(7)醚10％，吐温60 20％，乙醇15％，乙二醇40％。室内试验CO2的粘度由0.0138mPa.s(0度，1atm)，上升到0.060mPa.s，体系溶于水，与地层水及地层油混合时形成复合分散体系，在1.0×10-3μm2低渗模型中阻力系数是单纯CO2流体的450倍。在渗透率分别为1×10-3μm2、5×10-3μm2双管模型试验中，提高采收率25％。
实施例3一种提高CO2混相驱采收率的方法
丙油田地层渗透率0.2×10-3μm2，地层原始压力42MPa，地层温度85℃，实验测试地层油与CO2混相压力32MPa，难以注水，生产井日产液1吨，日产油0.8吨，含水20％，设计进行CO2混相驱，注入井日注CO2 20吨/日，添加CO2量的1％的CO2混相调剖剂TH-3，连续注入直至CO2混相驱结束，设计注入CO23万吨，注入混相调剖剂TH-3 300吨。
TH-3的组成为2-乙基己基琥铂酸脂磺酸钠20％，椰油酰胺丙基甜菜碱10％，乙酸丁酯 10％，乙酸乙酯10％，司盘-80 10％，乙醇40％。室内试验CO2的粘度由0.0138mPa.s(0度， 1atm)，上升到0.038mPa.s，体系溶于水，与地层水及地层油混合时形成复合分散体系，在 0.5×10-3μm2低渗模型中阻力系数是单纯CO2流体的420倍。在渗透率分别为0.5×10-3μm2、3×10-3μm2双管模型试验中，提高采收率23％。
实施例4一种提高CO2混相驱采收率的方法
丁油田地层渗透率5×10-3μm2，地层原始压力35MPa，地层温度60℃，实验测试地层油与CO2混相压力29MPa，注水压力25MPa，日注水20m3/日，生产井日产液5吨，日产油2吨，含水60％，设计进行CO2与水交替注入混相驱，注入井日注CO2 50吨/日，注水20m3/日，交替周期为60天，添加CO2量的0.5％的CO2混相调剖剂TH-4，设计注入CO26万吨，注入混相调剖剂TH-4 300吨。
TH-4的组成为6501表面活性剂20％，a-烯基磺酸钠20％，乙酸丁酯20％，吐温8010％，乙二醇30％。室内试验CO2的粘度由0.0138mPa.s(0度，1atm)，上升到0.072mPa.s，体系溶于水，与地层水及地层油混合时形成复合分散体系，在0.5×10-3μm2低渗模型中阻力系数是单纯CO2流体的550倍。在渗透率分别为0.5×10-3μm2、3×10-3μm2双管模型试验中，提高采收率20％。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种提高CO2混相驱采收率的方法，其特征在于，在CO2混相驱过程中，加入能够提高超临界CO2混相驱体系宏观视粘度的化学剂；
所述化学剂部分或完全溶于超临界CO2中，并能够提高超临界CO2的粘度；
所述化学剂能够溶于地层水，水溶液能与超临界CO2形成稳定的分散体；所述分散体包括以超临界CO2为连续相、以化学剂水溶液为连续相以及并存的状态，其内相是超临界CO2、水溶液或原油；不包括以原油为外相的乳化体系；
所述化学剂的添加量为二氧化碳添加量的0.1％-5％；
所述方法的具体步骤为：将活性剂按比例依次加入反应釜，搅拌并加入溶剂，继续搅拌并加热至60℃，待物料成为均匀液体，降温至30℃以下，放料，包装备用，将配置好的化学剂运至CO2混相驱现场，用高压注入泵按施工设计打入CO2注入管线，与CO2混溶后一起注入井筒，CO2与活性剂的混合物进入油藏后，与地层水及地层油接触，形成复合分散相；
所述的化学剂为调剖剂TH-1，其包括以下成分及其重量份组成：2-乙基己基琥铂酸脂磺酸钠1-30％，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠1-20％，表面活性剂SP80 1-30％，乙醇1-40％，乙二醇1-30％；或
所述的化学剂为调剖剂TH-2，其包括以下成分及其重量份组成：2-乙基己基琥铂酸脂磺酸钠5-20％，脂肪醇聚氧乙烯醚10-30％，吐温60 1-30％，乙醇1-30％，乙二醇1-30％；或
所述的化学剂为调剖剂TH-3，其包括以下成分及其重量份组成：2-乙基己基琥铂酸脂磺酸钠1-30％，椰油酰胺丙基甜菜碱1-20％，乙酸丁酯1-30％，乙酸乙酯10-30％，表面活性剂SP80 1-30％，乙醇1-40％；或
所述的化学剂为调剖剂TH-4，其由以下成分及其重量份组成：6501表面活性剂1-30％，a-烯基磺酸钠1-25％，乙酸丁酯10-30％，吐温80 1-30％，乙二醇1-40％。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述化学剂的添加量为二氧化碳添加量的0.1％-1％。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述化学剂的添加量为二氧化碳添加量的0.5％-1％。
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