CN111075414A - 一种浅层中高渗超稠油油藏有效动用工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种浅层中高渗超稠油油藏有效动用工艺：将油溶性降粘剂和水乳化成O/W乳状液，乳状液稳定时间控制在2天以上；然后将该O/W乳状液注入油层；关井反应，关井时间在3天以上；然后注汽，焖井。由于注入的油溶性降粘剂乳状液为热力学不稳定体系，施工结束后，油溶性降粘剂逐渐释放出来，依据相似相溶的原理，释放出来的油溶性降粘剂与原油作用，实现永久降粘。本发明还公开了一种油溶性降粘剂乳状液，由油溶性降粘剂、含水基乳化剂的水组成，为O/W乳状液。本发明的工艺，在拟动用范围内，变超稠油油藏为特稠油油藏甚至普通稠油油藏，可大幅度减少蒸汽的注入量，大幅度降低了能耗，满足低成本、低能耗的要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种浅层中高渗超稠油油藏有效动用工艺，属于石油开采技术领域。
背景技术
浅层中高渗超稠油油藏注汽开发过程中存在的核心矛盾，一是由于埋藏浅(≤800m)、温度低(≤35℃)，注汽后油藏温度迅速下降；二是原油粘度高(≥50000mPa.s)，渗透率不高(≤800×10-3μm2)，原油有效流动的最低温度需达到60℃以上。温度场计算结果表明，注汽结束时可流动油半径低于10m，有效流动时间仅为29d，远低于埋深1200m、油藏温度60℃的中深层普通稠油油藏的120d。对于超稠油，依据相似相溶的原理，油溶性降粘剂效果最佳，水溶性降粘剂对超稠油适应性差。但是，由于油溶性降粘剂目前都是以原液的方式注入，波及范围小，仅用来处理近井地带，而无法实现储层大范围内超稠油的降粘。因此，即使采用目前常用的油溶性降粘剂与气体辅助蒸汽开采(HDCS/HDNS技术)，仍存在投产后周期生产时间短、产量低、油汽比低(低于0.2)等不足之处，生产效果差，无法有效动用。而油溶性降粘剂原液大范围直接注入储层对超稠油进行降粘技术上可行，经济上成本高，不具备可行性。因此，如何在低用量、低成本的前提下，有效增加油溶性降粘剂的波及和处理范围，以实现浅层中高渗超稠油油藏的有效动用，是亟需解决的问题。
发明内容
针对上述现有技术，为克服油溶性降粘剂的波及和处理范围小的局限，本发明提供了一种浅层中高渗超稠油油藏有效动用工艺，可有效增加油溶性降粘剂的波及和处理范围，以实现浅层中高渗超稠油油藏的有效动用。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种浅层中高渗超稠油油藏有效动用工艺：将油溶性降粘剂和水乳化成O/W乳状液，乳状液稳定时间控制在2天以上(可通过使用不同的乳化剂以及乳化剂的浓度来实现稳定时间的控制)，以确保施工过程中油溶性降粘剂不释放而送达预设的波及范围；然后将该O/W乳状液注入油层(用水泥泵车注入，大排量，10m3/h以上)；关井反应，关井时间在3天以上(高于该O/W乳状液的稳定时间1天以上)；然后注汽，焖井(注汽、焖井均是常规技术手段)。由于注入的油溶性降粘剂乳状液为热力学不稳定体系，施工结束后，油溶性降粘剂逐渐释放出来，依据相似相溶的原理，释放出来的油溶性降粘剂与原油作用，实现永久降粘，在拟动用范围内，变超稠油油藏为特稠油油藏甚至普通稠油油藏。
所述油溶性降粘剂的用量、水的用量，可通过以下方式计算得出(该计算过程为常规技术手段)：依据油溶性降粘剂降粘后的原油粘度、油层厚度等油藏参数，通过数值模拟软件，计算注蒸汽量Q1及加热的范围R；并根据含油饱和度SO计算蒸汽加热范围内的原油总量Q2与油藏中可动地层水的总量Q3，再根据加热的原油总量Q2与油溶性降粘剂的使用浓度计算出油溶性降粘剂的总量0.03Q2(即：油溶性降粘剂的使用浓度为3％，为低浓度，低于现有技术中的正常浓度5％，可降低成本)。
进一步地，将油溶性降粘剂和水乳化成O/W乳状液时，先在水中加入水基乳化剂(质量浓度1.0％)；所述水基乳化剂选自十二烷基苯磺酸钠、α-烯烃磺酸钠、OP-10等。
一种油溶性降粘剂乳状液，由油溶性降粘剂、含水基乳化剂的水组成(含水基乳化剂的水中水基乳化剂的质量浓度1.0％)，为O/W乳状液(利用水基乳化剂将其乳化成O/W乳状液的方法是常规方法)。
所述油溶性降粘剂，选自碳九芳烃等。
所述水基乳化剂，选自十二烷基苯磺酸钠、α-烯烃磺酸钠(AOS)、OP-10等。
本发明利用O/W乳状液的原理与方法，把油溶性降粘剂做成现场实际需要的低浓度O/W乳状液，通过水基乳状液携带方法，在相同油溶性降粘剂用量的前提下，可大幅度提高油溶性降粘剂在储层中的波及范围；到了储层中后，利用乳状液的不稳定性，油溶性降粘剂破乳释放出来，与超稠油接触，实现大范围内永久降粘。注汽前对整个后续注汽波及范围内(油溶性降粘剂的波及处理范围通过常规技术手段确定，如图1所示)拟有效动用的原油初步永久不可逆降粘(降粘率约80％以上)，在拟动用范围内，变超稠油油藏为特稠油甚至普通稠油油藏(油溶性降粘剂状态变化过程见图2)，大幅度降低了原油有效流动的最低温度。再配套氮气增加储层的能量，辅助蒸汽热采，可更好地实现浅层中高渗超稠油油藏的有效动用。
本发明的主要技术优点是：
(1)与目前HDCS、HDNS等超稠油开发工艺中油溶性降粘剂以原液注入油层，主要用来处理近井地带相比，本发明利用W/O乳状液的原理与性质，把油溶性降粘剂做成稳定时间在2d以上的低浓度的乳状液，大幅度增加了油溶性降粘剂的波及和处理范围，进入油层后由于W/O乳状液的不稳定性，油溶性降粘剂释放出来，与超稠油接触，把后续注蒸汽拟动用范围内的超稠油整体永久降粘处理。
(2)在拟动用范围内，变“超稠油油藏”为“特稠油油藏甚至普通稠油油藏”，可大幅度减少蒸汽的注入量，大幅度降低了能耗，满足低成本、低能耗的要求。
通过实践证明，采用本发明的方法，在浅层中高渗超稠油油藏试油可以取得以下效果：
(1)油溶性降粘剂乳状液波及与降粘范围可达到后续蒸汽的加热范围，可达到半径15m以上范围；
(2)原油在储层中的最低有效流动温度降低30℃以上；
(3)汽油比达到0.5以上，投入产出比1:1.5以上。
本发明的技术方案，与CN107236530A相比，有以下区别：CN107236530A中制备的乳化超稠油的水基降粘剂，注入油层后形成O/W型乳状液降粘剂，该降粘剂为一个稳定的体系，其作用的主要原理是通过协同效应提高表面活性以降低油水界面张力，吸附于原油油珠周围防止聚并而达到降粘，其并不能扩大降粘剂的波及范围。本发明的技术方案利用“O/W型乳状液”的原理与方法，把油溶性降粘剂做成低浓度乳状液，再注入油层，水基仅是实现“携带”功能，其降粘的原理依然是油溶性降粘剂本身的作用机理，本发明的技术方案可有效扩大降粘剂的波及范围。
本发明所引述的所有文献，它们的全部内容通过引用并入本文，并且如果这些文献所表达的含义与本发明不一致时，以本发明的表述为准。此外，本发明使用的各种术语和短语具有本领域技术人员公知的一般含义。
附图说明
图1：蒸汽加热范围即油溶性降粘剂波及处理范围。
图2：油溶性降粘剂状态变化示意图，其中，A：地面，单纯的油溶性降粘剂+水；B：地面，O/W乳状液；C：进入油层后，油溶性降粘剂释放出来。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明。然而，本发明的范围并不限于下述实施例。本领域的专业人员能够理解，在不背离本发明的精神和范围的前提下，可以对本发明进行各种变化和修饰。
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浅层中高渗超稠油油藏的有效动用实例
某区块一：油藏埋深654米，厚度9.5米，渗透率529×10-3μm2，油藏温度27℃，地层温度下脱气原油粘度112000mPa·s，含油饱和度SO＝53％。属于浅层中高渗超稠油油藏，动用难度大。
首先，利用质量浓度为3％的油溶性降粘剂(碳九芳烃)对该区块原油进行降粘实验，降粘后原油粘度为21280mPa·s。利用数模软件，依据地层温度下脱气原油粘度21280mPa·s等参数来进行注汽量的优化，求得注汽量为1300t，有效加热半径为18m。计算加热半径范围内原油总量1434t，可动地层水总量640t。得到油溶性降粘剂总量为3％×1434＝43.0t。
其次，往油井中注入氮气，以补充油层能量。氮气与注入蒸汽的摩尔比为0.02～0.05，取40000Nm3。
接着，把43t的油溶性降粘剂与40℃以上含1.0％水基乳化剂(十二烷基苯磺酸钠)的640t本区油田污水，在两个18m3的池子里按比例轮流乳化成Q/W乳状液(总量为43t+640t＝683t)。然后用水泥泵车以15m3/h注入油层，关井反应3天以上，让处理范围内由超稠油油藏变成特稠油油藏。与43t原液降粘半径只有2.6m相比，油溶性降粘剂做成乳状液后处理半径达到8.4m。
然后，往油井注入1300t干度70％以上的蒸汽，焖井3天后，起注汽管柱，下生产管柱，转抽生产，周期产油532t，油汽比达到0.4以上。
实施例2浅层中高渗超稠油油藏的有效动用实例
某区块二：油藏埋深486米，厚度5.7米，渗透率714×10-3μm2，油藏温度31.6℃，地层温度下脱气原油粘度83500mPa·s，含油饱和度SO＝56％。属于浅层中高渗超稠油油藏，动用难度大。
首先，利用质量浓度为3％的油溶性降粘剂(碳九芳烃)对该区块原油进行降粘实验，降粘后原油粘度为16735mPa·s。利用数模软件，依据地层温度下脱气原油粘度16735mPa·s来进行注汽量的优化，求得注汽量为1100t，有效加热半径为20m。计算加热半径范围内原油总量1245t，可动地层水总量550t。得到油溶性降粘剂总量为3％×1245＝37.35t，取整38t。
其次，往油井中注入氮气，以补充油层能量。氮气与注入蒸汽的摩尔比为0.02～0.05，取30000Nm3。
接着，把38t的油溶性降粘剂与40℃以上含1.0％水基乳化剂(α-烯烃磺酸钠)的550t本区油田污水，在两个20m3的池子里按比例轮流乳化成Q/W乳状液(总量为38t+550t＝588t)。然后用水泥泵车以18m3/h注入油层，关井反应3天以上，让处理范围内由超稠油油藏变成特稠油油藏。与38t原液降粘半径只有3.3m相比，油溶性降粘剂做成乳状液后处理半径达到12.9m。
然后，往油井注入1100t干度70％以上的蒸汽，焖井3天后，起注汽管柱，下生产管柱，转抽生产，周期产油495t，油汽比达到0.45以上。
上述虽然结合实施例对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (10)
1.一种浅层中高渗超稠油油藏有效动用工艺，其特征在于：将油溶性降粘剂和水乳化成O/W乳状液，乳状液稳定时间控制在2天以上；然后将该O/W乳状液注入油层；关井反应，关井时间在3天以上；然后注汽，焖井。
2.根据权利要求1所述的浅层中高渗超稠油油藏有效动用工艺，其特征在于：所述油溶性降粘剂的用量、水的用量，通过以下方式计算得出：依据油溶性降粘剂降粘后的原油粘度、油层厚度等油藏参数，通过数值模拟软件，计算注蒸汽量Q1及加热的范围R；并根据含油饱和度SO计算蒸汽加热范围内的原油总量Q2与油藏中可动地层水的总量Q3，再根据加热的原油总量Q2与油溶性降粘剂的使用浓度计算出油溶性降粘剂的总量0.03Q2。
3.根据权利要求1所述的浅层中高渗超稠油油藏有效动用工艺，其特征在于：所述油溶性降粘剂选自碳九芳烃。
4.根据权利要求1所述的浅层中高渗超稠油油藏有效动用工艺，其特征在于：将油溶性降粘剂和水乳化成O/W乳状液时，先在水中加入水基乳化剂；所述水基乳化剂选自十二烷基苯磺酸钠、α-烯烃磺酸钠、OP-10。
5.根据权利要求1所述的浅层中高渗超稠油油藏有效动用工艺，其特征在于：将该O/W乳状液注入油层时，用水泥泵车注入，大排量，10m3/h以上。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的浅层中高渗超稠油油藏有效动用工艺，其特征在于：油溶性降粘剂为碳九芳烃，用量为43吨，水的用量为640吨，水基乳化剂为十二烷基苯磺酸钠，在水中的质量浓度为1.0％；
或：油溶性降粘剂为碳九芳烃，用量为38吨，水的用量为550吨，水基乳化剂为α-烯烃磺酸钠，在水中的质量浓度为1.0％。
7.一种油溶性降粘剂乳状液，其特征在于：为O/W乳状液，由油溶性降粘剂、含水基乳化剂的水组成，含水基乳化剂的水中，水基乳化剂的质量浓度为1.0％。
8.根据权利要求7所述的油溶性降粘剂乳状液，其特征在于：所述油溶性降粘剂选自碳九芳烃。
9.根据权利要求7所述的油溶性降粘剂乳状液，其特征在于：所述水基乳化剂选自十二烷基苯磺酸钠、α-烯烃磺酸钠、OP-10。
10.根据权利要求7～9中任一项所述的油溶性降粘剂乳状液，其特征在于：油溶性降粘剂为碳九芳烃，用量为43吨，水的用量为640吨，水基乳化剂为十二烷基苯磺酸钠，在水中的质量浓度为1.0％；
或：油溶性降粘剂为碳九芳烃，用量为38吨，水的用量为550吨，水基乳化剂为α-烯烃磺酸钠，在水中的质量浓度为1.0％。
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