CN112752825A - 用于碳酸盐储层的使用盐水溶液和稀释聚合物的采油组合物的采油方法 - Google Patents

用于碳酸盐储层的使用盐水溶液和稀释聚合物的采油组合物的采油方法 Download PDF

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CN112752825A CN201980062559.8A CN201980062559A CN112752825A CN 112752825 A CN112752825 A CN 112752825A CN 201980062559 A CN201980062559 A CN 201980062559A CN 112752825 A CN112752825 A CN 112752825A
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苏哈什·钱德拉博斯·阿伊腊拉
阿里·阿卜达拉·阿勒-优素福
阿卜杜卡里姆·M·阿勒-索菲
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Abstract

本发明提供了一种或以上盐的水溶液和稀释聚合物的采油组合物以及使用该采油组合物来提高采油率的方法。采油组合物可包含盐度为约4000份每百万份(ppm)总溶解固体(TDS)至约8000ppm TDS的一种或以上盐的水溶液、浓度为250ppm至500ppm的聚合物、至多0.1重量(wt)％的金属氧化物纳米粒子以及溶解的CO2。一种或以上盐可包括氯化钠(NaCl)、氯化钙(CaCl2)、氯化镁(MgCl2)、硫酸钠(Na2SO4)和硫酸镁(MgSO4)中的至少一种。聚合物可包括丙烯酰胺和丙烯酰胺叔丁基磺酸盐(ATBS)的共聚物。所提供的采油组合物可适合于提高原位石油粘度小于3厘泊(cP)的碳酸盐储层的采油率。

Description

用于碳酸盐储层的使用盐水溶液和稀释聚合物的采油组合物 的采油方法
发明人：苏哈什·钱德拉博斯·阿伊腊拉
阿里·阿卜达拉·阿勒-优素福
阿卜杜卡里姆·M·阿勒-索菲
相关申请的交叉引用
本申请为于2018年2月23日提交的题为“用于碳酸盐储层的使用盐水溶液和稀释聚合物的采油组合物的采油方法”的美国非临时申请No.15/903,952的部分继续申请并要求其优先权，美国非临时申请No.15/903,952为于2016年11月22日提交的题为“用于碳酸盐储层的使用盐水溶液和稀释聚合物的采油组合物的采油方法”的美国非临时申请No.15/358,435的分案申请并要求其优先权，美国非临时申请No.15/358,435要求于2016年1月19日提交的题为“用于碳酸盐储层的使用智能水和稀释聚合物的采油组合物的采油方法”的美国临时申请No.62/280,446的优先权，以美国专利实践的目的将以上各申请的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开的实施方案总体上涉及地层处理流体，更具体而言，涉及提高采油率的流体。
背景技术
提高采油率(EOR)工艺的应用提高了表现不佳或有问题的油井和油田的产量，从而使石油和天然气工业极大受益。现代油气作业中使用的EOR工艺可包括基于化学、水化学、热学、流体/超流体和微生物的工艺，以及相对较新的等离子体脉冲技术(PPT)。水注入(或称为水驱)已被广泛用于提高使用EOR技术处理的地下储层中液态烃的传导率或流量。水源可以源自淡水(例如含水层或地表水)以及咸水/半咸水源(例如河水/海水混合物)。
发明内容
被称为“智能水驱”或简单地被称为“智能驱采”的水驱工艺的应用可用于碳酸盐储层中的EOR操作。这种水驱工艺涉及对可注入水部分的基于离子(即，基于盐)的改变。另外，通常认为这种水驱工艺是对环境安全的。此外，这种水驱可以提高微观波及效率并可以从储层孔隙中释放出更多石油。然而，由于注入水的粘度不足，因此这种水驱可能是流度受限的，从而导致储层范围的波及效率较差。
本公开的实施方案总体上涉及一种用于提高含烃碳酸盐储层地层的采油率的采油组合物，该采油组合物具有盐度为约4,000份每百万份(ppm)至约8,000ppm的一种或以上盐的水溶液、稀释聚合物、金属氧化物纳米粒子和溶解的二氧化碳(CO2)。在一个实施方案中，提供了一种采油组合物，该采油组合物具有盐度为4,000ppm至8,000ppm的一种或以上盐的水溶液、浓度在250ppm至小于500ppm的范围内的聚合物、浓度在0.5重量(wt)％至0.1wt％的范围内的多个金属氧化物纳米粒子以及在水溶液中溶解的二氧化碳(CO2)。一种或以上盐可包括氯化钠(NaCl)、氯化钙(CaCl2)、氯化镁(MgCl2)、硫酸钠(Na2SO4)和硫酸镁(MgSO4)中的至少一种。水溶液可包含至少400ppm硫酸根离子和300ppm或以下的二价阳离子，二价阳离子包括钙离子、镁离子或它们的组合。在一些实施方案中，采油组合物由下述物质组成：盐度为约4,000ppm至约8,000ppm的一种或以上盐的水溶液、浓度在250ppm至小于500ppm的范围内的聚合物、浓度在0.5重量(wt)％至0.1wt％的范围内的多个金属氧化物纳米粒子以及在水溶液中溶解的二氧化碳。
在一些实施方案中，采油组合物的水溶液包含一种或以上离子，该一种或以上离子为钠离子、钙离子、镁离子、硫酸根离子和氯离子中的至少一种。在一些实施方案中，采油组合物的聚合物是丙烯酰胺和丙烯酰胺叔丁基磺酸盐(ATBS)的共聚物。
在另一个实施方案中，提供了一种用于提高含烃碳酸盐储层地层中的采油率的方法。该方法包括将采油组合物段塞注入储层地层中。采油组合物包含盐度为约4,000ppm至约8,000ppm的一种或以上盐的水溶液、浓度在250ppm至小于500ppm的范围内的聚合物、浓度在0.5重量(wt)％至0.1wt％的范围内的多个金属氧化物纳米粒子以及在水溶液中溶解的二氧化碳(CO2)。水溶液的一种或以上盐包括氯化钠(NaCl)、氯化钙(CaCl2)、氯化镁(MgCl2)、硫酸钠(Na2SO4)和硫酸镁(MgSO4)中的至少一种。水溶液可包含至少400ppm硫酸根离子和300ppm或以下的二价阳离子，二价阳离子包括钙离子、镁离子或它们的组合。该方法还包括在注入采油组合物段塞之后将第二溶液注入碳酸盐储层地层中。在一些实施方案中，采油组合物由下述物质组成：盐度为约4,000ppm至约8,000ppm的一种或以上盐的水溶液、浓度在250ppm至小于500ppm的范围内的聚合物、浓度在0.5重量(wt)％至0.1wt％的范围内的多个金属氧化物纳米粒子以及在水溶液中溶解的二氧化碳。在一些实施方案中，金属氧化物纳米粒子包含二氧化硅、氧化铝或它们的组合。
在一些实施方案中，该方法包括从碳酸盐储层地层中采收驱替的烃。在一些实施方案中，水溶液包含一种或以上离子，该一种或以上离子包括钠离子、钙离子、镁离子、硫酸根离子和氯离子中的至少一种。在一些实施方案中，采油组合物段塞的孔隙体积(PV)为待处理的碳酸盐储层的至少0.3。在一些实施方案中，第二溶液包含海水。在一些实施方案中，第二溶液包含所述水溶液。在一些实施方案中，水溶液为第一水溶液，一种或以上盐为一种或以上的第一盐，并且第二溶液包含适合用于提高采油率的一种或以上的第二盐的第二水溶液。在一些实施方案中，采油组合物的聚合物包括丙烯酰胺和丙烯酰胺叔丁基磺酸盐(ATBS)的共聚物。在一些实施方案中，将第二溶液注入碳酸盐储层地层包括以一定的注入速率连续注入第二溶液。在一些实施方案中，碳酸盐储层地层的原位石油粘度小于3厘泊。
附图说明
基于以下描述、权利要求和附图，本公开的这些和其他特征、方面和优点将变得更好理解。然而，应当注意的是，附图仅示出了本公开的若干实施方案，由于等效的实施方案也是被认可的，因此不认为这些实施方案是对本公开范围的限制。
图1为示出了使用根据本公开的实施方案的采油组合物来提高碳酸盐储层采油率的示意图；
图2为根据本公开的实施方案的第一实施例盐水溶液的盐水溶液粘度与海水粘度的比值相对于聚合物浓度(单位为ppm)的曲线图；
图3为根据本公开的实施方案的第二实施例盐水溶液的盐水溶液粘度与海水粘度的比值相对于聚合物浓度(单位为ppm)的曲线图；
图4至图6为使用根据本公开的实施方案的一种或以上盐的盐水溶液和稀释聚合物的采油组合物提高碳酸盐储层的采油率的方法的流程图；以及
图7至图9为使用根据本公开的实施方案的一种或以上盐、稀释聚合物、金属氧化物纳米粒子和溶解的CO2的采油组合物提高碳酸盐储层的采油率的方法的流程图。
具体实施方式
现在将参照附图更全面地描述本公开，这些附图示出了本公开的实施方案。然而，本公开可以以许多不同的形式实施，并且其不应被解释为受限于本公开中所阐述的实施方案。相反，提供这些实施方案是为了使本公开更彻底和完整，并将本公开的范围完全传达给本领域技术人员。
如在本公开中所使用的，术语“智能水”是指适合用于提高碳酸盐储层的采油率的一种或以上盐的水溶液，该水溶液的盐度在约4,000份每百万份(ppm)总溶解固体(TDS)至约8,000ppm TDS(例如，约5,000ppm TDS至约6,000ppm TDS)的范围内，使得该水溶液包含适合用于提高采油率的一定浓度的一种或以上的下列离子：钠离子、钙离子、镁离子、硫酸根离子和氯离子。例如，水溶液可包含适合用于提高采油率的一种或以上的下列盐：氯化钠(NaCl)、氯化钙(CaCl2)、氯化镁(MgCl2)、硫酸钠(Na2SO4)和硫酸镁(MgSO4)。
如在本公开中所使用的，“原位”是指一种烃储层内的事件或存在，其包括但不限于提高碳酸盐储层中烃采收率的方法、技术和化学反应。如在本公开中所使用的，除非另有说明，否则术语“ppm”是指质量百万分率。
如图1所示，本公开的实施方案包括由盐度为约4,000ppm至约8,000ppm(例如约5,000ppm至约6,000ppm)的一种或以上盐的水溶液和稀释聚合物形成的采油组合物，与仅使用一种或以上盐的水溶液获得的采油率(采收率＝X)相比，该采油组合物具有改善的采油性能(采收率>X)。该采油组合物中的聚合物浓度使水溶液的粘度增加，从而提供了流度控制并改善了储层范围的宏观波及效率。这些改善提高了由单独水溶液所得的微观波及效率，从而显著提高了碳酸盐储层的采油性能。另外，水溶液中较低的盐度和特定离子(例如硫酸根离子)也提高了所使用的提高采油聚合物的增粘特性。因此，当与典型的水驱中使用的海水相比时，使用本公开中描述的水溶液的这种采油组合物可以实现相对更高的粘度。因此，与常规的驱油组合物相比，可以获得更高的采油率，从而使碳酸盐储层中采收石油的经济性(即，更低的成本)得到改善。
例如，在一些实施方案中，采油组合物可包含盐度为约4,000ppm TDS至约8,000ppm TDS(例如约5,000ppm TDS至约6,000ppm TDS)的一种或以上盐的水溶液以及聚合物浓度为约250ppm至约500ppm的阴离子采油聚合物。在一些实施方案中，采油组合物还包含至多0.1重量(wt)％的量的金属氧化物纳米粒子。在一些实施方案中，采油组合物还包含溶解的二氧化碳(CO2)。在一些实施方案中，一种或以上盐可包括氯化钠(NaCl)、氯化钙(CaCl2)、氯化镁(MgCl2)、硫酸钠(Na2SO4)和硫酸镁(MgSO4)中的至少一种。在一些实施方案中，一种或以上盐的水溶液可包含下列离子中的至少一种或以上：钠离子、钙离子、镁离子或硫酸根离子。在一些实施方案中，聚合物可为丙烯酰胺和丙烯酰胺叔丁基磺酸盐(ATBS)的共聚物。
本公开的实施方案还包括使用盐度为约4,000ppm TDS至约8,000ppm TDS(例如约5,000ppm TDS至约6,000ppm TDS)的一种或以上盐的水溶液和稀释聚合物的采油组合物来提高碳酸盐储层的采油率的方法。在一些实施方案中，采油组合物还包含至多0.1重量(wt)％的量的金属氧化物纳米粒子。在一些实施方案中，采油组合物还包含溶解的二氧化碳(CO2)。在一些实施方案中，提高采油率的方法可包括：将采油组合物的小段塞注入储层地层，该采油组合物具有盐度为约4,000ppm TDS至约8,000ppm TDS(例如约5,000ppm TDS至约6,000ppm TDS)的一种或以上盐的水溶液、稀释聚合物、金属氧化物纳米粒子和溶解的CO2，小段塞的孔隙体积(PV)为至少约0.3；然后将盐度为约4,000ppm TDS至约8,000ppmTDS(例如约5,000ppm TDS至约6,000ppm TDS)的一种或以上盐的水溶液连续注入储层地层中。在一些实施方案中，提高采油率的方法可包括：注入盐度为约4,000ppm TDS至约8,000ppm TDS(例如约5,000ppm TDS至约6,000ppm TDS)的一种或以上盐的水溶液段塞，并且段塞的PV在储层地层的约0.3至约0.5的范围内；然后注入水溶液、稀释聚合物、金属氧化物纳米粒子和溶解的二氧化碳(CO2)的采油组合物段塞，该采油组合物段塞的PV为储层地层的至少0.3。在注入采油组合物段塞之后，该方法可包括将另一种一种或以上盐的水溶液或海水连续注入储层地层，或者改变前者和后者的注入顺序，反之亦然。
用于说明本公开的实施方案包括以下实例。本领域技术人员应当理解以下实例中公开的技术和组合物代表发明人发现的在本公开的实践中很好地起作用的技术和组合物，因此可以认为是构成其实践的优选方案。然而，根据本公开内容，本领域技术人员应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对所公开的具体实施方案进行许多改变，并且仍然可以获得相同或相似的结果。
在一个非限制性实例中，使用第一水溶液(“盐水溶液1”)形成采油组合物，第一水溶液的盐度为约5761ppm总溶解固体(TDS)，并且离子浓度为钠离子1,824ppm、钙离子65ppm、镁离子211ppm、硫酸根离子429ppm以及氯离子3,220ppm。在第二非限制性实例中，使用第二水溶液(“盐水溶液2”)形成采油组合物，第二水溶液的盐度为约5761ppm TDS，其离子浓度为钠离子1,865ppm以及硫酸根离子3,896ppm。因此，盐水溶液1包含钙离子、镁离子和硫酸根离子，而盐水溶液2仅包含硫酸根离子。如在本公开中进一步解释的，诸如钙离子、镁离子和硫酸根离子之类的离子的存在可引发孔隙范围的相互作用以进一步提高碳酸盐储层的采油率。
在一个非限制性实例中，将市售可得的丙烯酰胺(AM)和丙烯酰胺叔丁基磺酸盐(ATBS，Flopaam AN-125，由法国Andrézieux的SNF Floerger制造，称为“AN-125”聚合物)的共聚物添加到每个实例的水溶液中，共聚物的浓度分别为250ppm、500ppm和750ppm，并且在25℃、40℃和60℃三个不同的温度以及6.81秒-1的剪切速率下测量改性水溶液的粘度。将测得的改性水溶液的粘度与相同聚合物浓度和温度下的海水(盐度为约57,610ppm的海水)的粘度进行比较。表1至表3示出了在聚合物浓度为0ppm、250ppm、500ppm和750ppm以及三个不同的温度下，盐水溶液1和盐水溶液2的粘度以及它们与海水粘度的比较结果。这些表中总结的百分比变化表明，与相同聚合物浓度下的海水粘度相比，测试的水溶液的粘度百分比增加：
表1：25℃时，具有稀释聚合物的海水和水溶液的粘度
Figure BDA0002989880440000071
表2：40℃时，具有稀释聚合物的海水和水溶液的粘度
Figure BDA0002989880440000072
Figure BDA0002989880440000081
表3：60℃时，具有稀释聚合物的海水和水溶液的粘度
Figure BDA0002989880440000082
图2示出了曲线图200，其示出了在250ppm、500ppm、750ppm的不同聚合物浓度下，盐水溶液1相比于海水的粘度提高。如图2所示，Y轴202对应于测试的水溶液粘度与海水粘度之比，并且X轴204对应于以ppm为单位的聚合物浓度。图2示出了在25℃、40℃和60℃三个不同的温度下(如图例206所示)对应于聚合物浓度为250ppm的数据点、对应于聚合物浓度为500ppm的数据点以及对应于聚合物浓度为750ppm的数据点。
类似地，图3示出了曲线图300，在250ppm、500ppm、750ppm的不同聚合物浓度下，盐水溶液2相比于海水的粘度提高。如图3所示，Y轴302对应于测试的水溶液粘度与海水粘度之比，并且X轴304对应于以ppm为单位的聚合物浓度。如图例306所示，图3示出了在25℃、40℃和60℃三个不同的温度下对应于聚合物浓度为250ppm的数据点、对应于聚合物浓度为500ppm的数据点以及对应于聚合物浓度为750ppm的数据点。
如表1至表3所示并且如图2和图3所示，两种测试的水溶液在聚合物浓度为250ppm时其粘度为单独海水粘度的约1.5倍至2.0倍，并且在聚合物浓度为500ppm时其粘度为单独海水粘度的3倍至4倍。此外，在不同聚合物浓度下，在两种测试的水溶液中观察到的增量粘度比具有不同聚合物浓度的海水高约25％至50％。
另外，如表1至表3所示，盐水溶液2的增量粘度是盐水溶液1的约2至3倍，这可能是由于钠离子与AN-125聚合物的相互作用减弱所致，该相互作用减弱是由于盐水溶液2中硫酸根离子浓度提高而造成的。因此，如上所示，由于低盐度和特定离子(如测试水溶液中存在的硫酸根离子)的有利相互作用，以稀浓度向测试水溶液添加聚合物使得粘度适合用于提高采油率并提供改进的聚合物增粘特性。
在一些实施方案中，盐度为约4,000ppm至约8,000ppm(例如5,000ppm至约6,000ppm)的一种或以上盐的水溶液和稀释聚合物的采油组合物可适合用于原位储层石油粘度小于10cP的轻质油的采收。在一些实施方案中，盐度为约4,000ppm至约8,000ppm(例如5,000ppm至约6,000ppm)的一种或以上盐的水溶液和稀释聚合物的采油组合物可适合用于原位储层石油粘度小于3cP的轻质油的采收。
本公开的实施方案可包括采油组合物，该采油组合物包含盐度为约4,000ppm至约8,000ppm(例如5,000ppm至约6,000ppm)的一种或以上盐的水溶液。在一些实施方案中，水溶液可包含一种或以上盐，该一种或以上盐包括但不限于氯化钠(NaCl)、氯化钙(CaCl2)、氯化镁(MgCl2)、硫酸钠(Na2SO4)和硫酸镁(MgSO4)。本公开的实施方案可包括具有一定浓度的一种或以上离子的水溶液，所述离子包括但不限于硫酸根离子、钙离子、镁离子和氯离子。在一些实施方案中，采油组合物中的水溶液可包括稀释的海水(即，稀释以达到盐度为约4,000ppm至约8,000ppm的海水)。在一些实施方案中，稀释的海水可包含另外的一种或以上盐(例如，氯化钠(NaCl)、氯化钙(CaCl2)、氯化镁(MgCl2)、硫酸钠(Na2SO4)和硫酸镁(MgSO4)中的至少一种)。在一些实施方案中，具有稀释聚合物的改良采油组合物中的一种或以上盐的水溶液的盐度可以为约4,000ppm至约8,000ppm，并且可以包含总计约400ppm或以上的硫酸根离子和约300ppm或以下的钙离子和镁离子。
本公开的实施方案可包括采油组合物，该采油组合物包含合适的用于提高采收率的阴离子聚合物，当与一种或以上盐的水溶液混合以形成采油组合物时，将该阴离子聚合物稀释至使聚合物浓度小于或等于500ppm。这些聚合物可包括但不限于聚丙烯酰胺和丙烯酰胺的共聚物。此类聚合物可包括但不限于部分水解的聚丙烯酰胺(HPAM)、ATBS和丙烯酰胺的共聚物。在一些实施方案中，此类聚合物可选自由法国Andrézieux的SNF Floerger制造的Flopaam AN系列聚合物。
本公开的实施方案可包括采油组合物，该采油组合物包含根据本公开中所述标准的一种或以上盐的水溶液和稀释至浓度小于或等于500ppm的聚合物。例如，本公开的实施方案可包括采油组合物，该采油组合物包含根据本公开中所述标准的一种或以上盐的水溶液和稀释至浓度为约250ppm至约500ppm、约250ppm至约400ppm、约250ppm至约300ppm的聚合物。在一些实施方案中，如下文所述，盐度为约4,000ppm至约8,000ppm(例如5,000ppm至约6,000ppm)的一种或以上盐的水溶液和稀释聚合物的采油组合物可与另一种一种或以上盐的水溶液、海水以及其他一种或以上盐的水溶液和稀释聚合物的采油组合物组合使用。
在一些实施方案中，本公开中描述的采油组合物可包含金属氧化物纳米粒子(即至少一个维度(例如直径或长度)在1纳米至100纳米的范围内的粒子)。在一些实施方案中，金属氧化物纳米粒子可包括二氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)或这两者。在一些实施方案中，采油组合物可包含浓度至多0.1重量％的金属氧化物纳米粒子。例如，采油组合物可包含浓度为约0.02重量％、0.05重量％或以下、0.06重量％或以下、0.07重量％或以下、0.08重量％或以下、0.09重量％或以下、或0.1重量％或以下的金属氧化物纳米粒子。因此，在一些实施方案中，采油组合物可包含根据本公开中所述标准的盐度为约4,000ppm TDS至约8,000ppm TDS(例如约5,000ppm TDS至约6,000ppm TDS)的一种或以上盐的水溶液、稀释至浓度为约250ppm至约500ppm、约250ppm至约400ppm、或约250ppm至约300ppm的聚合物、以及浓度为约0.02重量％、0.05重量％或以下、0.06重量％或以下、0.07重量％或以下、0.08重量％或以下、0.09重量％或以下、或0.1重量％或以下的金属氧化物纳米粒子。
在一些实施方案中，本公开中描述的采油组合物可包含补充稀释聚合物的溶解的二氧化碳(CO2)。在此类实施方案中，在将采油组合物注入或以其他方式引入碳酸盐储层地层中之前，可使用已知的技术使溶解的CO2埋入采油组合物中。在此类实施方案中，采油组合物可包含根据本公开中所述标准的盐度为约4,000ppm至约8,000ppm(例如5,000ppm至约6,000ppm)的一种或以上盐的水溶液、稀释至浓度为约250ppm至约500ppm、约250ppm至约400ppm、或约250ppm至约300ppm的聚合物以及溶解的CO2。应当理解，CO2在采油组合物中的溶解度取决于采油组合物的水溶液的盐度。在一些实施方案中，可使CO2溶解在采油组合物的水溶液中直至饱和。
考虑到上述情况，可以使用图4至图6中所示和下文描述的示例性注入顺序，使用盐度为约4,000ppm至约8,000ppm(例如5,000ppm至约6,000ppm)的一种或以上盐的水溶液和稀释聚合物的采油组合物来提高碳酸盐储层的采油率。在此类实施方案中，根据下文描述的方法将盐度为约4,000ppm至约8,000ppm(例如5,000ppm至约6,000ppm)的一种或多种盐的水溶液和稀释聚合物的采油组合物注入含烃碳酸盐储层地层，从而提高储层地层的烃产量。
图4示出了根据本公开的实施方案的方法400，以使用盐度为约4,000ppm至约8,000ppm(例如5,000ppm至约6,000ppm)的一种或以上盐的水溶液和稀释聚合物的采油组合物来提高采油率。如图4所示，在一些实施方案中，可将盐度为约4,000ppm至约8,000ppm(例如5,000ppm至约6,000ppm)的一种或以上盐的水溶液和稀释聚合物的采油组合物段塞注入或以其他方式引入碳酸盐储层(方框402)。如上所述，采油组合物可包含盐度为约4,000ppm至约8,000ppm(例如5,000ppm至约6,000ppm)的一种或以上盐的水溶液和浓度小于或等于500ppm的聚合物。在一些实施方案中，盐度为约4,000ppm至约8,000ppm(例如5,000ppm至约6,000ppm)的一种或以上盐的水溶液和稀释聚合物段塞的PV为待处理储层的至少0.3。在注入采油组合物段塞之后，可将盐度为约4,000ppm至约8,000ppm(例如5,000ppm至约6,000ppm)的一种或以上盐的水溶液连续注入碳酸盐储层地层(方框404)。连续注入碳酸盐储层的盐度为约4,000ppm至约8,000ppm(例如5,000ppm至约6,000ppm)的一种或以上盐的水溶液可与采油组合物中的水溶液相同，或者可为不同的水溶液。最后，可从碳酸盐储层地层采收驱替的石油(方框406)。
图5示出了根据本公开另一实施方案的方法500，以使用盐度为约4,000ppm至约8,000ppm(例如5,000ppm至约6,000ppm)的一种或以上盐的水溶液和稀释聚合物的采油组合物来提高碳酸盐储层地层的采油率。如图5所示，在一些实施方案中，可将盐度为约4,000ppm至约8,000ppm(例如5,000ppm至约6,000ppm)的一种或以上盐的水溶液段塞注入碳酸盐储层(方框502)。接下来，可将一种或以上盐的水溶液和稀释聚合物的采油组合物段塞注入碳酸盐储层(方框504)。如上所述，采油组合物可包含盐度为约4,000ppm至约8,000ppm(例如5,000ppm至约6,000ppm)的一种或以上盐的水溶液和浓度小于或等于500ppm的聚合物。在一些实施方案中，采油组合物段塞的PV可在待处理储层的约0.3至约0.5的范围内。在注入一种或以上盐的水溶液段塞和采油组合物段塞后，可将盐度为约4,000ppm至约8,000ppm(例如5,000ppm至约6,000ppm)的一种或以上盐的水溶液连续注入碳酸盐储层(方框506)。最后，可从碳酸盐储层地层采收驱替的石油(方框508)。
图6示出了根据本公开另一实施方案的方法600，以使用盐度为约4,000ppm至约8,000ppm(例如5,000ppm至约6,000ppm)的一种或以上盐的水溶液和稀释聚合物的采油组合物来提高碳酸盐储层地层的采油率。如图6所示，在一些实施方案中，可将盐度为约4,000ppm至约8,000ppm(例如5,000ppm至约6,000ppm)的一种或以上盐的水溶液段塞注入碳酸盐储层(方框602)。接下来，可将盐度为约4,000ppm至约8,000ppm(例如5,000ppm至约6,000ppm)的一种或以上盐的水溶液和稀释聚合物的采油组合物段塞注入碳酸盐储层(方框604)。如上所述，采油组合物可包含盐度为约4,000ppm至约8,000ppm(例如5,000ppm至约6,000ppm)的一种或以上盐的水溶液和浓度小于或等于500ppm的聚合物。在一些实施方案中，水溶液和稀释聚合物段塞的PV可在待处理储层的约0.3至约0.5的范围内。在注入水溶液段塞和采油组合物段塞后，可将海水连续注入碳酸盐储层(方框606)。最后，可从碳酸盐储层地层采收驱替的石油(方框608)。
在一些实施方案中，使用图7至图9所示和下文所述的示例性注入顺序，可将盐度为约4,000ppm至约8,000ppm(例如5,000ppm至约6,000ppm)的一种或以上盐的水溶液、稀释聚合物、金属氧化物纳米粒子和溶解的CO2的采油组合物用于提高从碳酸盐储层的采油率。在此类实施方案中，根据下文所述的方法将盐度为约4,000ppm至约8,000ppm(例如5,000ppm至约6,000ppm)的一种或以上盐的水溶液、稀释聚合物、金属氧化物纳米粒子和溶解的CO2的采油组合物注入含烃碳酸盐储层地层，从而提高储层地层的烃产量。
图7示出了根据本公开的实施方案的方法700，以使用盐度为约4,000ppm至约8,000ppm(例如5,000ppm至约6,000ppm)的一种或以上盐的水溶液、稀释聚合物、金属氧化物纳米粒子和溶解的CO2的采油组合物来提高采油率。如图7所示，在一些实施方案中，可将盐度为约4,000ppm至约8,000ppm(例如5,000ppm至约6,000ppm)的一种或以上盐的水溶液、稀释聚合物、金属氧化物纳米粒子和溶解的CO2的采油组合物段塞注入或以其他方式引入碳酸盐储层地层(方框702)。如上所述，采油组合物可包含盐度为约4,000ppm至约8,000ppm(例如5,000ppm至约6,000ppm)的一种或以上盐的水溶液、浓度大于0且小于或等于500ppm的聚合物、浓度大于0且小于或等于0.1重量％的金属氧化物纳米粒子和溶解的CO2。在一些实施方案中，方法700可包括将CO2溶解在水溶液中以形成采油组合物。在采油组合物中，CO2可处于饱和状态。在一些实施方案中，盐度为约4,000ppm至约8,000ppm(例如5,000ppm至约6,000ppm)的一种或以上盐的水溶液和稀释聚合物的段塞的PV可为待处理的储层的至少0.3。
在注入采油组合物段塞之后，可将盐度为约4,000ppm至约8,000ppm(例如5,000ppm至约6,000ppm)的一种或以上盐的水溶液连续注入碳酸盐储层地层(方框704)。连续注入储层的盐度为约4,000ppm至约8,000ppm(例如5,000ppm至约6,000ppm)的一种或以上盐的水溶液可与采油组合物中的水溶液相同，或者可为不同的水溶液。最后，可从碳酸盐储层地层采收驱替的石油(方框706)。
图8示出了根据本公开的另一实施方案的方法800，以使用盐度为约4,000ppm至约8,000ppm(例如5,000ppm至约6,000ppm)的一种或以上盐的水溶液、稀释聚合物、金属氧化物纳米粒子和溶解的CO2的采油组合物来提高碳酸盐储层地层的采油率。如图8所示，在一些实施方案中，可将盐度为约4,000ppm至约8,000ppm(例如5,000ppm至约6,000ppm)的一种或以上盐的水溶液段塞注入碳酸盐储层(方框802)。接下来，可将一种或以上盐的水溶液、稀释聚合物、金属氧化物纳米粒子和溶解的CO2的采油组合物段塞注入碳酸盐储层(方框804)。如上所述，采油组合物可包含盐度为约4,000ppm至约8,000ppm(例如5,000ppm至约6,000ppm)的一种或以上盐的水溶液、浓度大于0且小于或等于500ppm的聚合物、浓度大于0且小于或等于0.1重量％的金属氧化物纳米粒子和溶解的CO2。在一些实施方案中，方法700可包括将CO2溶解在水溶液中以形成采油组合物。在采油组合物中，CO2可处于饱和状态。在一些实施方案中，采油组合物段塞的PV可在待处理储层的约0.3至约0.5的范围内。
在注入一种或以上盐的水溶液段塞和采油组合物段塞之后，可将盐度为约4,000ppm至约8,000ppm(例如5,000ppm至约6,000ppm)的一种或以上盐的水溶液连续注入碳酸盐储层(方框806)。最后，可从碳酸盐储层地层采收驱替的石油(方框808)。
图9示出了根据本公开的另一实施方案的方法900，以使用盐度为约4,000ppm至约8,000ppm(例如5,000ppm至约6,000ppm)的一种或以上盐的水溶液、稀释聚合物、金属氧化物纳米粒子和溶解的CO2的采油组合物来提高碳酸盐储层地层的采油率。如图9所示，在一些实施方案中，可将盐度为约4,000ppm至约8,000ppm(例如5,000ppm至约6,000ppm)的一种或以上盐的水溶液段塞注入碳酸盐储层(方框902)。接下来，可将盐度为约4,000ppm至约8,000ppm(例如5,000ppm至约6,000ppm)的一种或以上盐的水溶液、稀释聚合物、金属氧化物纳米粒子和溶解的CO2的采油组合物段塞注入碳酸盐储层(方框904)。如上所述，采油组合物可包含盐度为约4,000ppm至约8,000ppm(例如5,000ppm至约6,000ppm)的一种或以上盐的水溶液、浓度大于0且小于或等于500ppm的聚合物、浓度大于0且小于或等于0.1重量％的金属氧化物纳米粒子和溶解的CO2。在一些实施方案中，水溶液和稀释聚合物的段塞的PV可在待处理储层的约0.3至约0.5的范围内。在注入水溶液段塞和采油组合物段塞之后，可将海水连续注入碳酸盐储层(方框906)。最后，可从碳酸盐储层地层采收驱替的石油(方框908)。
基于本说明书，本公开的各个方面的进一步修改和替代实施方案对本领域技术人员而言将是显而易见的。因此，本说明书仅被解释为说明性的，并且其目的是教导本领域技术人员实现本公开中描述的实施方案的一般方式。应当理解的是，本公开中示出和描述的形式将被视为实施方案的实例。在不脱离所附权利要求中描述的本公开的精神和范围的情况下，可以对本公开中描述的要素进行改变。本公开中使用的标题仅用于组织目的，并不意味着用于限制说明书的范围。
范围可以在本公开中表示为由约一个特定值至约另一个特定值或两者。当表达这样的范围时，应当理解的是，另一个实施方案为由一个特定值至另一个特定值或两者，以及所述范围内的所有组合。

Claims (12)

1.一种提高含烃碳酸盐储层地层的采油率的方法，所述方法包括：
将采油组合物段塞注入所述碳酸盐储层地层，
在注入所述采油组合物段塞后，将第二溶液注入所述碳酸盐储层地层，所述采油组合物包含：
一种或以上盐的水溶液，其盐度在4000份每百万份(ppm)总溶解固体(TDS)至8000ppmTDS的范围内，所述一种或以上盐包括以下中的至少一种：氯化钠(NaCl)、氯化钙(CaCl2)、氯化镁(MgCl2)、硫酸钠(Na2SO4)和硫酸镁(MgSO4)，所述水溶液包含至少400ppm硫酸根离子和300ppm或以下的二价阳离子，所述二价阳离子包括钙离子、镁离子或它们的组合；
聚合物，其浓度在250ppm至小于500ppm的范围内；
多个金属氧化物纳米粒子，其浓度在0.5重量(wt)％至0.1wt％的范围内；以及
在所述水溶液中溶解的二氧化碳(CO2)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述采油组合物由下述物质组成：
所述一种或以上盐的水溶液，其盐度在4000份每百万份(ppm)总溶解固体(TDS)至8000ppm TDS的范围内，所述一种或以上盐包括以下中的至少一种：氯化钠(NaCl)、氯化钙(CaCl2)、氯化镁(MgCl2)、硫酸钠(Na2SO4)和硫酸镁(MgSO4)；以及
所述聚合物，其浓度在250ppm至小于500ppm的范围内；
多个金属氧化物纳米粒子，其浓度在0.5重量(wt)％至0.1wt％的范围内；以及
在所述水溶液中溶解的二氧化碳。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述金属氧化物纳米粒子包含二氧化硅、氧化铝或它们的组合。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括从所述碳酸盐储层地层采收驱替的烃。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述水溶液包含一种或以上离子，所述一种或以上离子包括以下中的至少一种：钙离子、镁离子和硫酸根离子。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述采油组合物段塞的孔隙体积(PV)为所述碳酸盐储层的至少0.3。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第二溶液包含海水。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第二溶液包含所述水溶液。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述水溶液为第一水溶液，所述一种或以上盐为一种或以上的第一盐，并且所述第二溶液包含适合用于提高碳酸盐储层的采油率的一种或以上的第二盐的第二水溶液。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述聚合物包括丙烯酰胺和丙烯酰胺叔丁基磺酸盐(ATBS)的共聚物。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中将第二溶液注入所述碳酸盐储层地层包括以一定的注入速率连续注入所述第二溶液。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述碳酸盐储层地层的原位石油粘度小于3厘泊。
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