CN113073965A - 一种非常规油藏开采方法 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及非常规油藏开发技术领域，尤其涉及一种非常规油藏开采方法。通过向油藏中注入活性纳微米分散体系和生物制剂的协同体系，活性纳微米分散体系具有改变岩石润湿性，逐级调剖裂缝和大孔道，以及调整吸水剖面的作用，可以方便生物制剂进入储层基质区。生物制剂可以随着活性纳微米分散体系运移至储层裂缝和基质区域，其中的微生物成分可以利用原油生长，直接降解原油组份，改变原油物性，改善原油流动性，可分阶段、分区域调控储层润湿性，达到扩大波及和增加洗油效率的效果。
Description
技术领域
本公开涉及非常规油藏开发技术领域，尤其涉及一种非常规油藏开采方法。
背景技术
非常规储层具有渗透率低、纳米级孔隙发育、孔喉结构复杂且连通性差的特点，且非常规储层的天然裂缝发育广泛，非均质性强。常规开发方式往往难以对非常规储层实现有效动用，大多需要经过水平井分段多级压裂进行开发。经过多级压裂之后，非常规储层形成了压裂多级缝、天然裂缝、基质相结合的多尺度多孔介质结构。与常规储层不同，非常规储层压裂后，部分储层压裂液返排率仅5％左右，衰竭开采压力下降迅速、采收率极低。
发明内容
为了解决上述技术问题中的至少一个，本公开提供了一种非常规油藏开采方法。该方法包括：
确定活性纳微米分散体系和生物制剂协同体系；
将所述协同体系注入到非常规油藏储层中。
可选地，在确定所述协同体系之前，所述方法包括：确定所述活性纳微米分散体系。
可选地，所述活性纳微米分散体系是在乙腈体系中以丙烯酰胺和NN’-亚甲基双丙烯酰胺为聚合物单体，引入亲水性官能团-COOH，偶氮二异丁腈为引发剂制备的生物黏附活性微球。
可选地，在确定所述协同体系之前，所述方法包括：确定所述生物制剂。
可选地，所述生物制剂为微生物定向激活剂。
可选地，所述生物制剂为包括微生物细菌和微生物定向激活剂的混合物质。
可选地，在所述协同体系中，所述活性纳微米分散体系的质量分数为0.1％-0.2％，所述生物制剂的质量分数为1％-2％。
可选地，所述方法适用于基质渗透率为0.01-1.1mD,温度小于80℃的非常规油藏。
本公开实施例提供的技术方案可以包括如下有益效果：
通过向油藏中注入活性纳微米分散体系和生物制剂的协同体系，活性纳微米分散体系自身具有改变岩石润湿性，逐级调剖裂缝和/或大孔道，以及调整吸水剖面的作用，可以方便生物制剂进入储层基质区。生物制剂可以随着活性纳微米分散体系运移至储层裂缝和基质区域，其中的微生物成分可以利用原油生长，直接降解原油组份，改变原油物性，改善原油流动性。而且，近井地带的微氧/好氧菌以代谢生物表面活性剂为主，随着注入液流向储层深处，液体中溶解氧减少，地层微生物菌群逐渐向代谢生物气、生物酸的厌氧菌群演化。由于代谢产物产生时间差异，因此可分阶段、分区域调控储层润湿性，达到扩大波及和增加洗油效率的效果。
本公开实施例以绿色环保、低廉高效开发理念，结合纳微米活性体系和微生物自生自产特性，针对非常规非均质储层特点，公开了纳微米流体吞吐、多轮次、分区调堵的新型开发方法。
附图说明
附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。
图1示出了活性纳微米分散体系/生物制剂协同体系驱油机理；
图2是本公开第二实施例所采用的微观模型夹持器的示意图；
图3是本公开第二实施例所采用的微观模型的示意图；
图4是本公开第二实施例中三种驱油体系驱替时微观油水分布形态。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开。
本公开第一实施例提供了一种非常规油藏开采方法，该方法包括：
步骤S101，确定活性纳微米分散体系和生物制剂协同体系。
在一种可能的实现方式中，在确定活性纳微米分散体系和生物制剂协同体系之前，可以先分别确定活性纳微米分散体系和生物制剂。
活性纳微米分散体系可以是在乙腈体系中以丙烯酰胺和NN’-亚甲基双丙烯酰胺为聚合物单体，引入亲水性官能团-COOH，偶氮二异丁腈为引发剂制备的生物黏附活性微球。该生物黏附活性微球与微生物细胞表面有强黏附功，且这些生物黏附微球之间具有相互携带作用。生物制剂可以是微生物定向激活剂，或者生物制剂可以是微生物细菌和微生物定向激活剂的混合物质。其中，微生物定向激活剂的组分可以为微生物生长代谢所需碳源、氮源和微量元素，具体可以为酵母浸粉、氯化铵、氯化镁、氯化钠、磷酸氢二钾。在实际应用中，可以根据油藏环境定向调控生物制剂中的菌群结构，以采用可以在油藏环境中正常生长的细菌作为生物制剂原料。细菌种类可以包括假单胞菌。
非常规油藏在长期注入情况下，油层内部形成高水相流体渗流优势通道，导致驱油效率降低，造成注入水无效循环，严重干扰了其他层段以及其他部分油层的吸水、出油状况，使得稳产困难。当生物制剂仅为微生物定向激活剂时，通过将生物制剂注入到储层中，可以激活并促进储层原位微生物的生长繁殖。在微生物菌生长繁殖的过程中，微生物细菌可以利用微生物自身的生命活动或生物代谢产物(生物表面活性剂、生物聚合物、生物酸、生物气等)降解原油组份、改变原油物性、改善原油的流动性。微生物细菌在储层中生长繁殖，细胞体积增大、数量增加使得地层水中菌体数量增多、菌体随注入水进入储层中之后可进行储层深部堵调，以解决层间层内吸水不均、储层动用程度不均、水线推进速度快等问题。另外，微生物细菌能粘附在岩石表面，在油膜下生长，改变岩石的润湿性，最后把油膜推开，使油释放出来。而当生物制剂为包括微生物细菌和微生物定向激活剂的混合物质时，注入的微生物细菌和储层原位微生物可以共同作用改变岩石的润湿性。
在确定活性纳微米分散体系和生物制剂之后，可以确定活性纳微米分散体系和生物制剂在活性纳微米分散体系和生物制剂协同体系中所占的比例，以获得较佳的润湿性效果。例如，在该协同体系中，活性纳微米分散体系的使用量可以为0.1％-0.2％，生物制剂的使用量可以为1％-2％，其余为水。在实际应用中，可以根据润湿性效果确定两者用量。
在确定活性纳微米分散体系和生物制剂在活性纳微米分散体系和生物制剂协同体系中所占的比例之后，可以根据其所占的比例制备该协同体系。例如，可以先将活性纳微米分散体系添加到去离子水中，并进行超声分散，之后可以加入生物制剂，并继续超声分散得到活性纳微米分散体系和生物制剂协同体系。
步骤S102，将确定的活性纳微米分散体系和生物制剂协同体系注入到非常规油藏储层中。
在一种可能的实现方式中，可以通过注入井，将该协同体系注入到非常规油藏储层中。
活性纳微米分散体系的微球粒径小，易注入，且在注入地层后由于水化膨胀而可以有效封堵裂缝或大孔道，实现流度控制、暂堵、液流转向。同时，活性纳微米分散体系可以吸附在裂缝或大孔道壁面，起到改变岩石润湿性的效果。而微生物代谢产物可以溶解、乳化原油，降低原油的粘度，改变岩石的润湿性，改善岩石渗透率，增加地层压力和提高原油的流动性，最终达到增产效果。
通过向油藏注入活性纳微米分散体系和生物制剂协同体系，分散体系会在大孔道处进行封堵，然后生物制剂中的活性营养物质流向基质，并在原位生长代谢，闷井培养阶段微生物生长代谢发生自发渗吸作用，待闷井一段时间后，降压开采，基质中的油水流向井口形成二次调堵。
在一种可能的实现方式中，本实施例提供的非常规油藏开采方法适用于基质渗透率为0.01-1.1mD，温度小于80℃的非常规油藏。
本公开实施例提供的非常规油藏开采方法，通过向油藏中注入活性纳微米分散体系和生物制剂的协同体系，活性纳微米分散体系自身具有改变岩石润湿性，逐级调剖裂缝和/或大孔道，以及调整吸水剖面的作用，可以方便生物制剂进入储层基质区。生物制剂可以随着活性纳微米分散体系运移至储层裂缝和基质区域，其中的微生物成分可以利用原油生长，直接降解原油组份，改变原油物性，改善原油流动性。而且，近井地带的微氧/好氧菌以代谢生物表面活性剂为主，随着注入液流向储层深处，液体中溶解氧减少，地层微生物菌群逐渐向代谢生物气、生物酸的厌氧菌群演化，可分阶段、分区域调控储层润湿性，达到扩大波及和增加洗油效率的效果，进而提高采收率。
图1示出了活性纳微米分散体系/生物制剂协同体系多尺度调驱与润湿分级调控提高采收率的机理，其中黑色区域为基质区、白色区域为孔道。注入协同体系初始阶段，活性纳米分散颗粒进入人工缝网改变岩石润湿性，并形成逐级调剖扩大渗流波及体积，使协同体系中的生物制剂运移至微裂缝区及基质区。微裂缝中生物制剂发挥作用，激活油藏本源微生物生长代谢生物表面活性剂、生物聚合物、生物酸等，发挥润湿反转增强洗油效率。基质区中主要是本源微生物生长代谢，改变油藏润湿性增强基质中渗吸作用进一步提高采收率。因此，活性纳微米分散体系/生物制剂协同体系可多尺度、多阶段发挥提高油藏采收率的作用。
本公开第二实施例提供了一种非常规油藏开采方法的模拟实验方案，包括：
步骤S201，建立微观模型驱替装置，该微观模型驱替装置用于驱替微观模型。其中，所用微观模型驱替装置如图2所示，所用微观模型如图3所示。
微观模型驱替装置包括计算机(如电脑等)、驱替泵、显微镜和光源。其中，计算机用于处理采集的数据，驱替泵用于驱替微观模型，显微镜和光源构成了图像采集系统，该图像采集系统用于采集该微观模型中的储层的图像。
本实施例所用的微观模型主裂缝孔径可以为100μm、次级裂缝孔径可以为40μm、基质平均孔径可以为10μm。
需要说明的是，为了清楚表示，图2采用了白色填充，图2中的局部放大图显示了微观模型的基质区域。
步骤S202，在该微观模型中，通过抽真空饱和地层水，再通过注入泵注入原油饱和地层水，再饱和原油，造成束缚水条件。
步骤S203，对该微观模型进行第一次水驱，再进行活性纳微米分散体系/生物制剂协同体系驱替，接着进行第二次水驱。其中，三次驱替均驱替至出水口含水95％，且驱替流速均为4μL/min。
步骤S204，在驱替过程中，通过图像采集系统实时采集图像，以方便实验人员可以实时观察活性纳微米分散体系和生物制剂协同体系的运移状况以及油水分布等情况。
步骤S205，将不同驱替阶段的采集图像进行二值化处理，黑色为油、白色为基质和驱替液；然后计算每个驱替阶段后图像中的黑色占比，并通过如下公式计算提高的采收率：(So1-So2)/So×100。So是步骤S202中饱和原油后的黑色占比，So1是第一次水驱后的黑色占比，So2是第二次水驱后的黑色占比。
同时，本实施例还提供两组对照实验。在第一组对照实验中，在对微观模型进行第一次水驱之后，仅注入生物制剂进行驱替，之后再进行第二次水驱。在第二组对照实验中，在对微观模型进行第一次水驱之后，仅注入活性纳微米分散体系进行驱替，之后再进行第二次水驱。对照实验的其他步骤与上述步骤202和204-205一致，且对照实验中驱替参数与上述步骤203一致。图4示出了三种驱油体系驱替时微观油水分布形态，表1示出了本实施例提供的三组实验最终取得的提高采收率数值。可见，通过注入活性纳微米分散体系/生物制剂协同体系，可以有效提高采收率。
表1提高采收率数值比较
| 体系名称 | 提高采收率 |
| 生物制剂 | 8.2％ |
| 活性纳微米分散体系 | 9.4％ |
| 活性纳微米分散体系/生物制剂协同体系 | 12.2％ |
在该模拟实验中，可以通过以下方式制备活性纳微米分散体系和生物制剂协同体系：室温下，将0.2mL初始粒径为80nm的分散体系添加到99mL的去离子水中，超声分散2小时；然后加入0.8mL的生物制剂，继续超声分散2小时，从而得到活性纳微米分散体系和生物制剂协同体系。在该协同体系中，活性纳微米分散体系的质量分数约为0.2％，生物制剂的质量分数约为0.8％，去离子水的质量分数约为99％。
采用上述的协同体系，进行接触角测试，以通过接触角实验研究协同体系的改变润湿性情况。结果表明，接触角从68.3°降低为23.6°。
采用微球质量分数为0.1％(即活性纳微米分散体系质量分数为0.1％)、生物制剂质量分数为0.6％的协同体系进行微观可视化驱油实验。其中，实验用油为模拟油，黏度5mPa·s。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”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”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。
Claims (8)
1.一种非常规油藏开采方法，其特征在于，所述方法包括：
确定活性纳微米分散体系和生物制剂协同体系；
将所述协同体系注入到非常规油藏储层中。
2.如权利要求1所述的一种非常规油藏开采方法，其特征在于，在确定所述协同体系之前，所述方法包括：
确定所述活性纳微米分散体系。
3.如权利要求2所述的一种非常规油藏开采方法，其特征在于，
所述活性纳微米分散体系是在乙腈体系中以丙烯酰胺和NN’-亚甲基双丙烯酰胺为聚合物单体，引入亲水性官能团-COOH，偶氮二异丁腈为引发剂制备的生物黏附活性微球。
4.如权利要求1所述的一种非常规油藏开采方法，其特征在于，在确定所述协同体系之前，所述方法包括：
确定所述生物制剂。
5.如权利要求4所述的一种非常规油藏开采方法，其特征在于，所述生物制剂为微生物定向激活剂。
6.如权利要求4所述的一种非常规油藏开采方法，其特征在于，所述生物制剂为包括微生物细菌和微生物定向激活剂的混合物质。
7.如权利要求1所述的一种非常规油藏开采方法，其特征在于，
在所述协同体系中，所述活性纳微米分散体系的质量分数为0.1％-0.2％，所述生物制剂的质量分数为1％-2％。
8.如权利要求1-7任一所述的一种非常规油藏开采方法，其特征在于，
所述方法适用于基质渗透率为0.01-1.1mD,温度小于80℃的非常规油藏。
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