CN115161002A - 一种利用气溶胶控制二氧化碳埋存或驱油中气窜、控制注气压力的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种利用气溶胶控制二氧化碳埋存或驱油中气窜、控制注气压力的方法。本发明方法包括步骤：以水溶液作为分散相、二氧化碳作为分散介质制备气溶胶，然后注入地层，从而实现控制二氧化碳埋存或驱油中的气窜及注气压力；所述水溶液为聚乙二醇十六烷基醚水溶液。本发明气溶胶在高气量下可以任意控制气相中的含水率；可以将体系中的液体比例控制的很低，可根据地下压力和所需的气液比设计地面的气液比，从而实现地下的高气液比，从而减少注入地下的液体量；本发明利用气溶胶可以大幅度抑制气窜、提高气体的注入压力、提高气体埋存效率，并且可以通过调整气溶胶中气液比例来控制注气压力，同时避免注入压力过高、注入困难等问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用气溶胶控制二氧化碳埋存或驱油中气窜、控制注气压力的方法，属于石油开采、二氧化碳埋存技术领域。
背景技术
向地层中注入二氧化碳并封存在地层中是一种减少二氧化碳排放的重要方法。同时，向地层中注入二氧化碳也是针对低渗透储层提高原油采收率的有效方法。近年来注气工艺受到国内的普遍关注。
在油田开发中注气提高原油采收率技术具有巨大的提高采收率潜力，我国适合注气开采的储量很多，特别是对于难以注水的油田(如低渗透、强水敏等)，注气更是一种可行的开发方式。因此对低渗透油藏来说，注气有广阔的应用前景。
但是目前气驱在应用过程中存在以下问题：向地层中单独注气容易发生气窜，有效控制气窜的方法主要是气液混注、气液交替注入以及泡沫驱。但是对于许多储层，上述注气工艺虽然可以增大注入压力，控制气窜，但是存在注入压力过高，导致注入困难的问题。因此，提高二氧化碳埋存效率以及二氧化碳驱油效率的关键是对气体注入阻力的有效和定量调控。
为了解决上述问题，提出本发明。
发明内容
针对现有技术的不足，尤其是针对单独注气时气体流动阻力小、注入压力低、容易气窜，气体埋存效率低，气液交替注入或泡沫驱注入压力过高、注入困难等难题，本发明提供一种利用气溶胶控制二氧化碳埋存或驱油中气窜、控制注气压力的方法。
为解决以上问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种利用气溶胶控制二氧化碳埋存或驱油中气窜、控制注气压力的方法，包括步骤：以水溶液作为分散相、二氧化碳作为分散介质制备气溶胶，然后注入地层，从而实现控制二氧化碳埋存或驱油中的气窜及注气压力；所述水溶液为聚乙二醇十六烷基醚水溶液。
根据本发明优选的，聚乙二醇十六烷基醚水溶液的浓度为5×10-6mol/L-2×10- 5mol/L。上述浓度需要适宜；如浓度过高，表面活性剂在界面上的弛豫作用逐渐消失，与水体系没有明显差异。
根据本发明优选的，水溶液配制所用溶剂为油田注入水。
根据本发明，分散相和分散介质的用量比例根据实际需要进行调整。地面注入端可以将气溶胶中的液体含量根据设计需要降低，从而实现地下的高气液比，从而减少注入地下的液体量；从而解决泡沫驱技术无法实现地下的高气液比，以及注气压力过高等问题。注气压力可通过调整分散相或分散介质的含量进行控制。
根据本发明，气溶胶是采用现有气溶胶发生器制备或者按照现有原理进行制备。
根据本发明，气溶胶可通过增压泵注入地层。
根据本发明优选的，通过控制气溶胶中分散相或分散介质的含量来控制注气压力。
本发明的技术特点和有益效果如下：
1、水气交替注入地层控制气窜的方法中需要使用大量的水，加入过多的水会造成地层中的黏土矿物膨胀，影响地层渗透率；且注入压力较高。而使用泡沫驱不但注入压力过高，同时当泡沫的含水率低于1％后是无法生成泡沫的，或者泡沫容易破碎导致气液分离；而且泡沫中气体的压缩性较好，液体的压缩性较差，泡沫在注入过程中随着压力的升高，气体被大幅度压缩，而液体压缩程度较小，因此地下的气体与液体的比例较低；同时导致含水率升高，而含水率较高会造成地层黏土膨胀，对地层造成永久性的影响；也就是说利用泡沫驱技术无法实现地下的高气液比，且含水率的提高对地层会产生不利影响，注入压力较高。相比于泡沫体系和水气交替注入方法，本发明气溶胶作为气驱和埋存的方法具有以下优势：在高气量下可以任意控制气相中的含水率；可以将体系中的液体比例控制的很低，可根据地下压力和所需的气液比设计地面的气液比，从而实现地下的高气液比，从而减少注入地下的液体量，减小注气压力；上述泡沫体系和水气交替注入方法难以实现。因此可以通过控制气溶胶中的含水率控制注入压力。
2、本发明的气溶胶体系可以控制水相比例极低，同时利用气溶胶在多孔介质中分散的两相贾敏效应控制注入气体的压力，不但起到了抑制气窜、提高注气压力(相比单独注气)的目的，同时可以有效的降低混入水的量。本发明聚乙二醇十六烷基醚的加入可以提高气溶胶中液体液滴的稳定性，控制液体的聚并，提高气溶胶的分散性，提高气溶胶在岩心中控制气窜的能力；同时相比于其它表面活性剂，本发明聚乙二醇十六烷基醚具有更优异的效果，其吸附在气液界面上具有更高的界面黏弹性——该表面活性剂吸附后的空间位阻作用显著，因此气溶胶在低渗多孔介质渗流中的气液界面变形阻力更大，因此所需注入压力相对更高；因此，本发明通过加入聚乙二醇十六烷基醚改变了液体界面性质，实现了注气压力的调控。
3、本发明利用气溶胶可以大幅度抑制气窜、提高气体的注入压力、提高气体埋存效率，并且可以通过调整气溶胶中气液比例来控制注气压力，同时避免注入压力过高、注入困难等问题。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明做进一步说明，但不限于此。
实施例中所用原料、设备均为常规原料或设备，可市购获得。实施例中所用二氧化碳气体均为标况下的二氧化碳；气体流量均为标况下的体积流速。实施例中所用聚乙二醇十六烷基醚的数均分子量为1124。
实施例1
一种利用气溶胶控制二氧化碳埋存或驱油中气窜、控制注气压力的方法，包括步骤：以5×10-6mol/L聚乙二醇十六烷基醚水溶液(溶剂为油田注入水)作为分散相，二氧化碳作为分散介质；设置分散介质二氧化碳的流量为400mL/min，变化分散相液体的流速分别为0.05mL/min、0.1mL/min、0.2mL/min、0.5mL/min，分别进入气溶胶发生器按现有气溶胶制备原理制备气溶胶，然后通入模拟地层(岩心渗透率为31.59×10-3μm2)。上述分散相液体流速条件下对应的平衡压力即注气压力分别依次为0.867MPa、1.153MPa、1.502MPa、2.101MPa。
由上，通过控制气溶胶中分散相液相的含量可实现调控注气压力。
对比例1
将二氧化碳直接注入岩心渗透率为31.59×10-3μm2的模拟地层；二氧化碳的流量为400mL/min；对应的平衡压力即注气压力为0.31MPa。
通过实施例1和对比例1可以看出，利用气溶胶可以大幅度提高气体的注入压力，并且可以通过调整气溶胶中的液体比例改变压力。
实施例2
一种利用气溶胶控制二氧化碳埋存或驱油中气窜、控制注气压力的方法，包括步骤：以水溶液(其中，聚乙二醇十六烷基醚的浓度为8.9×10-6mol/L，溶剂为油田注入水)作为分散相，二氧化碳作为分散介质；设置分散介质二氧化碳的流量为400mL/min，分散相液体的流速为0.1mL/min，进入气溶胶发生器按现有气溶胶制备原理制备气溶胶，然后通入模拟地层(岩心渗透率为31.59×10-3μm2)。对应的平衡压力即注气压力为1.234MPa。
对比例2
一种利用气溶胶控制二氧化碳埋存或驱油中气窜、控制注气压力的方法，包括步骤：以水溶液(其中，十二烷基硫酸钠(SDS)的浓度为8.9×10-6mol/L，溶剂为油田注入水，不含聚乙二醇十六烷基醚)作为分散相，二氧化碳作为分散介质；设置分散介质二氧化碳的流量为400mL/min，分散相液体的流速为0.1mL/min，进入气溶胶发生器按现有气溶胶制备原理制备气溶胶，然后通入模拟地层(岩心渗透率为31.59×10-3μm2)。对应的平衡压力即注气压力为0.897MPa。
对比例3
一种利用气溶胶控制二氧化碳埋存或驱油中气窜、控制注气压力的方法，包括步骤：以油田注入水(不含聚乙二醇十六烷基醚)作为分散相，二氧化碳作为分散介质；设置分散介质二氧化碳的流量为400mL/min，分散相液体的流速为0.1mL/min，进入气溶胶发生器按现有气溶胶制备原理制备气溶胶，然后通入模拟地层(岩心渗透率为31.59×10-3μm2)。对应的平衡压力即注气压力为0.856MPa。
通过实施例2和对比例2及对比例3发现，对于低渗岩心，在气溶胶中加入聚乙二醇十六烷基醚可以提高气溶胶的分散性以及在岩心中的控制气窜的能力，相比于普通的表面活性剂SDS的效果更加显著，主要是由于聚乙二醇十六烷基醚具有更高的表面模量和界面强度，通过活性剂在气液界面上的吸附利用空间位阻效应阻碍了液滴之间的聚并，而不加活性剂的气溶胶注入气体的压力最低。
实施例3
一种利用气溶胶控制二氧化碳埋存或驱油中气窜、控制注气压力的方法，包括步骤：以水溶液作为分散相，二氧化碳作为分散介质；设置分散相液体的流速为0.05mL/min，变化分散介质二氧化碳的流量分别为100mL/min、200mL/min、400mL/min，分别进入气溶胶发生器按现有气溶胶制备原理制备气溶胶，然后通入模拟地层(岩心渗透率为48.45×10-3μm2)。
所述水溶液为油田注入水(体系1)、2×10-5mol/LSDS水溶液(溶剂为油田注入水，体系2)，2×10-5mol/L聚乙二醇十六烷基醚水溶液(溶剂为油田注入水，体系3)。
上述不同气液质量比条件下所对应的平衡压力即注气压力(单位MPa)如下表1所示。
表1
| 气液质量比 | 体系1 | 体系2 | 体系3 |
| 4 | 0.198 | 0.253 | 0.277 |
| 8 | 0.355 | 0.454 | 0.476 |
| 16 | 0.7895 | 0.821 | 0.853 |
由表1可以看出，利用气溶胶的方法既可以通过调整气量、也可以改变液体流速从而改变注入压力。
Claims (5)
1.一种利用气溶胶控制二氧化碳埋存或驱油中气窜、控制注气压力的方法，包括步骤：以水溶液作为分散相、二氧化碳作为分散介质制备气溶胶，然后注入地层，从而实现控制二氧化碳埋存或驱油中的气窜及注气压力；所述水溶液为聚乙二醇十六烷基醚水溶液。
2.根据权利要求1所述利用气溶胶控制二氧化碳埋存或驱油中气窜、控制注气压力的方法，其特征在于，聚乙二醇十六烷基醚水溶液的浓度为5×10-6mol/L-2×10-5mol/L。
3.根据权利要求1所述利用气溶胶控制二氧化碳埋存或驱油中气窜、控制注气压力的方法，其特征在于，水溶液配制所用溶剂为油田注入水。
4.根据权利要求1所述利用气溶胶控制二氧化碳埋存或驱油中气窜、控制注气压力的方法，其特征在于，气溶胶可通过增压泵注入地层。
5.根据权利要求1所述利用气溶胶控制二氧化碳埋存或驱油中气窜、控制注气压力的方法，其特征在于，通过控制气溶胶中分散相或分散介质的含量来控制注气压力。
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| Publication number | Publication date |
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