注氮氣泡沫控水增油工藝技術的製作方法

2023-07-27 15:16:36 1

專利名稱：注氮氣泡沫控水增油工藝技術的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於油田的選擇性封堵驅油技術，屬於注氮氣泡沫控水增油工藝技術。
背景技術：
水驅開發的非均質砂巖油田，由於非均質性嚴重和注入水的長期衝刷，油藏的孔隙結構發生了較大的變化，在油層內產生了水洗程度高的高滲透帶，注入水沿高滲透帶竄流，造成注入水的低效、無效循環，降低了注入水的驅油效率，嚴重的影響油田的開發效益。對於油層內高滲透帶注入水低效、無效循環的封堵問題，各油田開展了多種類型深度調剖的研究，包括類型豐富的深度調剖劑和現場注入工藝，如複合離子深度調剖、陰陽離子深度調剖、膠態分散凝膠深度調剖、延緩交聯深度調剖和預交聯顆粒深度調剖等。礦場實踐結果表明這些深度調剖雖在一定程度上改善了油層高滲透帶低效、無效循環的問題，但還存在一些問題，如①任何一種深度調剖都不能有效地開發厚油層頂部的低滲透部位；②深部調剖要求大的有效半徑，才能見到明顯的增油降水效果，成本較高。

發明內容
本發明的目的是提供一種注氮氣泡沫控水增油工藝技術，其控水增油的原理是①利用泡沫對高滲透性和低含油飽和度的選擇，有效封堵水洗程度高的油層高滲透帶，再利用性能好的泡沫劑增加泡沫的穩定性，延長封堵的有效期，保證後續注入水的轉向，提高原油產量；②在含油飽和度低的地方，利用泡沫劑中的表面活性劑成分驅油，提高原油產量；③利用泡沫中的氣相組分，有效開發水驅難以開發的低滲透部位，提高原油產量。
本發明是這樣實現的一種注氮氣泡沫控水增油工藝技術，本發明是在地面將氮氣與配製好的泡沫溶液按地下體積比為1∶2～2∶1混合，混合後的氣液在泡沫發生器內產生泡沫，泡沫沿井下管柱下行，在各層段的配水器處，通過井下定壓堵塞器的分配作用，將泡沫按不同體積注入到不同的層段中其中a、對於滲透率低於1000毫達西的存在高滲透帶的地層，泡沫劑由發泡劑、穩定劑及水組成，其中按質量百分比計算，發泡劑為十二烷基苯硫酸鈉佔0.1～0.5％，穩定劑為高分子量陰離子型聚丙烯醯胺佔0.003～0.7％，其餘為水；b、對於滲透率高於1000毫達西的存在高滲透帶的地層，泡沫劑由發泡劑、基液、催化劑、犧牲劑、交聯劑及水組成，其中，按質量百分比計算，發泡劑為十二烷基苯硫酸鈉佔0.5～1％，基液為佔1～2.5％的高分子量陰離子型聚丙烯醯胺，催化劑為佔0.3～0.5％的硫脲，犧牲劑為佔2～4％氯化鈣，交聯劑為佔1～5％含鉻離子的弱酸鹽，其餘為水。
上述方案中氮氣與泡沫劑的最佳範圍比為1∶1～2∶1；高分子量陰離子型聚丙烯醯胺為分子量大於1900萬、水解度為25～30％；含鉻離子的弱酸鹽為醋酸鉻。
上述所說的地下體積是指把在標準狀態下地面注氣體積按照PVT方程折算到目的層壓力下的氣體體積，然後用這個體積與注入泡沫劑的體積相比，得出的就是地下的氣液比。地下氣液比沒有固定的標準，氣液比的大小由室內實驗得出，與所選用的泡沫劑有關。
上述所說的泡沫劑的製備方法是按上述比例向水中投入氯化鈣、硫脲、鉻離子弱酸鹽及聚丙烯醯胺，邊加水邊低速攪拌，直至混合均勻，然後按比例加入發泡劑，低速攪拌均勻製成混合溶液。
實驗證明本發明用於注水井的選擇性封堵和驅油，具有處理半徑小，能有效地開發厚油層頂部的低滲透部位和低滲透層位的作用，降水增油效果明顯，成本低的優點。
具體實施例方式以下結合實施例作詳述，但不作為對本發明的限定。
本發明是在地面將氮氣與配製好的泡沫溶液按地下體積比為1∶2～2∶1混合，混合後的氣液在泡沫發生器內產生泡沫，泡沫沿井下管柱下行，在各層段的配水器處，通過井下定壓堵塞器的分配作用，將泡沫按不同體積注入到不同的層段中其中a、對於滲透率低於1000毫達西的存在高滲透帶的地層，泡沫劑由發泡劑、穩定劑及水組成，其中按質量百分比計算，發泡劑為十二烷基苯硫酸鈉佔0.1～0.5％，穩定劑為高分子量陰離子型聚丙烯醯胺佔0.003～0.7％，其餘為水；b、對於滲透率高於1000毫達西的存在高滲透帶的地層，泡沫劑由發泡劑、基液、催化劑、犧牲劑、交聯劑及水組成，其中，按質量百分比計算，發泡劑為十二烷基苯硫酸鈉佔0.5～1％，基液為佔1～2.5％的高分子量陰離子型聚丙烯醯胺，催化劑為佔0.3～0.5％的硫脲，犧牲劑為佔2～4％氯化鈣，交聯劑為佔1～5％弱酸鹽鉻離子，其餘為水。其中，弱酸鹽鉻離子中的弱酸根不起任何反應，因此，與是何種弱酸沒有本質的關係。
本發明氣液比優選的方法首先確定不同氣液比條件下N2和水的驅替壓差，該壓差作為各個氣液比時的基礎壓差；然後選定泡沫劑某一濃度，測定相應氣液比條件下N2和泡沫液的驅替壓差，該壓差為各個氣液比條件下的工作壓差，工作壓差和基礎壓差之比值即為阻力因子，根據阻力因子和氣液比的關係優化出的氣液比作為本次評價的最佳氣液比。實驗共進行了(0.5、1、1.5、2、3)1等5個氣液比對阻力因子的影響，實驗結果見表1。
表1氣液比優化實驗結果(滲透率1.193μm2，濃度0.5wt％，T＝45℃，P＝1.0MPa)

注阻力因子＝工作壓差/基礎壓差氮氣與泡沫劑的氣液比優化實驗結果表明過低或過高的氣液比都會影響泡沫的質量，氣液比低時，泡沫產生緩慢而且量少，在巖心中形成的壓力低，阻力因子小；氣液比較高時，產生的泡沫質量差，主要表現在泡沫大而且稀疏、易滅，穩定性差，在巖心中的阻力因子下降。在實驗的氣液比範圍內，氣液比介於1∶1～2∶1之間為最佳，在這個範圍內形成的泡沫細密、穩定、表觀粘度高，阻力因子也較高。
實施例12004年12月，在杏7-1-33井葡I 33層施工，目的層位厚度7.1m，滲透率範圍0.5～1.2μm2。施工從12月15日開始，施工累計向地下注入氮氣19.6235×104m3(標準狀態下)，折合地下體積1962.35m3，累計注泡沫劑1657m3，泡沫劑由分子量＞1900萬、水解度為25～30％的高分子量陰離子型聚丙烯醯胺(0.7％)和十二烷基苯硫酸鈉(0.5％)組成，累計氣液比1.18∶1。井口注入壓力由初始的8.0MPa上升到12.5MPa，施工後連通每月油井增油1566噸。
實施例2
2005年4月，在杏7-1-33井葡I 32層施工。目的層位厚度3.7m，滲透率範圍0.3～1.6μm2。施工從4月12日開始，施工累計向地下注入氮氣11.626×104m3(標準狀態下)，折合地下體積1162.6m3，累計注泡沫劑1010m3，累計氣液比1.15∶1。井口注入壓力由初始的7.0MPa上升到9.3MPa。施工後連通油井每月增油699t。
分2個階段注泡沫劑，第1階段泡沫劑由十二烷基苯硫酸鈉(1％)、分子量＞1900萬、水解度為25～30％的高分子量陰離子型聚丙烯醯胺(1.5％)、硫脲(0.3％)、氯化鈣(2％)和醋酸鉻(1.5％)組成。地下氣液比1∶1。第2階段泡沫劑由分子量＞1900萬、水解度為25～30％的高分子量陰離子型聚丙烯醯胺(0.7％)和十二烷基苯硫酸鈉(0.5％)組成。地下氣液比1.5∶1。
實施例32005年11月，在北2-2-158井葡II 6～9層施工。目的層位厚度12.5m，滲透率範圍0.3～0.8μm2。施工從11月3日開始，施工累計向地下注入氮氣29.98×104m3(標準狀態下)，折合地下體積1499m3，累計注泡沫劑1618m3，累計氣液比0.93∶1。井口注入壓力由初始的11.0MPa上升到17.3MPa。連通油井每月增油328噸。
分2個階段注泡沫劑。第1階段泡沫劑由十二烷基苯硫酸鈉(0.8％)、分子量＞1900萬、水解度為25～30％的高分子量陰離子型聚丙烯醯胺(2.5％)、硫脲(0.3％)、氯化鈣(2％)和醋酸鉻(2.5％)組成。地下氣液比0.8∶1。第2階段泡沫劑由分子量＞1900萬、水解度為25～30％的高分子量陰離子型聚丙烯醯胺(0.7％)和十二烷基苯硫酸鈉(0.8％)組成。地下氣液比1∶1。
權利要求
1.一種注氮氣泡沫控水增油工藝技術，其特徵在於將氮氣與配製好的泡沫劑按1∶2～2∶1的地下體積比混合，其中a、對於滲透率低於1000毫達西的存在高滲透帶的地層，泡沫劑由發泡劑、穩定劑及水組成，其中按質量百分比計算，發泡劑為十二烷基苯硫酸鈉佔0.1～0.5％，穩定劑為高分子量陰離子型聚丙烯醯胺佔0.003～0.7％，其餘為水；b、對於滲透率高於1000毫達西的存在高滲透帶的地層，泡沫劑由發泡劑、基液、催化劑、犧牲劑、交聯劑及水組成，其中，按質量百分比計算，發泡劑為十二烷基苯硫酸鈉佔0.5～1％，基液為佔1～2.5％的高分子量陰離子型聚丙烯醯胺，催化劑為佔0.3～0.5％的硫脲，犧牲劑為佔2～4％氯化鈣，交聯劑為佔1～5％含鉻離子的弱酸鹽，其餘為水。
2.根據權利要求1所述的一種注氮氣泡沫控水增油工藝技術，其特徵在於氮氣與泡沫劑的最佳範圍比為1∶1～2∶1。
3.根據權利要求1所述的一種注氮氣泡沫控水增油工藝技術，其特徵在於高分子量陰離子型聚丙烯醯胺為分子量大於1900萬、水解度為25～30％。
4.根據權利要求1所述的一種注氮氣泡沫控水增油工藝技術，其特徵在於含鉻離子弱酸鹽為醋酸鉻。
全文摘要
本發明涉及注氮氣泡沫控水增油工藝技術。解決了現有的控水增油工藝中不能有效地開發厚油層頂部的低滲透部位，深部調剖要求大半徑才能見到明顯的增油降水效果，成本較高的問題。其特徵在於將氮氣與配製好的泡沫劑按1∶2～2∶1的地下體積比混合，其中滲透率低於1000毫達西的存在高滲透帶的地層，泡沫劑由發泡劑、穩定劑及水組成，滲透率高於1000毫達西的存在高滲透帶的地層，泡沫劑由發泡劑、基液、催化劑、犧牲劑、交聯劑及水組成。本發明用於注水井的選擇性封堵和驅油，具有處理半徑小，能有效地開發厚油層頂部的低滲透部位和低滲透層位的作用，降水增油效果明顯及成本低的優點。
文檔編號E21B43/16GK1831294SQ20061007676
公開日2006年9月13日 申請日期2006年4月20日 優先權日2006年4月20日
發明者程傑成, 劉合, 裴曉含, 穆芫, 雷達 申請人:大慶油田有限責任公司