一種自生氣泡沫驅油劑液及其應用和增注增產方法與流程

2023-05-29 15:46:51 2

本申請實施例涉及但不限於一種泡沫驅油劑液，尤指一種井下自生氣泡沫驅油劑液及其應用和增注增產的方法。

背景技術：

海上油田注水井主要採用大段防砂工藝，防砂段內層系多、平面和縱向非均質性嚴重，經過長期注水後高滲層突進嚴重，無效水循環比例大，低滲透層動用差；同時受注水水源限制，注水水質條件有限，存在近井地帶汙染問題。現階段海上油田主要採用調剖和酸化工藝解決上述問題，較成熟的工藝一般是以凝膠及顆粒體系為主的調剖體系和以氟硼酸和多氫酸為主的緩速酸體系。在工藝實施上，一般採用分步實施，先期實施酸化解堵，再進行調剖作業，整體作業周期較長。

技術實現要素：

本申請提供了一種井下自生氣泡沫驅油劑液及其應用、以及在油田注水井中增注增產的方法，該泡沫驅油劑液能夠降低注水井壓力的同時改善吸水剖面，進一步提高驅油效率。

本申請提供了一種自生氣泡沫驅油劑液，所述自生氣泡沫驅油劑液包括生氣劑液和釋氣劑液，

所述生氣劑液和所述釋氣劑液的體積比為1:1～1.2，

所述生氣劑液為包括質量濃度為8％～15％的碳酸鹽或碳酸氫鹽水溶液，

所述釋氣劑液為包括質量濃度為6％～12％的無機酸、0.5％～2％的起泡劑、1％～3％的緩蝕劑和0.1％～1％的穩定劑的水溶液。

在本申請實施方式中，所述無機酸可以為鹽酸或多氫酸。

在本申請實施方式中，所述起泡劑可以為α-烯烴磺酸鹽。

在本申請實施方式中，所述緩蝕劑可以為咪唑啉類酸化緩蝕劑。

在本申請實施方式中，所述穩定劑可以為海水速溶型聚合物。

在本申請實施方式中，所述生氣劑液為包括質量濃度為10％～12％的碳酸鹽或碳酸氫鹽水溶液。

本申請還提供了如上所述的自生氣泡沫驅油劑液在油田注水井中的應用，其中，所述自生氣泡沫驅油劑液應用於地層壓力高於溶解氣的飽和壓力，油層溫度40℃～100℃，原始含油飽和度大於40％，地下原油粘度低於300mPa·s的注水井中。

本申請還提供了一種使用如上所述的自生氣泡沫驅油劑液在油田注水井中增注增產的方法，所述方法包括下列步驟：

根據注水井的油層厚度計算需填充的泡沫驅油劑液的總體積；

將注水井分成兩個或多個段塞；

向每個段塞內注入所述自生氣泡沫驅油劑液和隔離液，其中，所述生氣劑液、所述隔離液和所述釋氣劑液分別依次注入；

可選的，在一個段塞注入結束後，向該段塞中注入聚合物溶液。

在本申請實施方式中，每個段塞中所述聚合物溶液與所述自生氣泡沫驅油劑液的重量比為0.07-0.17：1。

在本申請實施方式中，相對於長度300-500m油管的液體體積，所述隔離液的體積為3-5m3。

在本申請實施方式中，在每個段塞中，所述生氣劑液、所述隔離液和所述釋氣劑液分兩次或多次依次注入。

在本申請實施方式中，所述聚合物溶液的濃度為1000ppm～10000ppm。

在本申請實施方式中，所述泡沫驅油劑液總體積的計算方法為：

V孔隙體積＝πr2hвmKв

式中：r為注入段塞從注水井到採油井間的距離；

hв為地層含水或透水厚度；

m為孔隙度；

kв為原油驅替係數；

V泡沫驅油劑液總體積＝(0.5％～1.0％)V孔隙體積。

與現有技術相比，本申請採用分段向目的層注入生氣劑和釋氣劑，使藥劑直接在油層內反應形成二氧化碳泡沫體系，並與生氣劑和釋氣劑中含有的酸液、聚合物和表面活性劑混合作用於油層，達到層內的酸化解堵、調剖及驅油目的。在工藝過程中，本申請中的酸液能夠解除近井地帶無機顆粒、鐵垢和鈣垢堵塞，恢復近井地帶儲層滲透率；生氣劑和釋氣劑在油層深部反應生氣的同時伴有大量的熱量放出，通過熱傳導使地層和井筒升溫，解除地層中有機物膠質、瀝青質、蠟等造成的汙染堵塞；優先在高滲透層生成的二氧化碳氣體與聚合物溶液形成穩定不易擴散的氣-液泡沫體系，使後期注入水產生較大的附加阻力，擴大注入波及體積；通過聚合物粘彈作用、表活劑降低油水界面張力作用以及二氧化碳氣體驅油作用，達到增產目的。

本申請中的釋氣劑與生氣劑反應釋放二氧化碳氣體，同時可解除近井地帶堵塞，其中的無機酸為鹽酸或是多氫酸、起泡劑為α-烯烴磺酸鹽、緩蝕劑為咪唑啉類酸化緩蝕劑、穩定劑為海水速溶型聚合物。

聚合物溶液用於穩定泡沫及封堵高滲層。

本申請的其它特徵和優點將在隨後的說明書中闡述，並且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本申請而了解。本申請的目的和其他優點可通過在說明書、權利要求書以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。

附圖說明

附圖用來提供對本申請技術方案的進一步理解，並且構成說明書的一部分，與本申請的實施例一起用於解釋本申請的技術方案，並不構成對本申請技術方案的限制。

圖1為本申請應用實施例1中單井組注入的工藝流程示意圖。

具體實施方式

為使本申請的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下文中將結合附圖對本申請的實施例進行詳細說明。需要說明的是，在不衝突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特徵可以相互任意組合。

本申請提供一種井下自生氣泡沫驅油劑液，包括生氣劑液和釋氣劑液，所述生氣劑液和所述釋氣劑液的體積比為1:1～1.2，所述生氣劑液包括質量濃度為8％～15％的碳酸鹽或碳酸氫鹽水溶液，所述釋氣劑液包括質量濃度為6％～12％的無機酸、0.5％～2％的起泡劑、1％～3％的緩蝕劑、0.1％～1％的穩定劑的水溶液。

在一個實施方式中，無機酸可以為鹽酸或是多氫酸。

在一個實施方式中，起泡劑可以為α-烯烴磺酸鹽。

在一個實施方式中，緩蝕劑可以為咪唑啉類酸化緩蝕劑。

在一個實施方式中，穩定劑可以為海水速溶型聚合物。

本申請還提供了如上所述的自生氣泡沫驅油劑液在油田注水井中的應用，其中，所述自生氣泡沫驅油劑液可以應用於地層壓力高於溶解氣的飽和壓力，油層溫度40℃～100℃，原始含油飽和度大於40％，地下原油粘度低於300mPa·s的注水井中。

本申請還提供了一種如上所述的使用自生氣泡沫驅油劑液在油田注水井中增注增產的方法，所述方法包括下列步驟：

根據注水井的油層厚度計算需填充的泡沫驅油劑液的總體積；

將注水井分成兩個或多個段塞；

向每個段塞內注入所述自生氣泡沫驅油劑液和隔離液，其中，所述生氣劑液、所述隔離液和所述釋氣劑液分別依次注入；

可選的，在一個段塞注入結束後，向該段塞中注入聚合物溶液。

在一個實施方式中，每個段塞中所述聚合物溶液與所述自生氣泡沫驅油劑液的重量比可以為0.07-0.17：1。

在一個實施方式中，相對於長度300-500m油管的液體體積，所述隔離液的體積可以為3-5m3。在本申請的實施方式中，所述隔離液可以為水。

在一個實施方式中，在每個段塞中，所述生氣劑液、所述隔離液和所述釋氣劑液分兩次或多次依次注入。

在一個實施方式中，所述聚合物溶液的濃度可以為1000ppm～10000ppm。

在一個實施方式中，所述泡沫驅油劑液總體積的計算方法為：

V孔隙體積＝πr2hвmKв

式中：r為注入段塞從注水井到採油井間的距離；

hв為地層含水或透水厚度；

m為孔隙度；

kв為原油驅替係數；

V泡沫驅油劑液總體積＝(0.5％～1.0％)V孔隙體積。

在上述公式中，V泡沫驅油劑液總體積低於注水井日注水量的80％，故在(0.5％～1.0％)V孔隙體積中，(0.5％～1.0％)的取值可以根據注水井日注水量進行選擇。

實施例1

一種自生氣泡沫驅油劑液，包括生氣劑液和釋氣劑液，所述生氣劑液和所述釋氣劑液的體積比為1:1，所述生氣劑液包括的質量濃度為8％的碳酸鈉水溶液，所述釋氣劑液包括質量濃度為：7％的鹽酸、0.5％的α-烯烴磺酸鹽起泡劑(PO-FASD；來源於中海油服化學公司)、1％的2-甲基咪唑啉緩蝕劑(PA-CO23；來源於中海油服化學公司)、0.1％的海水速溶型聚合物(產品來源於中海油服化學公司)的水溶液。

實施例2

一種井下自生氣泡沫驅油劑液，包括生氣劑液和釋氣劑液，所述生氣劑液和所述釋氣劑液的體積比為1:1.2，所述生氣劑液包括質量濃度為9％的碳酸氫鈉水溶液，所述釋氣劑液包括質量濃度為10％的鹽酸、1％的α-烯烴磺酸鹽起泡劑(PO-FASD；來源於中海油服化學公司)、1.5％的2-甲基咪唑啉緩蝕劑(PA-CO23；來源於中海油服化學公司)、0.3％的海水速溶型聚合物(產品來源於中海油服化學公司)的水溶液。

實施例3

一種井下自生氣泡沫驅油劑液，包括生氣劑液和釋氣劑液，所述生氣劑液和所述釋氣劑液的體積比為1:1.1，所述生氣劑液包括質量濃度為12％的碳酸鈉水溶液，所述釋氣劑液包括質量濃度為12％的鹽酸、1.5％的α-烯烴磺酸鹽起泡劑(PO-FASD；來源於中海油服化學公司)、1.8％的2-甲基咪唑啉緩蝕劑(PA-CO23；來源於中海油服化學公司)、0.8％的海水速溶聚合物(產品來源於中海油服化學公司)的水溶液。

應用實施例1

將上述泡沫驅油劑液用於地層壓力高於飽和壓力，油層溫度為50℃，原始含油飽和度為60％，地下原油粘度為200mPa·s的注水井中，井內的油水井對應關係明確，縱向、平面非均質性強的油藏。封堵段塞使用濃度為8000ppm聚合物溶液，具體使用濃度根據高滲層的滲透率進行調整。

本申請的應用時機為當區塊油井綜合含水80％，含水上升速度加快，水驅效果變差，注水井注入壓力12MPa的階段。

如圖1所示，一種井下自生氣泡沫驅油系統，本申請通過該泡沫驅油系統進行注入，包括生氣劑注入系統、釋氣劑注入系統和數據採集系統6，該生氣劑注入系統包括生氣劑儲存罐1和泵2，該釋氣劑注入系統包括注入泵3、釋氣劑儲存罐4、隔離液儲存罐5。生氣劑儲存罐1、釋氣劑儲存罐4、隔離液儲存罐5中的生氣劑、釋氣劑、隔離液分別通過泵2和注入泵3注入高壓三通8，高壓三通8分別控制生氣劑儲存罐1、釋氣劑儲存罐4、隔離液儲存罐5的開關，即控制其中一個儲存罐打開的同時，關閉其餘兩個儲存罐，通過高壓三通8使各組分分別進入井口9，在高壓三通8和井口9之間的管路上設有壓力傳感器10，井口9上設有注入水管道7。

本申請採用油管擠注工藝進行注入，注入設計要點為：注入量滿足油藏配注量要求；施工壓力小於地層破裂壓力。

一種使用上述泡沫驅油劑液用於注水井層內生成二氧化碳增注增產方法，包括如下步驟：

根據注水井的油層厚度計算需填充的泡沫驅油劑液的總體積；計算方法為：

V孔隙體積＝πr2hвmKв

式中：r為注入段塞從注水井到採油井間的距離；

hв為地層含水或透水厚度；

m為孔隙度；

kв為原油驅替係數；

V泡沫驅油劑液總體積＝(0.5-1.0％)V孔隙體積

在上述公式中，V泡沫驅油劑液總體積低於注水井日注水量的80％，故(0.5～1.0％)V孔隙體積中(0.5％～1.0％)的取值根據注水井日注水量進行調整。

根據泡沫驅油劑液的總體積，將注水井分成若干個段塞，當段塞數量超過6，每個段塞大小不能超過140m3。如下述表1：

表1泡沫驅油劑液的總體積以及段塞數

向每個段塞內依次平均填充該泡沫驅油劑液，每個段塞的填充次序為生氣劑液+3-5m3隔離液+釋氣劑液+3-5m3隔離液。

當填充釋氣劑液後，段塞內的壓力下降1-2MPa，使用10m3聚合物溶液封堵段塞。

燜井1小時，恢復注水，壓力許可範圍內按配注量的1.2-1.5倍進行增注。監測，要求作業前後進行視吸水指數測試，如條件許可，建議吸水剖面測試；要求施工全過程監測施工排量和施工壓力；要求監測恢復注水後的注水壓力及注水量，每周監測周邊受益油井產出情況

可選地，當注水井存在明顯高滲條帶，向注水井注入泡沫驅油劑液前，注入高濃度聚合物，高濃度聚合物用於注水井的前置封堵，用量一般為20-60m3，其注入速度按照注水井原有注入速度注入，其注入壓力應低於注水井破裂壓力。

以JZ25-1油田A23井為例，該井油層厚度共90.3m，原油粘度0.46-0.79mPa·s。該井經過長期的注水層間、層內矛盾突出，注入水在平面上的指進和縱向上的單層突進嚴重，為了提高注水驅油效率，控制含水上升速度，保證油田產能，實施本申請的層內生成二氧化碳增注增產工藝。根據施工設計用量計算，共計注入740m3溶液：生氣劑為質量百分比12％的碳酸鹽，注入350m3。釋氣劑為質量百分比為9％HCl、1.5％PA-CO23緩蝕劑(中海油服化學公司)、1.5％PO-FASD起泡劑(中海油服化學公司)和0.5％的海水速溶聚合物(來源於中海油服化學公司)的水溶液，注入390m3。聚合物溶液為3000ppm(中海油服化學公司)，注入50m3。

本實施例將注水井共分為八個段塞，其中，

第一段塞順次向井內注入20m3生氣劑、3m3清水、22m3釋氣劑、3m3清水；

第二段塞順次向井內注入30m3生氣劑、3m3清水、33m3釋氣劑、3m3清水；

第三段塞順次向井內注入50m3生氣劑、3m3清水、54m3釋氣劑、10m3聚合物；

第四段塞順次向井內注入50m3生氣劑、3m3清水、54m3釋氣劑、10m3聚合物；

第五段塞順次向井內注入50m3生氣劑、3m3清水、54m3釋氣劑、10m3聚合物；

第六段塞順次向井內注入50m3生氣劑、3m3清水、54m3釋氣劑、10m3聚合物；

第七段塞順次向井內注入50m3生氣劑、3m3清水、54m3釋氣劑、10m3聚合物；

第八段塞順次向井內注入50m3生氣劑、3m3清水、65m3釋氣劑、10m3清水。完成JZ25-1油田A23井的層內生成二氧化碳增注增產工藝。

JZ25-1油田A23井採取上述措施後注水量由250m3/d上升至350m3/d，增注83天，累積增注4288m3。措施前後吸水剖面測試結果顯示吸水強度高的層內吸水能力得到了抑制，不吸水層及吸水強度低的層吸水能力得到了一定的提升。A23井組內生產井5口，其中見效3口，累積淨增油5500m3，有效期為半年。

可見，本申請提供的自生氣泡沫驅油劑液用於油田注水井具有明顯的增注增產的效果。

雖然本申請所提供的實施方式如上，但所述的內容僅為便於理解本申請而採用的實施方式，並非用以限定本申請。任何本申請所屬領域內的技術人員，在不脫離本申請所提供的精神和範圍的前提下，可以在實施的形式及細節上進行任何的修改與變化，但本申請的專利保護範圍，仍須以所附的權利要求書所界定的範圍為準。