一种化学剂辅助CO2吞吐提高普通稠油油藏采收率的方法

摘要

本发明涉及一种化学剂辅助CO2吞吐提高普通稠油油藏采收率的方法，该方法将化学剂与CO2吞吐相结合，向进行过多轮次CO2吞吐的油井中首先注入降粘剂类化学剂或起泡剂类化学剂溶液段塞，之后向井中注入高压CO2段塞，注入完成后进行焖井。焖井时，降粘剂类化学剂与普通稠油形成水包油型乳状液，可大幅降低油水界面张力，降低了开采时原油流动阻力。起泡剂类化学剂的加入能够控制CO2气相流度，有效地防止CO2发生气窜，使得CO2向地层深处扩散，增加CO2气体波及体积。化学剂与CO2的协同作用使得多轮次吞吐后，油井仍能够保持较高的采油量。

说明书

技术领域

本发明涉及一种化学剂辅助CO₂吞吐提高普通稠油油藏采收率的方法，属于油气田开发工程的技术领域。

背景技术

随着全球经济的日益发展，世界对石油的需求量迅猛增长，经过上个世纪对常规油资源的大规模的开发后，稠油资源以其丰富的储量吸引了世人的注意，因而稠油油藏的开发技术也备受关注。稠油亦称重质原油或高粘度原油，按粘度分类，把在油层温度下粘度高于100mPa.s的脱气原油称为稠油。据有关资料报道，我国稠油的储量在世界上居第七位，迄今已发现有9个大中型含油盆地和数量众多的稠油油藏区块。世界各国在石油工业的发展过程中，都是先开采较易开采的、较轻的原油。国外石油储量大的国家，因其资源丰富且开采稠油成本高、风险大。随着较轻原油资源的逐渐减少，不得不开始开采一些较难开采的重质油，因此在世界石油产量中重质油的份额正在逐渐增大。

目前，稠油开采技术大体分为冷采技术和热采技术。稠油热采技术工艺复杂，成本较高；稠油冷采技术主要包括CO₂吞吐、CO₂驱、N₂吞吐、化学剂驱等，其中CO₂吞吐是稠油冷采最主要的方式之一。

在外文文献《Fuel》2015年03期，《Enhanced oil recovery from tight formations through CO₂huff‘n’puff>2吞吐开采稠油油藏的目的是通过CO₂在稠油中的溶解，使得稠油体积膨胀，降低稠油粘度和萃取稠油中的轻质组分，并且具有溶解气驱的作用。其中大量的室内研究和现场试验表明，普通稠油CO₂吞吐提高单井采油量效果显著，CO₂吞吐采油能使低产油井强化增产。但是普通稠油油井进行多轮次CO₂吞吐后，由于油气流度差异大，导致CO₂气窜严重，波及体积小，周期产油量、油气比均会随着吞吐轮次的增加而下降。如何提高多轮次CO₂吞吐的普通稠油油井的油藏采收率是目前的一个难题。

发明内容

针对现有CO₂吞吐技术的不足，本发明提供一种化学剂辅助CO₂吞吐提高普通稠油油藏采收率的方法。

发明概述：

本发明的方法将化学剂与CO₂吞吐相结合，向进行过多轮次CO₂吞吐的油井中首先注入降粘剂或起泡剂类化学剂溶液段塞，之后向井中注入高压CO₂段塞，注入完成后进行焖井。焖井时，降粘剂类化学剂与普通稠油形成水包油型乳状液，从而大幅降低原油粘度，降低了开采时原油流动阻力。而起泡剂类化学剂的加入能够提高洗油效率，控制CO₂气相流度，有效地防止CO₂发生气窜，增加CO₂气体波及体积。化学剂与CO₂的协同作用使得多轮次吞吐后，油井仍能够保持较高的采油量。

名词解释：

普通稠油：油藏条件下原油粘度为50～1000mPa.s的稠油，此类稠油水驱开发效果较差，目前主要以CO₂吞吐、蒸汽吞吐以及蒸汽驱等开发方式为主。

化学剂：分为降粘剂类和起泡剂类。其中，降粘剂类化学剂能够有效地降低油水界面张力，形成水包油型乳状液，从而大幅降低原油粘度；起泡剂类化学剂能够使CO₂气体波及体积增加，有效控制CO₂气相流度，形成部分泡沫油。由于CO₂与化学剂的协同作用，使得油井在高轮次吞吐后，仍能够保持较高的采油量。

本发明的技术方案如下：

一种化学剂辅助CO₂吞吐提高普通稠油油藏采收率的方法，包括步骤如下：

(1)化学剂溶液段塞注入：将化学剂配制成化学剂水溶液，由井筒注入地层，化学剂水溶液的质量浓度为0.1～2.0％，注入化学剂水溶液的体积为8m³～20m³；

(2)CO₂段塞注入：将CO₂段塞通过井筒注入地层中，注入的油藏条件下CO₂的体积与注入的化学剂水溶液的体积比为0.5:1～5:1；

(3)焖井扩散：将CO₂注入油层后，关井进行焖井，焖井时间7d～14d，焖井过程中，化学剂大幅降低原油粘度，CO₂与原油发生萃取、体积膨胀、溶解降粘等作用；

(4)开井生产：焖井结束后开井生产，在地层渗流过程中，CO₂与化学剂混合，CO₂气体驱替原油以及乳状液从地层流动到井筒，最终采至地面；

本发明优选的，待一个轮次的化学剂辅助CO₂吞吐结束后，重复步骤(1)～步骤(4)，进行2-5轮次吞吐，提高多轮次CO₂吞吐后油井的采油量。

本发明优选的，所述的化学剂为降粘剂和/或起泡剂。

本发明优选的，当所述的化学剂为水溶性降粘剂时，步骤(1)降粘剂水溶液的质量浓度为0.2～1.0％，注入降粘剂水溶液的体积为10m³～20m³；步骤(2)注入的油藏条件下CO₂的体积与注入的降粘剂溶液的体积之比为1:1～5:1；步骤(3)焖井过程中，降粘剂与普通稠油形成水包油型乳状液，大幅降低原油粘度，CO₂与原油发生萃取、体积膨胀、溶解降粘等作 用；步骤(4)焖井结束后开井生产，在地层渗流过程中，CO₂与油水乳状液混合，CO₂气体驱替原油以及乳状液从地层流动到井筒，最终采至地面。

进一步优选的，降粘剂水溶液的质量浓度为1.0％，注入降粘剂水溶液的体积为12m³，注入的油藏条件下CO₂的体积与注入的降粘剂溶液的体积之比为1:1。

本发明优选的，当所述的化学剂为起泡剂时，步骤(1)起泡剂的质量浓度为0.2～0.5％，注入起泡剂水溶液的体积为15m³～20m³；步骤(2)注入的油藏条件下CO₂的体积与注入的起泡剂溶液的体积之比为2:1～5:1；步骤(3)焖井过程中，起泡剂溶液能够提高洗油效率，增加CO₂波及体积，CO₂能够与原油发生萃取、体积膨胀、溶解降粘等作用；步骤(4)焖井结束后开井生产，在地层渗流过程中，CO₂与起泡剂溶液混合，可有效控制CO₂流度，CO₂气体驱替原油以及混合液从地层流动到井筒，最终采至地面。

进一步优选的，起泡剂的质量浓度为0.5％，注入起泡剂水溶液的体积为15m³；注入的油藏条件下CO₂的体积与注入的起泡剂溶液的体积之比为2:1。

本发明优选的，所述的水溶性降粘剂为可以使原油粘度降低90-98％的降粘剂，优选的，水溶性降粘剂为烷基磺酸盐类，烷基苯磺酸盐类，聚氧乙烯烷基醇醚类降粘剂。

烷基磺酸盐类，烷基苯磺酸盐类，聚氧乙烯烷基醇醚类降粘剂均为现有技术，常规市购产品。

本发明优选的，所述的起泡剂为二-(2-乙基己基)-磺酸琥珀酸钠(AOT)和/或脂肪酸聚氧乙烯聚氧丙烯醚(C₁₂E₉P₃)。

本发明的优点在于：

1.本发明所述的化学剂辅助CO₂吞吐提高普通稠油油藏采收率的工艺方法能够有效地解决高轮次CO₂吞吐采油量迅速下降的问题。注入的化学剂能够使CO₂向地层深处扩散，提高了CO₂气体波及体积，使得距离井口较远处的地层原油被采出，从而提高了高轮次CO₂吞吐的采油量。

2.本发明在化学剂辅助CO₂吞吐焖井过程中，使用的降粘剂类化学剂能够与普通稠油形成水包油型乳状液，大幅降低界面张力，降低了稠油流动阻力；在开井生产过程中，使用的起泡剂类化学剂能够控制CO₂气相流度，有效地防止CO₂发生气窜，从而提高了高轮次CO₂吞吐的采油量。

附图说明

图1是化学剂辅助CO₂吞吐提高普通稠油油藏采收率的工艺方法的示意图；

图中，1、高压CO₂储罐；2、地面增压注入装置；3、注入井；4、化学剂水溶液储罐；5、 直井；6、普通稠油储层。

图2是化学剂辅助CO₂吞吐与CO₂吞吐各吞吐轮次采出程度对比柱状图。

具体实施方式

下面结合实施例和说明书附图对本发明做进一步的说明，但不限于此。

实施例1

一种化学剂辅助CO₂吞吐提高普通稠油油藏采收率的方法，流程如图1所示，通过耐压管线将高压CO₂储罐1出口处与地面注入装置2相连，通过管线连接地面注入装置2和注入井3，起泡剂水溶液储罐4通过管线与地面注入设备2连接，通过管线连接地面注入装置2和注入井3。

具体包括步骤如下：

(1)起泡剂溶液段塞注入过程：将二-(2-乙基己基)-磺酸琥珀酸钠起泡剂配制成起泡剂水溶液，由井筒注入地层，起泡剂水溶液的质量浓度为0.5％，注入起泡剂水溶液的体积为15m³；

(2)高压CO₂段塞注入过程：将CO₂段塞通过地面增压设备增压，由井筒注入储层，注入的油藏条件下CO₂的体积与注入的化学剂水溶液的体积比为2:1；

(3)焖井扩散：将CO₂注入油层后，关井进行焖井，焖井时间7d，记录焖井过程中压力的变化。焖井过程中CO₂与原油发生萃取、体积膨胀、溶解降粘等作用；

(4)一周后，开井生产。起泡剂溶液的加入，可增加CO₂气体波及体积，控制CO₂流度，有效地防止CO₂发生气窜。CO₂气体驱替原油等从油层流动到井筒，最终采至地面；

(5)待一个轮次的起泡剂辅助CO₂吞吐结束后，重复步骤(1)～步骤(4)3次，实现多轮次的起泡剂辅助CO₂吞吐，提高多轮次CO₂吞吐采油量。

实施例2

一种化学剂辅助CO₂吞吐提高普通稠油油藏采收率的方法，具体包括步骤如下：

(1)降粘剂溶液段塞注入过程：将烷基磺酸盐类降粘剂配制成降粘剂水溶液，由井筒注入地层，降粘剂水溶液的质量浓度为1.0％，注入降粘剂水溶液的体积为12m³；

(2)高压CO₂段塞注入过程：将CO₂段塞通过地面增压设备增压，由井筒注入储层，注入的油藏条件下CO₂的体积与注入的化学剂水溶液的体积比为1:1；

(3)焖井扩散：将CO₂注入油层后，关井进行焖井，焖井时间10d，记录焖井过程中压力的变化。焖井过程中，降粘剂与普通稠油形成水包油型乳状液，大幅降低原油粘度，CO₂与原油发生萃取、体积膨胀、溶解降粘等作用；

(4)焖井结束后开井生产，在地层渗流过程中，CO₂与油水乳状液混合，CO₂气体驱替 原油以及乳状液从地层流动到井筒，最终采至地面。

(5)待一个轮次的降粘剂辅助CO₂吞吐结束后，重复步骤(1)～步骤(4)4次，实现多轮次的降粘剂辅助CO₂吞吐，提高多轮次CO₂吞吐采油量。

实施例3

模拟化学剂辅助CO₂吞吐开采普通稠油油藏的实验装置主要由驱替液体的双柱塞计量泵、驱替气体的双柱塞计量泵、压力变送器、天平、填砂管、温压控制及记录系统等组成，实验在恒定的温度、压力下进行，以模拟油藏环境。

具体步骤为：

(1)利用填砂管填制一定渗透率的岩心，称取干重，抽真空，饱和水，称取湿重，计算孔隙度，测定岩心水相渗透率；

(2)将岩心调整至地层温度60℃和地层压力；

(3)以0.5ml/min的速度饱和油，直至出口端产出液体不含水，关闭岩心出口端并稳定一段时间；

(4)从注入端以0.5ml/min的速度注入CO₂，当CO₂量注入达到24ml时，停止注气，关闭注入端并焖井12h；

(5)打开注入端阀门，使油气在1MPa/min的压降梯度下吐出，记录产油量；

(6)重复步骤(4)～步骤(5)，进行下一轮次的CO₂吞吐实验；

(7)将起泡剂脂肪酸聚氧乙烯聚氧丙烯醚(C₁₂E₉P₃)溶解于地层水配制成质量浓度为0.5％的溶液，倒入中间容器中；

(8)从注入端以1ml/min的速度注入起泡剂溶液段塞，当脂肪酸聚氧乙烯聚氧丙烯醚(C₁₂E₉P₃)起泡剂溶液注入量达到12ml时，停止注入，然后注入24ml的高压CO₂段塞，关闭注入端并焖井一定时间；

(9)焖井12h后打开注入端阀门，使油、气、起泡剂溶液在1MPa/min的压降梯度下吐出，记录产油量；

(10)一个轮次的起泡剂辅助CO₂吞吐结束后，重复步骤(8)～步骤(9)三次，实现4个轮次的起泡剂辅助CO₂吞吐。

(11)对比CO₂吞吐驱替原油，注入24ml的高压CO₂，不注入起泡剂溶液，关闭注入端阀门进行12h焖井后开井生产，记录开井生产的周期产油量，进行6个轮次的CO₂吞吐。

实验结果如图2所示，对比化学剂辅助CO₂吞吐和CO₂吞吐，化学剂辅助CO₂吞吐具有更高的采收率，6个吞吐轮次后总采收率达到了41.96％，取得了较好的开采效果。