一种二元化学复合驱采油方法与流程

本发明属于油田开发技术领域，特别是涉及一种二元化学复合驱采油方法。

背景技术：

目前，化学复合驱是大幅度提高陆上老油田原油采收率的主要方法之一，碱-表面活性剂-聚合物三元复合驱在多个油田先导性矿场试验中取得了良好效果，但是在大规模的工业化应用中，一些问题也随之而来。强碱的使用引起地层粘土分散、运移、地层渗透率下降、油层及井底结垢、生产井产液能力降低、监泵周期缩短，从而增加了采油的技术难度和附加成本，甚至直接影响油井的正常生产。碱的存在大幅度降低了聚合物的粘度，尤其是粘弹性，聚合物弹性损失会使原油采收率损失5％左右，为达到设计的流度控制能力，不得不增大配方体系中聚合物的浓度，从而增加了驱油剂的成本。同时，由于碱的存在，采出液为粘度较高的W/O型乳化液，乳化液的形成不仅影响油井的产能，而且也大大增加了破乳的难度，增加了处理成本。因此，三元复合驱自身的发展要求调整体系，降低碱的用量，或者不用碱。

近年来无碱表面活性剂-聚合物二元复合驱研究与试验成为热点，该工艺可以最大限度地发挥聚合物的粘度和弹性，减少乳化液处理带来的负面影响，避免了碱引起的地层以及井筒结垢的现象。但与三元复合驱相比，由于没有碱的协同作用，对表面活性剂的要求更高，必须在无碱无盐的条件下使体系达到超低界面张力，以增加体系的洗油效率，因此，需要开发一系列新的、效果更好的驱油用表面活性剂的研制、开发和生产。然而，合成高界面活性的表面活性剂，合成的驱油剂成本较高。目前表面活性剂研制与生产滞后于现场试验进展，缺少成本低、质量稳定的活性剂工业化产品。二元复合驱矿场试验虽然取得了一定效果，但也暴露出一些问题，提高采收率幅度可能低于有碱的三元复合驱，且需要提高配方适应性、驱油剂产品质量稳定性及体系性能的长期稳定性。

技术实现要素：

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种二元化学复合驱采油方法。

本发明的目的是提供一种具有工艺简单，安全可靠，易于施工，施工成本低，绿色环保，洗油驱油速度快，程度高，增油效果明显等特点的二元化学复合驱采油方法。

本发明二元复合驱油工艺是指采用碱性电解水和聚丙烯酰胺溶液的混合物作为驱油剂，通过注水井注入油藏，进行原油的驱替工艺方法。

碱性电解水是水经过电解设备进行电解后，透过渗透膜分离得到强碱性电解水溶液，碱性电解水pH值在10-14。此水由5-6个分子团组成，而正常水由13个分子团组成，这种水具有活性大、表面张力小，渗透力强、溶解度高等优点。碱性电解水的用途有两方面：一方面是溶解聚丙烯酰胺，另一方面是稀释聚丙烯酰胺，进行二元复合驱油。因此，碱性电解水会发挥以下几方面作用：1)分子小、渗透性强，水分子运动速度快，可以快速渗透到岩石缝隙和孔隙中，进而渗透到原油和地层岩石表面之间，使原油从岩石表面迅速剥离；表面张力小，可以乳化原油，增强原油流动性，提高洗油效果，解决了传统二元复合驱表面活性剂需要超低界面张力和乳化的难题。2)虽然碱性电解水呈碱性，但并没有像火碱存在反离子，具有较强的腐蚀和结垢隐患，反而具有较强的防锈作用，保护设备和管道，耐碱性沉淀能力强，不会与地层水产生碱性沉淀，该碱性对聚合物的粘度没有影响，避免了三元复合驱的各种弊端。3)碱性电解水的高渗透性可以加速聚丙烯酰胺的溶解速率，降低了聚合物溶解难度，提高了工作效率，同时避免了长久搅拌的粘度剪切损失，提高了溶液配制质量；另外，碱性电解水的高溶解性，提高了聚丙烯酰胺的可溶解浓度，降低了工艺成本，且此高浓度聚丙烯酰胺流动性好，易于注入。4)碱性电解水对油藏和环境没有污染，最终会恢复成常规水，没有化学污染和后续的二次处理成本。5)碱性电解水的制取技术非常成熟，原材料易得且成本低，相对于表面活性剂的价格非常低廉，且安全环保，易于施工。碱性电解水可在施工现场进行制备，或通过密封运输进行运输。

聚丙烯酰胺溶液是将聚丙烯酰胺粉末与溶剂碱性电解水进行搅拌溶解，制得聚丙烯酰胺母液，母液的浓度范围为0.0001％-2％，母液根据工艺设计要求采用碱性电解水稀释到目的浓度，再通过注水井注入到油藏中。聚丙烯酰胺种类和分子量根据工艺要求而定，碱性电解水作为聚丙烯酰胺的溶剂，适用范围广，可适用于非离子、阴离子、阳离子和两性型的聚丙烯酰胺的溶解。

工艺实施流程：

用碱性电解水将聚丙烯酰胺粉末进行溶解。碱性电解水采用碱性电解水制取设备制得，通过电解水水罐缓冲后，分流三个方向：1)给射流泵提供水源和动能；2)为搅拌罐注入溶解聚丙烯酰胺的溶剂；3)稀释聚丙烯酰胺母液，进入注水系统，进行二元复合驱。聚丙烯酰胺粉末通过射流泵进料撬块进入搅拌罐中，在搅拌罐中进行溶解配制母液，配制好的聚丙烯酰胺母液再经过过滤器滤除溶液中的固体不溶杂质，与碱性电解水汇合、稀释，以工艺要求的浓度通过注水系统注入到油藏进行原油驱替。注入浓度、注入量以及段塞设计根据岩心物模实验结果和数值模拟结论确定。

本发明二元化学复合驱采油方法所采取的技术方案是：

一种二元化学复合驱采油方法，其特点是：二元化学复合驱采油方法包括以下工艺步骤，

1)驱油剂制备

制备碱性电解水，采用碱性电解水和聚丙烯酰胺溶液的混合物，作为二元化学复合驱油剂；

2)注入油藏

通过油田注水系统，经注水井将二元化学复合驱油剂注入到油藏，进行原油驱替。

本发明二元化学复合驱采油方法还可以采用如下技术方案：

所述的二元化学复合驱采油方法，其特点是：碱性电解水和聚丙烯酰胺溶液是将聚丙烯酰胺粉末与溶剂碱性电解水进行搅拌溶解制成，聚丙烯酰胺溶液的质量百分比浓度范围0.0001-2％。

所述的二元化学复合驱采油方法，其特点是：聚丙烯酰胺粉末与溶剂碱性电解水进行搅拌溶解后，再经过碱性电解水稀释得到质量百分比浓度为0.0001-2％的聚丙烯酰胺溶液。

所述的二元化学复合驱采油方法，其特点是：制备碱性电解水时，采用电解设备进行水电解后，透过渗透膜分离得到强碱性电解水，电解水由5-6个分子团组成，碱性电解水pH值为10-14。

本发明具有的优点和积极效果是：

二元化学复合驱采油方法由于采用了本发明全新的技术方案，与现有技术相比，本发明具有以下明显特点：

1)碱性电解水活性高，渗透性强，洗油驱油速度快，程度高。

2)碱性电解水能有效降低原油表面张力低，乳化效果好。

3)碱性电解水呈强碱性，但不同于常规碱性溶液，没有安全和腐蚀隐患，不影响聚合物粘度，作用后恢复成常规水，没有化学污染，绿色环保。

4)碱性电解水溶解聚丙烯酰胺，溶解速度快，质量高，流动性好，溶解度高，施工成本低。

5)碱性电解水技术成熟，原材料来源普遍，成本低廉。

6)整套工艺简单，安全环保，易于施工。

附图说明

图1是本发明二元化学复合驱采油工艺示意图；

图中，1-碱性电解水制取设备；2-碱性电解水罐；3-射流泵进料撬块；4-搅拌罐；5-过滤器；6-注水系统。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

参阅附图1。

实施例1

一种二元化学复合驱采油方法，包括以下工艺步骤：

1.驱油剂制备

(1)制备碱性电解水，采用电解设备进行水电解后，透过渗透膜分离得到强碱性电解水，电解水由5-6个分子团组成，碱性电解水pH值为10-14。

(2)采用碱性电解水和聚丙烯酰胺溶液的混合物，作为二元化学复合驱油剂。

碱性电解水和聚丙烯酰胺溶液是聚丙烯酰胺粉末与溶剂碱性电解水进行搅拌溶解后，再经过碱性电解水稀释得到质量百分比浓度为0.0001-2％的聚丙烯酰胺溶液。

2.注入油藏

通过油田注水系统，经注水井将二元化学复合驱油剂注入到油藏，进行原油驱替。

实施例2

一种二元化学复合驱采油方法，工艺步骤同实施例1。其中，驱油剂制备过程为：

分子量为1000万的阳离子聚丙烯酰胺粉末通过射流泵进入搅拌罐，以pH值为12.8的碱性电解水中进行溶解，得到0.8％的聚丙烯酰胺母液，母液经过过滤器过滤后，用碱性电解水稀释到0.2％的浓度，得到新型二元化学复合驱驱剂。

实施例3

一种二元化学复合驱采油方法，工艺步骤同实施例1。其中，驱油剂制备和注入油藏过程：

油田采用注水开发，油井含水率达到65％，注水量为120m³/d，开展传统二元复合驱，增油效果不明显。采用新型二元化学复合驱，聚丙烯酰胺为分子量为1500万阴离子聚丙烯酰胺粉末，通过射流泵进料撬块进入搅拌罐中，碱性电解水的pH值为13，用碱性电解水将聚丙烯酰胺粉末在药剂配制罐里进行溶解配制1％的母液，配制好的母液经过过滤器滤除溶液中的固体不溶杂质，再用与碱性电解水进行稀释。工艺设计浓度、注入量以及段塞设计根据岩心物模实验结果和数值模拟结论确定，聚合物注入浓度为0.28％，注入量为12000m³，采用相同浓度连续注入的方式，通过注水井系统注入油藏进行原油驱替。经过增油效果评价，该工艺施工100d，生产井平均降水达9.8％，净增油2.3万m³，增油效果明显。

本实施例具有所述的工艺简单，安全可靠，易于施工，施工成本低，绿色环保，洗油驱油速度快，程度高，增油效果明显等积极效果。