从具有非均匀渗透性的矿物油藏中开采矿物油的方法
【专利说明】从具有非均匀渗透性的矿物油藏中开采矿物油的方法
[0001]本发明涉及一种从具有非均匀渗透性的矿物油藏中采矿矿物油的方法。本发明的粗甘油(CG)的使用使得可在宽范围内改变本发明配制剂(F)的流变性能，且可将其调节至不同矿物油藏中的岩土工程参数、环境条件和矿物油特性。
[0002]在天然矿物油藏中，矿物油存在于多孔储集岩的孔隙中，所述储集岩通过不透性上层地层与地面闭合。除矿物油(包括一部分天然气)之外，油藏进一步包含具有或高或低盐含量的水。所述孔隙可为极细孔隙、毛细管、孔等，例如直径仅为约I ym的那些；然而，所述地层还可额外包含具有更大直径的孔和/或天然裂缝的区域。在矿物油藏中，可存在一个或多个含油地层。
[0003]在井钻入含油地层中之后，油首先由于天然油藏压力而流向采出井，并喷出地表。该矿物油开采阶段被本技术人员称为一次采油。在不良油藏条件(例如高油粘度、快速降低的油藏压力或含油地层中的高流动阻力)的情况下，喷出采油快速停止。一次采油仅可平均采出初始存在于油藏中的2-10%的油。
[0004]矿物油开采分为一次、二次和三次开采。
[0005]因此，为了提高产量，使用所谓的二次开采方法。在二次矿物油开采中最常用的方法是水驱替。这包括将水经由注入井注入含油地层中。这人为提高了油藏压力并将油从注入井驱向采出井。在特定条件下，水驱替可大大提高产量水平。
[0006]此外，可进一步通过三次采油措施提高矿物油产量。在三次采油中，使用合适的化学品作为采油助剂。这包括所谓的“聚合物驱替”。聚合物驱替包括将增稠聚合物的水溶液而非水经由注入井注入矿物油藏中。这些水溶液也称为三次矿物油开采用驱替组合物。由于注入聚合物溶液，矿物油被迫由注入井经由地层中的所述孔隙沿采出井的方向前进，且最终经由采出井采出矿物油。由于所述聚合物溶液与矿物油粘度相匹配的高粘度，因此该聚合物溶液能至少不如纯水那样容易地突破孔隙(如果发生的话)。聚合物溶液能到达水不能到达的油藏部分。
[0007]用于三次矿物油开采的驱替组合物为多种不同增稠水溶性聚合物的水溶液，包括合成聚合物，如聚丙烯酰胺或丙烯酰胺与其他单体，尤其是具有磺基的单体的共聚物，以及天然来源的聚合物，如葡糖基葡聚糖、黄原胶或定优胶。
[0008]然而，上述聚合物昂贵，因此使用其作为三次采油方法中的驱替组合物的成分会导致采出矿物油的成本显著提高。
[0009]在水驱替的理想情况下，从注入井出发的水前缘应在整个矿物油地层中将油均匀驱至采出井。然而，在实践中矿物油地层包含具有不同流动阻力水平的区域。除具有细孔隙率和高水流动阻力的油饱和储集岩之外，还存在具有低水流动阻力的区域，例如储集岩中的天然或合成裂缝或极易渗透的区域。该渗透性区域也可为已采出油的区域。在水驱替期间，注入的驱替水自然主要经由低流动阻力的流道由注入井流向采出井。其结果是不再驱替具有细孔隙率和高流动阻力的油饱和油藏区域，且经由采出井采出的水日益增多，而矿物油日益减少。就此而言，本领域技术人员称其为“采出水淹”。在粘稠矿物油的情况下，该效果尤为显著。
[0010]为了从具有高矿物油粘度的油藏中开采矿物油，也可通过在油藏中注入蒸汽而加热矿物油，由此降低油粘度。然而，正如在水驱替的情况下那样，蒸汽和蒸汽冷凝物也可不希望地由注入井经由高渗透性区域推进至采出井，其结果是降低了开采效率。
[0011]目前在开发含粘稠油的油藏时，通常实施两个步骤:水驱替，然后蒸汽驱替。
[0012]现有技术公开了借助合适措施封闭注入井和采出井之间的该高渗透性区域的措施。因此堵塞具有低流动阻力的高渗透性区域，且驱替水或驱替蒸汽再次流经油饱和的低渗透性地层。该类措施也称为“调驱”。调驱措施的综述由Borling等，“Pushing out theoil with Conformance Control”，Oilfield Review(1994)，第 44 页及随后各页给出。
[0013]对调驱而言，可使用较低粘度的特定化学物质的配制剂，其可容易地注入地层中，且其粘度仅在注入地层后在地层条件下显著增大。为了提高粘度，该类配制剂包含合适的无机、有机或聚合物组分。注入配制剂粘度的增大首先可在简单的时间延迟后发生。然而，还存在已知的配制剂，当注入的配制剂逐渐加热至油藏中的油藏温度时，其粘度增大基本上由温度升高而触发。粘度仅在地层条件下增大的配制剂称为例如“热凝胶(thermogel)”或“延迟胶凝体系”。然而，这些配制剂只有在温度高于60°C的油藏中才能有效地应用。
[0014]SU1654554A1公开了采油方法，其中将包含氯化铝或硝酸铝、尿素和水的混合物注入矿物油地层中。在地层中的升高的温度下，尿素水解成二氧化碳和氨。形成的氨显著提高了水的PH值，其结果是沉淀出高粘度的氢氧化铝凝胶，这堵塞了高渗透性区域。
[0015]RU2339803C2描述了一种堵塞矿物油藏中高渗透性区域的方法，其中首先确定待堵塞的高渗透性区域的体积。随后，将包含羧甲基纤维素和作为交联剂的乙酸铬的含水配制剂注入待堵塞的区域中，其中注入的混合物体积基于待堵塞区域的总体积为15%。在下一步骤中，注入包含聚丙烯酰胺和交联剂的含水配制剂。
[0016]L.K.Altunina 和 V.A.Kushinov，Oil&Gas Science and Technology一Rev.1FP，第 63 卷(2008)，第 37-48 页和 Altunina L.K.，Kuvshinov V.A.，Stasyeva L.A.//Thermoreversible Polymer Gels for Increased Efficiency of Cyclic-Steam WellTreatment, -2006-1CD-R0M, -68th EAGE Conference&Exhibit1n “Opportunities inMarine Areas”，论文D030描述了各种热凝胶及其在采油中的用途，包括基于尿素和铝盐的热凝胶以及基于纤维素醚的热凝胶。
[0017]上述凝胶形成性配制剂为“热凝胶”，即粘度随温度升高而增大的配制剂。这些热凝胶的缺点在于，其仅可用于油藏温度为至少60°C的矿物油藏中。
[0018]因此，本发明的目的是提供一种用于开采矿物油的配制剂，其即使存在的话，也仅以降低的程度具有上文所述的现有技术缺点。所述配制剂适于堵塞油藏温度低于60°C的矿物油藏中的高渗透性区域。此外，所述配制剂适于作为三次矿物油开采用驱替组合物。所述配制剂的流变和物理参数可在宽范围内变化且允许有效地调剖驱替前缘。
[0019]本发明的另一目的是提供一种使用这些配制剂由具有非均匀渗透性的矿物油藏开采矿物油的方法。
[0020]该目的由一种从具有油藏温度Td且钻有至少一个注入井和至少一个采出井的地下矿物油藏中三次开采矿物油的方法实现，其至少包括如下工艺步骤:
[0021]i)将驱替组合物经由至少一个注入井注入所述矿物油藏中，其中使用具有高于温度Td的温度T 配制剂(F)作为所述驱替组合物；
[0022]?)在所述矿物油藏中冷却获自步骤i)的驱替组合物；和
[0023]iii)将其他驱替组合物经由至少一个注入井注入所述矿物油藏中并经由至
[0024]少一个采出井抽出矿物油。
[0025]所述配制剂(F)包含具有如下组成的粗甘油(CG):80-90重量％甘油、10-20重量％水、0-10重量％无机盐和0-1重量％有机化合物，其中重量百分比各自基于粗甘油(CG)的总重量。
[0026]令人惊讶地发现，廉价且不引起生态担忧的粗甘油(CG)适于制备适于作为三次矿物油开采用驱替组合物或者作为堵塞矿物油藏中的高渗透性区域的组合物的配制剂(F)。
[0027]配制剂(F)的流变和物理性能可容易地通过简单改变组分浓度，尤其是粗甘油(CG)浓度而改变和调节。
[0028]因此，可以以简单的方式将配制剂(F)调节至岩土工程参数和环境条件，即，更特别地调节至油藏温度和存在于油藏中的油的粘度。本发明的配制剂(F)尤其适用于具有较低油藏温度的矿物油藏(冷矿物油藏)中。粗甘油(CG)的使用允许配制剂(F)的流变和物理性能在宽范围内变化，从而使得配制剂(F)也可用于具有较高