专利名称：一种适用于油田开发的泡沫复合驱油方法
技术领域：
本发明涉及ー种适用于油田开发的泡沫复合驱油方法，其是ー种三次采油中提高原油采收率的泡沫复合驱油方法，属于油田开发技术领域。
背景技术：
目前国内外许多油田都已进入三次采油阶段，主要采用热采法、ニ氧化碳驱、化学驱等三次采油方法。由于地下储层的非均质性以及剰余油含量相对较少，因而既能扩大波及体积，又能提高驱油效率的三次采油方法是人们关注的热点。化学驱是最具发展潜力的方法之一，在化学驱中聚合物驱、三元复合驱和泡沫复合驱是应用日趋广泛的三次采油方法。聚合物驱可在水驱的基础上提高采收率10%左右，大庆油田已大规模エ业化应用；三元复合驱可在水驱的基础上提高采收率20%左右，且大庆油田已开展了大規模矿场试验；泡沫复合驱在水驱基础上提高采收率25%左右，已在矿场进行了先导性试验，并取得较为明显的效果。但这几种方法仍存在不足，聚合物驱不能降低油水界面张力，因而其提高驱油效率方面较弱；三元复合驱和泡沫复合驱中均含有碱，由于碱的加入产生了一系列的负面影响，如降低聚合物粘弾性、増加注入エ艺及采出液处理难度、増加成本等。因此，开发ー种新型的无碱的，既能扩大波及体积，又能提高驱油效率的泡沫复合驱油方法是本领域亟待解决的问题之一。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供ー种油田开发用的泡沫复合驱油方法，通过采用分布注入的方式进行泡沫复合驱油作业，采用该方法既能扩大波及体积，又能提闻驱油效率。为达到上述目的，本发明提供了ー种适用于油田开发的泡沫复合驱油方法，其包括以下步骤I、向地层注入预处理前置聚合物段塞，其注入量为地层总孔隙体积的8-15% ；2、向地层注入泡沫复合驱副段塞，其注入量为地层总孔隙体积的5-10% ；3、向地层注入泡沫复合驱主段塞，其注入量为地层总孔隙体积的30-60% ；4、向地层注入后续保护聚合物段塞，其注入量为地层总孔隙体积的10-20%。根据本发明的具体技术方案，在向地层注入预处理前置聚合物段塞的步骤中，所采用的预处理前置聚合物段塞优选是由聚合物、无机盐和水组成的聚合物水溶液，其中，在该聚合物水溶液中，聚合物的浓度为0. I-0. 3Wt %，该聚合物水溶液的粘度为50_150mPa S。在上述预处理前置聚合物段塞中所采用的聚合物可以为部分水解聚丙烯酰胺、耐温抗盐聚合物、疏水缔合聚合物和两性聚合物等中的一种或几种的组合；优选地，该聚合物是不同分子量的同种聚合物和/或不同种聚合物中的一种或几种的组合。根据本发明的具体实施方案，优选地，上述聚合物是单ー的部分水解聚丙烯酰胺或者不同分子量的部分水解聚丙烯酰胺的组合；更优选地，该部分水解聚丙烯酰胺的分子量为1600-3500万、水解度为 23-27%。 在上述预处理前置聚合物段塞中，所采用的无机盐可以为油田污水含的无机盐，或者氯化钠、氯化钾、氯化钙和氯化镁等中的ー种或几种，优选地，在该预处理前置聚合物段塞的聚合物水溶液中，无机盐的浓度为0. 2-0. 6wt%。通过添加一定量的无机盐，可以提高其适用性，使其能够满足不同情况下的使用要求。由于地层(油层)滲透率的非均质性，会导致驱替液发生锥进或指进的现象。本发明在将泡沫复合驱主段塞注入目的油层之前，首先注入ー种预处理前置段塞，该段塞可以有效降低高滲透层的渗透率，防止后续泡沫复合驱中气体沿高滲透层发生气窜。另外该段塞可以吸附在岩石表面，降低后续起泡剂的吸附损失。根据本发明的具体技术方案，在向地层注入泡沫复合驱副段塞(该泡沫复合驱副段塞是作为预吸附段塞)的步骤中，所采用的泡沫复合驱副段塞优选由起泡剂和气体组成，其中，起泡剂由表面活性剤、稳泡剂、无机盐和水组成。该起泡剂是ー溶液体系，其中，表面活性剂的浓度为0. 25-0. 6wt%，稳泡剂的浓度为0. 08-0. 3wt%。在本发明提供的方法中，通过向地层注入泡沫复合驱副段塞可以使起泡剂在油层中充分预吸附，使泡沫复合驱主段塞起泡剂的浓度受吸附损失影响降到最低，保证起泡剂在储层中的泡沫性能处于最佳状态。且当泡沫复合驱主段塞发生气体突破吋，由于泡沫复合驱副段塞滞留在油层孔隙中，气体与该副段塞的起泡剂接触并产生泡沫，可以降低气窜发生。在上述泡沫复合驱副段塞中，起泡剂所采用的表面活性剂可以为烷基醇酰胺聚氧こ烯醚、双烷基醇酰胺聚氧こ烯醚、椰油脂肪酸こ醇酰胺、烷基聚葡萄糖苷、十二烷基ニ甲基氧化胺、椰油酰胺丙基ニ甲基甜菜碱和椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱等中的ー种或几种的组合；优选地，上述表面活性剂为双烷基醇酰胺聚氧こ烯醚和/或椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱等。在上述泡沫复合驱副段塞中，起泡剂所采用的稳泡剂可以为部分水解聚丙烯酰胺、耐温耐盐聚合物、疏水缔合聚合物和两性聚合物等中的ー种或几种；优选地，该稳泡剂可以是不同分子量的同种聚合物和/或不同种聚合物中的一种或几种的组合。根据本发明的具体实施方案，优选地，上述稳泡剂是单ー的部分水解聚丙烯酰胺或者不同分子量的部分水解聚丙烯酰胺的组合；更优选地，该部分水解聚丙烯酰胺的分子量为1200-2500万、水解度为23-27%。在上述泡沫复合驱副段塞中，起泡剂所采用的无机盐可以为油田污水含的无机盐，或者氯化钠、氯化钾、氯化钙和氯化镁等中的ー种或几种。优选地，在上述泡沫复合驱副段塞的起泡剂中，无机盐的浓度为0. 2-0. 6wt%。通过添加一定量的无机盐，可以提高其适用性，使其能够满足不同情况下的使用要求。在上述泡沫复合驱副段塞中，所采用的气体优选为ニ氧化碳、天然气、空气和烟道气等中的ー种或几种；更优选地，上述气体为ニ氧化碳和/或天然气等。在上述泡沫复合驱副段塞中，在地层压カ下，气体与起泡剂的体积比优选控制为0. 2 1-1. 2 I。
根据本发明的具体技术方案，在向地层注入泡沫复合驱主段塞(该泡沫复合驱主段塞是作为驱油段塞)的步骤中，所采用的泡沫复合驱主段塞优选包括起泡剂和气体，其中，起泡剂由表面活性剂、稳泡剂、无机盐和水组成，在该起泡剂中，表面活性剂的浓度为0. 25-0. 6wt%，稳泡剂的浓度为 0. 08-0. 3wt%0
在上述泡沫复合驱主段塞中，起泡剂所采用的表面活性剂可以为烷基醇酰胺聚氧こ烯醚、双烷基醇酰胺聚氧こ烯醚、椰油脂肪酸こ醇酰胺、烷基聚葡萄糖苷、十二烷基ニ甲基氧化胺、椰油酰胺丙基ニ甲基甜菜碱和椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱等中的ー种或几种的组合；优选地，上述表面活性剂为双烷基醇酰胺聚氧こ烯醚和/或椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱等。在上述泡沫复合驱主段塞中，起泡剂所采用的稳泡剂可以为部分水解聚丙烯酰胺、耐温耐盐聚合物、疏水缔合聚合物和两性聚合物等中的ー种或几种；优选地，该稳泡剂可以是不同分子量的同种聚合物和/或不同种聚合物中的一种或几种的组合。根据本发明的具体实施方案，优选地，上述稳泡剂是单ー的部分水解聚丙烯酰胺或者不同分子量的部分水解聚丙烯酰胺的组合；更优选地，该部分水解聚丙烯酰胺的分子量为1200-2500万、水解度为23-27%。在上述泡沫复合驱主段塞中，起泡剂所采用的无机盐可以为油田污水含的无机盐，或者氯化钠、氯化钾、氯化钙和氯化镁等中的ー种或几种。优选地，在上述泡沫复合驱副段塞的起泡剂中，无机盐的浓度为0. 2-0. 6wt%。通过添加一定量的无机盐，可以提高其适用性，使其能够满足不同情况下的使用要求。在本发明提供的泡沫复合驱油方法中，优选地，泡沫复合驱主段塞的注入是通过以下注入方式中的一种或几种的组合实现的起泡剂和气体混合注入在地面采用泡沫发生器将起泡剂与气体混合产生泡沫后注入地层，或者将起泡剂和气体的混合物直接注入地层；起泡剂+气体交替注入将起泡剂和气体交替注入地层,交替周期为地层总孔隙体积的0. 1-2%。根据本发明的具体技术方案，所采用的泡沫复合驱主段塞还可以包括聚合物段塞，并且，在这种情况下，该泡沫复合驱主段塞的注入可以是通过以下注入方式中的ー种或几种的组合实现的聚合物段塞+起泡剂+气体交替注入将聚合物段塞、起泡剂和气体交替注入地层，交替周期为地层总孔隙体积的0. 1-2% ；聚合物段塞+起泡剂与气体的混合物交替注入将聚合物段塞、起泡剂与气体的混合物交替注入地层，交替周期为地层总孔隙体积的0. 1_2%，其中，起泡剂与气体的混合物在地面采用泡沫发生器将起泡剂与气体混合产生泡沫后注入地层，或者将起泡剂和气体的混合物直接注入地层。根据本发明的具体实施方案，优选地，泡沫复合驱主段塞中的聚合物段塞是由聚合物、无机盐和水组成的聚合物水溶液，在该水溶液中，聚合物的浓度为0. 08-0. 25wt%，该聚合物水溶液的粘度为30-100mPa S。根据本发明的具体实施方案，优选地，上述泡沫复合驱主段塞的注入是通过起泡剂和气体混合注入的方式实现的，即在地面采用泡沫发生器将起泡剂与气体混合产生泡沫后注入地层，或者将起泡剂和气体的混合物直接注入地层。在上述泡沫复合驱主段塞中，所采用的气体优选为ニ氧化碳、天然气、空气和烟道气等中的ー种或几种；更优选地，上述气体为ニ氧化碳和/或天然气。在上述泡沫复合驱主段塞中，在地层压カ下，气体与起泡剂的体积比优选控制为0. 2 1-1. 2 I。在本发明所提供的泡沫复合驱油方法中，泡沫复合驱主段塞的注入方式灵活多变，可以根据现场的实际情况进行调整，满足不同的需求。由于泡沫在大孔道中流动时有较高的视粘度，流动阻カ随泡沫注入量的增加而増大，当増加到超过小孔道中的流动阻カ后，泡沫便进入低滲透小孔道；泡沫在小孔道中流动视粘度低，小孔道中含油饱和度高，泡沫稳定性差；两种因素的共同作用使泡沫能够在高、低渗透层内均匀推迸。同时起泡剂体系具有超低界面张力，本发明所提供的泡沫复合驱方法同时具有扩大波及体积、提高驱油效率的作用，可以大幅度提高原油采收率。 根据本发明的具体技术方案，在向地层注入后续保护聚合物段塞的步骤中，所采用的后续保护聚合物段塞优选是由聚合物、无机盐和水组成的聚合物水溶液，并且，该后续保护聚合物段塞所采用的聚合物水溶液的聚合物浓度为0. 08-0. 25wt%，该聚合物水溶液的粘度为30-100mPa S。在上述后续保护聚合物段塞中所采用的聚合物可以为部分水解聚丙烯酰胺、耐温抗盐聚合物、疏水缔合聚合物和两性聚合物等中的一种或几种的组合；优选地，该聚合物是不同分子量的同种聚合物和/或不同种聚合物中的一种或几种的组合。根据本发明的具体技术方案，优选地，上述聚合物是单ー的部分水解聚丙烯酰胺或者不同分子量的部分水解聚丙烯酰胺的组合；更优选地，该部分水解聚丙烯酰胺的分子量为1600-3500万、水解度为23-27%。在上述后续保护聚合物段塞中，所采用的无机盐可以为油田污水含的无机盐，或者氯化钠、氯化钾、氯化钙和氯化镁等中的ー种或几种，优选地，在该预处理前置聚合物段塞的聚合物水溶液中，无机盐的浓度为0. 2-0. 6wt%。通过添加一定量的无机盐，可以提高其适用性，使其能够满足不同情况下的使用要求。与现有技术相比，本发明所提供的泡沫复合驱油方法具有如下特点(I)、泡沫复合驱油方法分为四个不同段塞，保证了泡沫复合驱主段塞的泡沫性能处于最佳，且主段塞注入方式灵活多变，可以根据现场的实际情况进行调整，满足不同的需求；(2)、泡沫复合驱方法的起泡剂同时具有超强泡沫性能和超低界面张力，且不含强碱、弱碱等，避免了碱在应用中带来的降低聚合物粘弾性、増加注入エ艺及采出液处理难度、增加成本等问题。通过采用本发明所提供的本发明所提供的适用于油田开发的泡沫复合驱油方法可以获得良好的驱油效果。
具体实施例方式为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
通过人造非均质岩心对本发明所提供的泡沫复合驱油方法进行研究，考察不同泡沫复合驱注入方式对驱油效果的影响。起泡剂中的表面活性剂选取双烷基醇酰胺聚氧こ烯醚(含4-6个聚氧こ烯基，16-18个烷基碳)、椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱。稳泡剂为分子量为1600万或2500万的部分水解聚丙烯酰胺，也可以是二者的混合物，水解度为23%。实验用水为模拟盐水(含氯化钠0. 24wt% )，气体为ニ氧化碳或天然气。本发明提供的起泡剂的泡沫性能和界面性能好，采用本发明提供的泡沫复合驱方法对室内人造非均质岩心进行驱油均具有较好的驱油效果。实验仪器泡沫扫描仪Foamscan(法国IT. conc印t公司)，界面张カ仪TX500C(美国BOWING公司生产)，泡沫驱油装置(江苏华安石油仪器公司生产)，粘度计LU-DVII (美国BROOKFIELD公司生产)。实施例I本实施例通过采用泡沫扫描仪对起泡剂进行起泡性和稳泡性测试，测试方法如下在45°C下，以30mL/min的流速向泡沫扫描仪中通入ニ氧化碳,注入5min。注气结束时产生的泡沫的体积作为起泡性评价指标，即发泡体积(V)。泡沫衰减ー半时的时间作为泡沫稳定性评价指标，即泡沫半衰期(t)。泡沫综合指数(FCI)可以同时考虑发泡体积和泡沫半衰期两个指标，FCI = 3Vt/4。采用TX500C型旋转滴界面张カ仪在在45°C和5000转/min。的转速下测定2小时的油水界面张力，实验用油为大庆原油(密度862. 8kg/m3，凝点为31°C，酸值为0. 09mgK0H/g，蜡含量为27. 85%，硫含量为0. 13% ) 不同起泡剂的泡沫综合指数和界面张カ如表I所示，其中，表面活性剂浓度为表面活性剂占起泡剂总量的质量百分比。表I起泡剂体系的泡沫综合指数及界面张カ数据
权利要求
1.一种适用于油田开发的泡沫复合驱油方法，其包括以下步骤 向地层注入预处理前置聚合物段塞，其注入量为地层总孔隙体积的8-15% ； 向地层注入泡沫复合驱副段塞，其注入量为地层总孔隙体积的5-10% ； 向地层注入泡沫复合驱主段塞，其注入量为地层总孔隙体积的30-60% ； 向地层注入后续保护聚合物段塞，其注入量为地层总孔隙体积的10-20%。
2.根据权利要求I所述的泡沫复合驱油方法，其中，所述预处理前置聚合物段塞和所述后续保护聚合物段塞分别是由聚合物、无机盐和水组成的聚合物水溶液；并且，所述预处理前置聚合物段塞所采用的聚合物水溶液的聚合物浓度为0. 1-0. 3wt%，所述聚合物水溶液的粘度为50-150mPa s ;所述后续保护聚合物段塞所采用的聚合物水溶液的聚合物浓度为0. 08-0. 25wt%，所述聚合物水溶液的粘度为30-100mPa S。
3.根据权利要求2所述的泡沫复合驱油方法，其中，所述聚合物为部分水解聚丙烯酰胺、耐温抗盐聚合物、疏水缔合聚合物和两性聚合物中的一种或几种的组合；优选地，所述聚合物是不同分子量的同种聚合物和/或不同种聚合物中的一种或几种的组合。
4.根据权利要求3所述的泡沫复合驱油方法，其中，所述聚合物是单一的部分水解聚丙烯酰胺或者不同分子量的部分水解聚丙烯酰胺的组合；优选地，所述部分水解聚丙烯酰胺的分子量为1600-3500万、水解度为23-27%。
5.根据权利要求I所述的泡沫复合驱油方法，其中，所述泡沫复合驱副段塞和所述泡沫复合驱主段塞分别包括起泡剂和气体，所述起泡剂由表面活性剂、稳泡剂、无机盐和水组成，在所述起泡剂中，所述表面活性剂的浓度为0. 25-0. 6wt%，所述稳泡剂的浓度为0.08-0. 3wt % o
6.根据权利要求5所述的泡沫复合驱油方法，其中，所述表面活性剂为烷基醇酰胺聚氧乙烯醚、双烷基醇酰胺聚氧乙烯醚、椰油脂肪酸乙醇酰胺、烷基聚葡萄糖苷、十二烷基二甲基氧化胺、椰油酰胺丙基二甲基甜菜碱和椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱中的一种或几种的组合；优选地，所述表面活性剂为双烷基醇酰胺聚氧乙烯醚和/或椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱。
7.根据权利要求5所述的泡沫复合驱油方法，其中，所述稳泡剂为部分水解聚丙烯酰胺、耐温耐盐聚合物、疏水缔合聚合物和两性聚合物中的一种或几种；优选地，所述稳泡剂是不同分子量的同种聚合物和/或不同种聚合物中的一种或几种的组合。
8.根据权利要求7所述的泡沫复合驱油方法，其中，所述稳泡剂是单一的部分水解聚丙烯酰胺或者不同分子量的部分水解聚丙烯酰胺的组合；优选地，所述部分水解聚丙烯酰胺的分子量为1200-2500万、水解度为23-27%。
9.根据权利要求5所述的泡沫复合驱油方法，其中，所述泡沫复合驱主段塞的注入是通过以下注入方式中的一种或几种的组合实现的 起泡剂和气体混合注入在地面采用泡沫发生器将起泡剂与气体混合并产生泡沫后注入地层，或者将起泡剂和气体的混合物直接注入地层； 起泡剂+气体交替注入将起泡剂和气体交替注入地层,交替周期为地层总孔隙体积的 0. 1-2% ； 或者，所述泡沫复合驱主段塞还包括聚合物段塞，并且，所述泡沫复合驱主段塞的注入是通过以下注入方式中的一种或几种的组合实现的聚合物段塞+起泡剂+气体交替注入将聚合物段塞、起泡剂和气体交替注入地层，交替周期为地层总孔隙体积的O. 1-2% ； 聚合物段塞+起泡剂与气体的混合物交替注入将聚合物段塞、起泡剂与气体的混合物交替注入地层，交替周期为地层总孔隙体积的O. 1_2%，其中，所述起泡剂与气体的混合物在地面采用泡沫发生器将起泡剂与气体混合产生泡沫后注入地层，或者将起泡剂和气体的混合物直接注入地层。
10.根据权利要求9所述的泡沫复合驱油方法，其中，所述泡沫复合驱主段塞的注入是通过起泡剂和气体混合注入的方式实现的，即在地面采用泡沫发生器将起泡剂与气体混合产生泡沫后注入地层，或者将起泡剂和气体的混合物直接注入地层。
11.根据权利要求9所述的泡沫复合驱油方法，其中，在地层压力下，所述气体与起泡剂的体积比为O. 2 1-1.2 I。
12.根据权利要求9所述的泡沫复合驱油方法，其中，所述聚合物段塞是由聚合物、无机盐和水组成的聚合物水溶液，在该聚合物水溶液中，聚合物的浓度为O. 08-0. 25wt%，该聚合物水溶液的粘度为30-100mPa · S。
13.根据权利要求9所述的泡沫复合驱油方法，其中，所述气体为二氧化碳、天然气、空气和烟道气中的一种或几种；优选地，所述气体为二氧化碳和/或天然气。
14.根据权利要求2、5和12所述的泡沫复合驱油方法，其中，所述无机盐为油田污水含的无机盐，或者氯化钠、氯化钾、氯化钙和氯化镁中的一种或几种，优选地，在各种溶液中，所述无机盐的浓度为O. 2-0. 6wt%。
全文摘要
本发明涉及一种适用于油田开发的泡沫复合驱油方法。该方法包括以下步骤向地层注入预处理前置聚合物段塞，其注入量为地层总孔隙体积的8-15％；向地层注入泡沫复合驱副段塞，其注入量为地层总孔隙体积的5-10％；向地层注入泡沫复合驱主段塞，其注入量为地层总孔隙体积的30-60％；向地层注入后续保护聚合物段塞，其注入量为地层总孔隙体积的10-20％。通过采用本发明所提供的本发明所提供的适用于油田开发的泡沫复合驱油方法可以获得良好的驱油效果。
文档编号C09K8/588GK102618246SQ20121006007
公开日2012年8月1日 申请日期2012年3月8日 优先权日2012年3月8日
发明者刘宏生, 吕昌森, 孙刚, 曹瑞波, 武力军, 许关利, 韩培慧, 高淑玲 申请人:中国石油天然气股份有限公司, 大庆油田有限责任公司