一种用于低渗透油藏的二氧化碳驱油控窜堵气的化学体系及方法与流程

本发明属于低渗透油气藏开发技术中的co2驱油与埋存，具体涉及一种用于低渗透油藏的二氧化碳驱油控窜堵气的化学体系及方法。

背景技术：

1、1、现有技术

2、co2是一种有效开发低渗透和特低渗透砂岩非均质油藏的驱油剂，co2混相驱能大幅提高原油采收率，是目前世界上提高低渗透油藏采收率最重要的方法之一。而吉林油田大情字井油田属于特低渗透非均质砂岩油藏，水驱预测采收率仅有18.5％，co2驱油技术预测能提高25％的采收率，使最终采收率达到43.5％。目前大情字井油田有多个区块已开展co2驱油工业化试验，但在矿场应用中，由于注气速度、水气交替段塞尺寸及时机、层内及层间均质性严重等多种因素导致的co2气窜严重制约了co2在平面的波及率及纵向上的波及体积，导致二氧化碳驱油很难达到室内驱油的试验效果，因此需要找到合适的方法来堵气控窜，提高co2驱油效果。

3、针对气窜问题，目前矿场主要应用的有水气交替注入、凝胶封窜、化学沉淀法、co2泡沫体系注入法和co2增稠等一系列解决方法。

4、2、技术缺陷

5、目前在矿场上应用最多的是水气交替注入、co2泡沫体系、凝胶封窜等方法，但这些方法仍存在着很多的问题，矿场实施效果不尽人意。

6、水气交替注入法是由指在注入co2后一个月或两个月后，停止注入co2改为注水，再注水一个月或两个月后，再改换注co2，如此轮替，此方法能起到一定的作用，但无法解决水窜和气窜的根本问题；凝胶封窜法是利用高分子聚合物交联为凝胶实现局部高渗条带的封堵，但此方法涉及的高分子聚合物分子量大(1000-1500万)，低渗油藏条件下注入能力不好，且所形成的交联凝胶会对储层产生永久伤害；co2泡沫封窜面临的挑战是生成的泡沫强度不高、油藏条件下很难控制起泡；co2增稠技术是直接对co2气体增稠的一种技术，目前该方法的研究不够彻底，且存在配置成本较高及配置工艺困难等问题。

技术实现思路

1、为了解决现有技术存在的问题，本发明引入一种新思路，筛选一种基于双链表面活性剂、叔胺头基单链酰胺制备形成的具有co2响应自增稠特性的叔胺基自增稠体系，将性能指标分为增粘性能、含油饱和度对稠化行为的影响、co2状态对稠化行为的影响以及稠化后可逆行为、长岩心驱替效率实验等几个方向进行综合评价，通过大量室内实验进行对比，开发出由叔胺基自增稠体系和聚合物黄原胶复配形成的化学体系。而本发明的目的即是在矿场注入井以段塞式的方式注入本配方体系和co2，让本化学体系在储层砂岩孔隙中遇co2后实现自增稠增粘，快速提高注入液粘度，起到智能快速堵气控窜的作用。

2、综合查新表明，没有应用叔胺基自增稠体系和聚合物黄原胶复配形成的控窜堵气化学体系的文献和专利公开。以该配方制成的化学体系于2021年大情字井油田的黑79北区块应用，注入井见到了明显的增压效果，注入压力最高增加了2mpa，对应的多口采油井的气油比也大幅下降，见效最明显的井的气油比由1200m3/m3降至500m3/m3。

3、本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：

4、一种用于低渗透油藏的二氧化碳驱油控窜堵气的化学体系，为基于双链表面活性剂、叔胺头基单链酰胺制备形成的具有co2响应自增稠特性的叔胺基自增稠体系。

5、进一步的，所述双链表面活性剂为黄原胶溶液。

6、进一步的，所述叔胺头基单链酰胺的结构式如下：

7、

8、其中，r为ch3(ch2)7ch＝ch(ch2)7-或c11-21的烷基链；n为1～3。

9、进一步的，所述黄原胶溶液的浓度为0.05wt.％。

10、进一步的，所述叔胺头基单链酰胺的浓度为1.2wt.％。

11、一种用于低渗透油藏的二氧化碳驱油控窜堵气的方法，岩心饱和水后开展两轮次的气液交替，即水驱后先注入1.2wt.％叔胺头基单链酰胺+0.05wt.％黄原胶溶液，接着注入co2，再注入1.2wt.％叔胺头基单链酰胺+0.05wt.％黄原胶溶液，最后注入co2。

12、进一步的，所述低渗透油藏的地层温度97℃，原始地层压力为23mpa。

13、进一步的，所述1.2wt.％叔胺头基单链酰胺+0.05wt.％黄原胶溶液的用量为0.6pv。

14、进一步的，所述co2的用量为0.6pv。

15、首先通过调研和查找文献，自增稠体系有很多种，例如脂肪酰烷基磺酸的自增稠体系、月桂酰肌氨酸钠自增稠体系等，但co2自增稠体系报道较少，目前成熟能够工业化生产的基本没有。因此本发明选用的co2自增稠体系即为叔胺基自增稠体系，是可以工业化生产的产品之一；由于co2自增稠体系在地下储层中发挥作用时间和空间无法预知，因此考虑到在注入前期在自增稠体系溶液中先加入一种分子量较低的聚合物，首先条件是该聚合物能注入到特渗透砂岩储层中，聚合物在注入地下后，低分子量聚合物能够先发挥封堵作用，然后自增稠体系溶液渗流到深层孔隙中遇到co2再发生自增稠，粘度增加，起到双重堵气控窜的作用，因此通过性能对比筛选，选取了聚合物黄原胶作为复配体系之一的化学剂，其分子量为100万。黄原胶是目前国际上集增稠、悬浮、乳化、稳定于于一体，性能最优越的生物胶，遇水分散、乳化变成稳定的亲水性粘稠胶体。

16、本发明与现有技术相比的有益效果是：

17、本发明选用的co2自增稠体系是基于双链表面活性剂、叔胺头基单链酰胺制备形成的具有co2响应自增稠特性的流体，其遇到co2后发生质子化反应，囊泡状结构转化为蠕虫状，粘度大幅提升10-1000倍，由低粘溶液转变为高粘凝胶，从而封堵高渗通道、降低气相渗透率，实现气体的转向与均衡波及。

18、具有以下优点：

19、①单组份、地面低粘(1.7mpa·s)，易配易注；

20、②响应所需临界co2浓度低、流体浓度广谱。co2浓度≥0.6+g/l(油藏条件下，co2溶解度20000g/l)、体系浓度(1-100)×10-3g/g均能自响应，地面易调整、地下抗稀释；

21、③自适应储层物性、含油饱和度差异。窜流区自增稠、扩大co2波及体积，高含油饱和度区维持溶液状态、提高吸油效率；

22、④耐温(≥90℃)、抗盐(tds≥5×104mg/l)。

23、本发明形成的“用于低渗透油藏的二氧化碳驱油控窜堵气的化学体系”，其原理简单，两种药剂市场易购，通过室内实验评价其性能优越，能够在地层高温高压、含油条件下，起到很好的增粘效果，应用本发明，室内结论表明粘度能够增加74倍。

24、本发明得到的化学体系可解决以往co2化学防窜方案的技术局限，工业合成工艺简单。室内模拟证实了其作用效果，现场开展了3井组co2吞吐防窜先导实验，注气井注气压力得到明显增高，最高注气压力提高2mpa，效果明显，实证了其作用。

技术特征：

1.一种用于低渗透油藏的二氧化碳驱油控窜堵气的化学体系，其特征在于，为基于双链表面活性剂、叔胺头基单链酰胺制备形成的具有co2响应自增稠特性的叔胺基自增稠体系。

2.如权利要求1所述的一种用于低渗透油藏的二氧化碳驱油控窜堵气的化学体系，其特征在于，所述双链表面活性剂为黄原胶溶液。

3.如权利要求1所述的一种用于低渗透油藏的二氧化碳驱油控窜堵气的化学体系，其特征在于，所述叔胺头基单链酰胺的结构式如下：

4.如权利要求2所述的一种用于低渗透油藏的二氧化碳驱油控窜堵气的化学体系，其特征在于，所述黄原胶溶液的浓度为0.05wt.％。

5.如权利要求3所述的一种用于低渗透油藏的二氧化碳驱油控窜堵气的化学体系，其特征在于，所述叔胺头基单链酰胺的浓度为1.2wt.％。

6.一种用于低渗透油藏的二氧化碳驱油控窜堵气的方法，其特征在于，岩心饱和水后开展两轮次的气液交替，即水驱后先注入1.2wt.％叔胺头基单链酰胺+0.05wt.％黄原胶溶液，接着注入co2，再注入1.2wt.％叔胺头基单链酰胺+0.05wt.％黄原胶溶液，最后注入co2。

7.一种用于低渗透油藏的二氧化碳驱油控窜堵气的方法，其特征在于，所述低渗透油藏的地层温度97℃，原始地层压力为23mpa。

8.一种用于低渗透油藏的二氧化碳驱油控窜堵气的方法，其特征在于，所述1.2wt.％叔胺头基单链酰胺+0.05wt.％黄原胶溶液的用量为0.6pv。

9.一种用于低渗透油藏的二氧化碳驱油控窜堵气的方法，其特征在于，所述co2的用量为0.6pv。

技术总结
本发明属于低渗透油气藏开发技术中的CO2驱油与埋存技术领域，公开了一种用于低渗透油藏的二氧化碳驱油控窜堵气的化学体系及方法，为基于双链表面活性剂、叔胺头基单链酰胺制备形成的具有CO2响应自增稠特性的叔胺基自增稠体系，遇到CO2后发生质子化反应，囊泡状结构转化为蠕虫状，粘度大幅提升10‑1000倍，由低粘溶液转变为高粘凝胶，从而封堵高渗通道、降低气相渗透率，实现气体的转向与均衡波及。本发明原理简单，两种药剂市场易购，通过室内实验评价其性能优越，能够在地层高温高压、含油条件下起到很好的增粘效果，室内结论表明粘度能够增加74倍，现场开展了3井组CO2吞吐防窜先导实验，注气井注气压力得到明显增高，最高注气压力提高2MPa，效果明显。

技术研发人员：王峰,李忠诚,张永清,李明义,华树常,张华,李金龙,吴伟,王昊,王伟东
受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19