一种利用烟道气形成冻胶提高稠油采收率的方法

本发明属于油田开采，具体涉及一种利用烟道气形成冻胶提高稠油采收率的方法。

背景技术：

1、火烧油层是稠油油藏蒸汽吞吐后有效的接替技术，因具有受边底水影响小，采收率高、成本低的技术优势而受青睐。但实际生产过程中也发现地层的非均质性会导致发生严重的烟道气气窜，影响油井的正常开采，最终影响油田的生产效益。基于上述油田现状，需要针对性的研发高性能堵剂来封堵烟道气气窜。调研发现，目前油田现场使用广泛的调堵剂仍存在以下研究难点：一是调堵剂需要具有较好的注入能力，二是堵剂在储层条件下应具有较好稳定性，包括可以耐高温、耐受氧气、二氧化碳等烟道气体后仍保持稳定的能力；三是调堵剂在高温下应具有较长的成胶时间，为注入深部地层留有足够时间，不会发生施工事故；四是堵剂在目标地层应具有较高的封堵能力，可以达到治理汽窜的目的。

2、目前封堵高温汽窜的成熟体系是栲胶冻胶和聚合物冻胶。但栲胶近年来成本骤升，难以满足大剂量使用，且使用的醛类交联剂有毒，不符合油田hse规定。常规聚合物冻胶不耐氧气，烟道气氧气含量虽然低，但由于高分子合成聚合物本身不耐氧气的性质，聚合物冻胶很容易在高温高压的烟道气环境中快速失效、失去封堵性能。

3、天然低分子聚合物冻胶耐温性能好并且具有成本低的优势，但是低温成胶难，往往要加入额外的酸性催化剂促进成胶，注入地层后容易改变油藏环境；强碱弱酸盐也可以促进成胶，但不利与成胶液配方中需要在碱性条件下良好分散的粘土颗粒配伍，否则无法发挥强化冻胶高温下稳定性的作用。因此，迫切需要一种新的方法，既能吸收利用烟道气、又能形成低成本冻胶，从而调剖地层、抑制烟道气发生的气窜，并最终达到可以提高稠油采收率的目的。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题就是提供一种利用烟道气形成冻胶提高稠油采收率的方法，以克服现有技术中的至少一项问题。

2、采用的具体技术方案为：

3、一种利用烟道气形成冻胶以提高稠油采收率的方法，其特征在于，包括如下步骤：

4、（1）火烧油层：在注入井注入压缩空气，通过电加热促使地层稠油燃烧，当火烧油层在地下处于燃烧状态时，原油燃烧产生的烟道气发生气窜后，准备封堵气窜；

5、（2）配制成胶液：所述成胶液的原料按重量份为：碱木素8%~14％，水溶性酚醛树脂0.8％~1.4％，微米级粘土硅铝酸盐颗粒3％~5％，余量为水，各组分之和为100％；

6、（3）注入成胶液：根据地层参数计算成胶液的注入总体积，将成胶液泵入目标地层；

7、（4）焖井成胶：注入成胶液后实施焖井措施，利用火烧油层产生的烟道气和地层温度的作用下，等待成胶液反应固化成胶，提前在易发生气窜地带、高渗层占位，形成阻力区；

8、（5）实现封堵后，再次注入压缩空气并电加热达到地层稠油长期燃烧的条件，在火烧油层持续进行的过程中，生成的耐温耐酸的天然低分子碱木素冻胶抑制烟道气气窜。

9、优选的，在步骤（1），判定火烧油层在地下处于燃烧状态的标准是，地下温敏传感器反馈温度数据持续高于300~360℃。

10、优选的，根据地层参数设计碱木素冻胶成胶液的注入总体积，计算公式为：

11、v=kπr2hφ；

12、式中：v——堵剂用量，单位为m³；

13、 k——修正系数，高渗通道所占比例，需封堵的窜层占射孔厚度的20%～60%；气窜主要是部分高渗低压层，并非油层的全部通道；

14、 r——封堵半径，单位为m；

15、 h——封堵产层长度，单位为m；

16、 φ——油层平均孔隙度，%。

17、计算公式中相关参数取值或设计如下：

18、区块属于典型厚层块状稠油油藏，埋深1510～1590 m，孔隙度20～26%，油层平均有效厚度67.7m，50℃脱气原油粘度2000～4000厘泊，石油地质储量7452万吨，蒸汽吞吐标定采收率23.6%，属于中低渗储存，k取0.3；根据gs3618块、gs3块、gs246块前期施工经验，成胶液总体封堵半径设计为油井周围5 m；需要注入堵剂250~300 m³ 。

19、优选的，需要在室温下使用带有搅拌杆的泵车将成胶液泵入地层，调节泵入速率，实现成胶液在深部地层的运移速度为2.5～3 m/d。

20、优选的，所述碱木素为天然低分子成胶剂，其相对分子质量小于3000。

21、碱木素与栲胶结构类似，但价格低廉，并配合水溶性酚醛树脂为交联剂来制备成胶液，形成用于在烟道气存在条件下成胶性能优异且成胶后可以封堵烟道气气窜的冻胶，以此解决碱木素低温不成胶、堵剂原料成本高和冻胶不耐高温高压烟道气条件的技术难题。

22、优选的，微米级粘土硅铝酸盐颗粒的粒径为100~1000 nm。

23、在一般水的ph值条件下，碱木素、粘土颗粒和水溶性酚醛树脂都带有负电性，由于静电斥力使得水溶性酚醛树脂和粘土颗粒难以接近碱木素分子上酚羟基的邻位，导致交联难以发生，而烟道气组分中的co2溶解在成胶液中可以形成碳酸并电离出h+，进而降低成胶液的ph，并屏蔽掉树脂交联剂、碱木素分子和粘土颗粒之间的静电斥力，促进三者的接触并促进交联密度提高，而高压下氧气溶解量虽然也增加，但对天然低分子碱木素分子无影响，这是天然低分子聚合物的性能决定的，与高分子合成聚合物不耐氧气的性能完全相反。

24、ph的显著下降可以有效的促进冻胶成胶；而氧气溶解量虽然也增加，但对天然低分子碱木素分子无影响，这是天然低分子聚合物的性能决定的，与高分子合成聚合物不耐氧气的性能完全相反。

25、优选的，所述步骤（4）中，火烧油层产生的烟道气压力范围为0.1~20 mpa，成胶温度为火烧油层前缘带150~200℃的地带。火烧油层中心温度在300℃以上。

26、优选的，所述步骤（4）中，成胶时间为15~144 h。

27、在本技术方案中，利用地层高温高压下的条件、烟道气中的二氧化碳在水溶液中溶解性强并导致成胶液从弱碱性转为弱酸性这一特点，在储存捕捉并利用二氧化碳的同时还可以解决天然低分子聚合物低温成胶难的技术问题，该天然低分子冻胶剂在高温高压并伴有烟道气存在的条件下，形成的冻胶成胶时间可控、具有良好的热稳定性，适用于调剖烟道气驱油藏或封堵火烧油层过程中发生的烟道气气窜。油田上经常使用烟道气的情况有以下两种：一种是锅炉排放的尾气用来驱地下稠油；第二种情况是在井口向地下输入氧气，然后点火进行火烧油层也会产生烟道气。两种情况烟道气来源完全不同，但由于长期开采导致的地层亏空、以及地层的渗透率极差导致了气体分布不均，气窜严重，因此都需要冻胶堵剂针对性封堵。而天然低分子碱木素冻胶在含有烟道气的条件下成胶性能增强，通过封堵高渗层从而有效的对地层剖面进行了调堵，进而提高了注入空气的有效利用率，改善了火烧油层的开发效果。

28、在注入堵剂、进行施工之前，应针对性的调查“油井的生产史”，针对气窜高发区、易发区、潜在区提前注入碱木素冻胶堵剂，利用冻胶成胶前流度低、可以注入地层深度的优势对火烧油层过程中发生烟道气气窜的位置“提前占位”；并发挥遇见烟道气性能增强、封堵作用强和外力协助气体转向的多重调剖作用来改善开采效果。在现场实施后得到的反馈数据显示，同未实施注入碱木素冻进行调剖措施的油井相比，施工井的原井段、后补井之间发生明显的压力变化，两口井之间吸气差异变小。证明碱木素冻胶发挥了封堵烟道气气窜的作用。

29、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

30、本发明的方法解决了天然低分子聚合物低温成胶难的技术问题，该天然低分子冻胶剂在高温高压并伴有烟道气存在的条件下，成胶时间可控、具有良好的热稳定性，规模化应用还可以起到储存捕捉并利用二氧化碳的效果。

31、碱木素冻胶在地层的存在抑制了烟道气气窜，冻胶自身耐温耐酸的特性也有效阻挡了地下热流的窜进，并在地下与烟道气中酸性组分反应促进冻胶强度增加，起到调剖地层非均质性、促进烟道气转向，最终采油井正常生产，提高了稠油采收率。

32、碱木素价格低廉，水溶性酚醛树脂来源广，生产工艺和设备简单，价格低廉，可以大剂量使用，从而降低天然低分子冻胶的生产成本，为油田进行稠油开采降低了生产成本。