一种致密油储层CO₂泡沫吞吐提高采收率的方法

一种致密油储层CO₂泡沫吞吐提高采收率的方法
【专利摘要】本发明涉及一种致密油储层CO2泡沫吞吐提高采收率的方法，该方法通过向压裂后的致密油储层注入高压CO2段塞，此时CO2主要充满裂缝，进行焖井，通过萃取、体积膨胀、溶解降粘等作用，原油从基质进入裂缝；待井口压力稳定后开井生产，在地层渗流过程中CO2与表面活性剂水溶液接触起泡，CO2泡沫驱替原油从裂缝流动到井筒，最终采至地面。该方法在CO2注入过程中不起泡，防止产生的CO2泡沫将原油驱替至油藏深部；而开采时CO2与表面活性剂水溶液接触可以在地层中形成泡沫，能够通过CO2泡沫在裂缝中的洗油和有效控制CO2流度等机理从而使裂缝中的原油更多的驱替至井筒，提高致密油层的采收率。
【专利说明】
一种致密油储层C02泡沬吞吐提高采收率的方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种致密油储层⑶2泡沫吞吐提高采收率的方法，属于油气田开发工程技术领域。
【背景技术】
[0002]日趋严重的环境问题促使人们更多的关注CO2对环境的影响，同时也对CO2捕集技术的发展寄予了厚望。我国政府也做出承诺:到2020年单位GDP的C02排放量将在2005年的基础上降低40?45%。利用(》2驱油能够实现CO2捕集、埋存、利用等，减少大气中0)2的含量。
[0003]致密油是指储集在基质渗透率小于或等于0.2mD(空气渗透率小于2mD)的致密砂岩、致密碳酸盐岩等储集层中的石油。致密油储层单井一般无自然产能或自然产能低于工业油流下限，但在一定经济条件和技术措施下可获得工业石油产量。据初步估算，中国各探区致密油资源量可达(121.5?200) X 108t。近年来，随着压裂井在中国各致密油区的广泛应用，取得明显的开发效果，致密油也成为各油区增储上产的重要接替资源。而致密油藏中的压裂井一方面由于储层基质比较致密，流体难以流动，导致压裂井产量急剧下降，亟须进行能量补充;另一方面由于大规模的人工压裂，使得地下渗流场发生很大变化，如果进行注水开发，注入水容易沿裂缝进行突进，注入水无法进入基质孔隙，从而影响压裂井的开采效果。因此，就需要针对压裂井提出新的能量补充方式。但目前国内外在致密油藏方面补充地层能量的工艺方法较少，导致关于压裂井补充能量的方式较少。
[0004]低渗透油藏CO2吞吐提高单井采油量已开展大量的室内研究和现场试验，结果表明，CO2吞吐采油能使低产油井强化增产。但是相对于低渗透油藏，致密油储层的渗透率更低，致密油基质和裂缝非均质差异更大，衰竭式开采能量降低较快，CO2吞吐效果有限，需要进行有效的流度控制。如果只是单一的使用CO2吞吐提高致密油储层的采收率，容易发生CO2气窜，不能有效的控制气体的流度，且不能发挥封堵调驱的作用，效果不够明显。如果单一使用水驱只能充满裂缝而不能扩散到基质，无法进行驱油采收，浪费了资源。

【发明内容】

[0005]针对现有致密油储层开发技术的不足，本发明提供一种致密油储层C02泡沫吞吐提高采收率的方法。
[0006]发明概述:
[0007]本发明的方法通过向压裂后的致密油储层注入高压CO2段塞，此时CO2主要充满裂缝，之后再注入少量溶有表面活性剂的水溶液段塞，注入时CO2和水溶液不接触，不生成泡沫；注入表面活性剂水溶液结束后进行焖井，水溶液段塞可以继续推进CO2段塞向深部运移，有利于CO2从裂缝向基质进行传质扩散，通过萃取、体积膨胀、溶解降粘等作用，原油从基质进入裂缝;待井口压力稳定后开井生产，在地层渗流过程中CO2与表面活性剂水溶液接触起泡，CO2泡沫驱替原油从裂缝流动到井筒，最终采至地面。该方法在CO2注入过程中不起泡，防止产生的CO2泡沫将原油驱替至油藏深部;而开采时CO2与表面活性剂水溶液接触可以在地层中形成泡沫，能够通过CO2泡沫在裂缝中的洗油和有效控制CO2流度等机理从而使裂缝中的原油更多的驱替至井筒，提高致密油层的采收率。
[0008]发明详述:
[0009]本发明的技术方案如下:
[0010]—种致密油储层CO2泡沫吞吐提高采收率的方法，包括步骤如下:
[0011 ] (I)高压⑶2段塞注入:将油藏条件下0.0IPV?0.1PV的⑶2段塞通过井筒注入致密油储层，充满压裂后的裂缝；
[0012](2)表面活性剂水溶液段塞注入:将表面活性剂水溶液，充分混合后注入致密油层，注入水溶液的体积与注入的油藏条件下CO2体积之比为1:2?1:1，表面活性剂水溶液的质量浓度0.1?1.0%;
[0013](3)焖井扩散:将表面活性剂水溶液注入致密油层后，进行焖井，记录焖井过程中压力的变化，焖井过程中CO2从裂缝向基质进行传质扩散，通过萃取、体积膨胀、溶解降粘作用，原油从基质进入裂缝；
[0014](4)开井生产:待井口压力稳定后开井生产，在地层渗流过程中⑶2与表面活性剂水溶液接触起泡，有效控制CO2流度，CO2泡沫驱替原油从裂缝流动到井筒，最终采至地面。
[0015]本发明优选的，待一个轮次的⑶2泡沫吞吐结束后，重复步骤(I)?步骤(4)，进行
2-5轮次吞吐，提高致密油储层原油采收率。
[0016]本发明优选的，CO2段塞注入量为0.03PV?0.08PV。
[0017]本发明优选的，步骤(2)中，表面活性剂为二-(2-乙基己基)_磺酸琥珀酸钠(AOT)，表面活性剂水溶液的质量浓度0.3?0.8%。
[0018]本发明优选的，步骤(2)中，表面活性剂水溶液的体积与注入的油藏条件下0)2体积之比为1:2。
[0019]本发明优选的，步骤(3)中，焖井时间为5小时-10天，优选的，焖井时间为7天。
[0020]本发明优选的，步骤(I)，CO2段塞通过地面增压设备由井筒注入致密油储层。
[0021]本发明在高压CO2段塞和表面活性剂水溶液段塞注入后直至焖井过程中均无(》2泡沫生成，可以有效防止前期生成的CO2泡沫将原油驱替至储层深部，导致原油不易开采。
[0022]本发明在吞吐井开井生产时，高压CO2和表面活性剂水溶液在裂缝处接触开始产生大量泡沫，既可有效控制⑶2流度，防止⑶2气窜，又可增加⑶2泡沫的波及体积和洗油效率，将裂缝中的原油有效地驱替至井筒。
[0023]本发明的优点在于:
[0024]1、本发明的致密油储层CO2泡沫吞吐提高采收率的工艺方法能够有效解决致密油储层水注不进基质和高压CO2气窜问题，可以有效控制超临界CO2流体的流度，充分发挥CO2溶解驱油和泡沫洗油的作用，大幅提高致密油储层的采收率。
[0025]2、本发明的方法在高压CO2段塞和表面活性剂水溶液段塞注入后直至焖井过程均无CO2泡沫生成，可以有效防止前期生成的CO2泡沫将原油驱替至储层深部，导致原油不易开采。在吞吐井开井生产时CO2和表面活性剂水溶液在裂缝处接触开始产生大量泡沫，既可有效控制0)2流度，防止CO2气窜，又可增加CO2泡沫的波及体积和洗油效率，将裂缝中的原油驱替至井筒，采至地面。
[0026]而CO2泡沫吞吐可以通过CO2传质扩散作用由裂缝进入储层基质，既可以有效补充地层能量，又可以防止CO2气窜，改善流度比，大幅提高波及体积和洗油效率，从而提高原油采收率。
【附图说明】
:
[0027]图1本发明致密油储层CO2泡沫吞吐提高采收率的工艺方法的示意图，增压设备为尚压C02储触，现有技术。
[0028]图中，1、高压⑶2储罐;2、地面注入装置;3、注入井;4、起泡剂水溶液储罐;5、水平井;6、压裂裂缝;7、致密油储层。
[0029]图2为本发明的方法⑶2泡沫吞吐与现有技术⑶2吞吐进行4个轮次的⑶2吞吐对采收率影响柱状图。
【具体实施方式】
[0030]下面结合一些实施例和说明书附图对本发明做详细说明，但是不限于此。
[0031]实施例1
[0032]—种致密油储层CO2泡沫吞吐提高采收率的方法，流程如图1所示，包括高压0)2储罐I，在高压CO2储罐I出口处通过管线与地面注入装置2相连，通过管线连接地面注入装置2和注入井3，起泡剂水溶液储罐4通过管线与地面注入设备2连接，再与注入井3相连。
[0033]具体步骤如下:
[0034](I)高压CO2段塞注入过程:将0.03PV的液态CO2段塞通过地面增压设备由井筒注入致密油储层，主要充满裂缝；
[0035](2)表面活性剂水溶液段塞注入过程:将二 _(2-乙基己基)_磺酸琥珀酸钠(AOT)溶于水中，充分混合后注入致密油层，注入水溶液的段塞体积与注入的CO2段塞体积之比为1:2，表面活性剂质量浓度0.3% ;
[0036](3)焖井扩散过程:将表面活性剂水溶液注入致密油层后，进行一周的焖井，记录焖井过程中压力的变化，焖井过程中CO2从裂缝向基质扩散，通过萃取、体积膨胀、溶解降粘等作用，原油从基质进入裂缝；
[0037](4)开井生产过程:一周后井口压力不再降低，开井生产，由于CO2在地层与表面活性剂水溶液接触起泡，可有效控制0)2流度，CO2泡沫驱替原油从裂缝流动到井筒，最终采至地面；
[0038](5)待一个轮次的CO2泡沫吞吐结束后，重复步骤(I)?步骤(4)多次，实现多轮次的CO2泡沫吞吐，大幅提高致密油层采收率。
[0039]实施例2
[0040]模拟致密油储层⑶2泡沫吞吐驱替原油的实验装置主要由岩心夹持器、回压阀、压力表、高压柱塞栗、气体流量计、油气分离器、气瓶、中间容器、恒温箱等组成，整个实验模拟油藏条件，在恒定的油藏温度下进行。
[0041]具体步骤为:
[0042](I)将二-(2-乙基己基)-磺酸琥珀酸钠(AOT)溶解于地层水后倒入中间容器中，质量浓度为0.3%;
[0043](2)将钻井取芯的含油致密油岩心压裂造缝，放入岩心夹持器内，将恒温箱温度调节到地层温度80°C，恒温6h以上，确保岩心和原油均匀达到地层温度；
[0044](3)根据实际地层压力大小确定回压，设为20MPa;
[0045](4)按设计注入0.05PV的高压⑶2段塞，然后注入0.025PV的表面活性剂水溶液段塞，关闭阀门进行焖井，同时记录焖井过程中压力变化情况；
[0046](5)焖井5小时后打开入口阀门，记录产气量和产油量，并观测记录各压力变化；
[0047](6)—个轮次的CO2泡沫吞吐结束后，重复步骤(I)?步骤(5)三次，实现4个轮次的CO2泡沫吞吐；
[0048](7)对比CO2吞吐驱替原油，注入0.05PV的高压C02，然后不进行注水，关闭阀门进行焖井，同时记录焖井过程中压力变化情况及开井生产的产油产气量，也进行4个轮次的CO2吞吐。
[0049]实验结果如图2所示，对比⑶2泡沫吞吐和CO2吞吐，前者具有更高的采收率，4个吞吐轮次后总采收率达到了20.43%，取得了较好开采的效果。
【主权项】
1.一种致密油储层CO2泡沫吞吐提高采收率的方法，包括步骤如下: (1)高压CO2段塞注入:将油藏条件下0.0lPV?0.1PV的CO2段塞通过井筒注入致密油储层，充满压裂后的裂缝； (2)表面活性剂水溶液段塞注入:将表面活性剂水溶液，充分混合后注入致密油层，注入水溶液的体积与注入的油藏条件下CO2体积之比为1: 2?1:1，表面活性剂水溶液的质量浓度0.1?1.0% ； (3)焖井扩散:将表面活性剂水溶液注入致密油层后，进行焖井，记录焖井过程中压力的变化，焖井过程中CO2从裂缝向基质进行传质扩散，通过萃取、体积膨胀、溶解降粘作用，原油从基质进入裂缝； (4)开井生产:待井口压力稳定后开井生产，在地层渗流过程中CO2与表面活性剂水溶液接触起泡，有效控制CO2流度，CO2泡沫驱替原油从裂缝流动到井筒，最终采至地面。2.根据权利要求1所述的致密油储层CO2泡沫吞吐提高采收率的方法，其特征在于，待一个轮次的CO2泡沫吞吐结束后，重复步骤(I)?步骤(4)，进行2-5轮次吞吐，提高致密油储层原油采收率。3.根据权利要求1所述的致密油储层CO2泡沫吞吐提高采收率的方法，其特征在于，CO2段塞注入量为0.03PV?0.08PV。4.根据权利要求1所述的致密油储层CO2泡沫吞吐提高采收率的方法，其特征在于，步骤(2)中，表面活性剂为二-(2-乙基己基)-磺酸琥珀酸钠(AOT)，表面活性剂水溶液的质量浓度 0.3 ?0.8%。5.根据权利要求1所述的致密油储层CO2泡沫吞吐提高采收率的方法，其特征在于，步骤(2)中，表面活性剂水溶液的体积与注入的油藏条件下CO2体积之比为1:2。6.根据权利要求1所述的致密油储层CO2泡沫吞吐提高采收率的方法，其特征在于，步骤(3)中，焖井时间为5小时-10天。7.根据权利要求6所述的致密油储层CO2泡沫吞吐提高采收率的方法，其特征在于，步骤(3)中，焖井时间为7天。
【文档编号】E21B43/22GK106089166SQ201610443153
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月17日
【发明人】李松岩, 李兆敏, 刘己全, 李宾飞, 鹿腾, 张超, 冀国伟
【申请人】中国石油大学(华东)