CN104314540A - 一种注蒸汽油藏防治汽窜方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种注蒸汽油藏防治汽窜方法。该方法包括以下步骤：向发生汽窜的注入井中注入纤维溶液，形成纤维段塞；向发生汽窜的注入井中注入纳米颗粒的溶液，形成纳米颗粒段塞；当注入压力比汽窜阶段的平均注汽压力高3MPa-5MPa，汽窜生产井含水率下降到60％以下，且生产井井口温度下降到100℃以下时，重新注入蒸汽，完成注蒸汽油藏汽窜的防治。本发明提供的注蒸汽油藏防治汽窜方法能有效缩小高渗透条带的储层孔隙空间，降低其渗透率，封堵高渗透条带，起到防治汽窜的作用。

Description

一种注蒸汽油藏防治汽窜方法

技术领域

本发明涉及一种油藏的开采方法，尤其涉及一种注蒸汽油藏防治汽窜方法，属于石油开采技术领域。

背景技术

对于地下原油粘度高于1000MPa·s的稠油油藏，通常采用注蒸汽热力开采，注蒸汽热力开采包括蒸汽驱开采方法、蒸汽吞吐开采方法和蒸汽辅助重力泄油开采方法。

在蒸汽驱开发过程中，由于油藏储层具有非均质性，储层内通常存在裂缝与高渗透条带，注入蒸汽容易沿着裂缝与高渗透条带窜进，以辽河油田齐40块蒸汽驱矿场试验以及新疆油田浅层超稠油蒸汽驱矿场试验均表明，在蒸汽驱过程中，蒸汽汽窜频繁，蒸汽驱波及体积小，油汽比低，经济效益较差。

在蒸汽吞吐开发过程中，由于通常为高速短期注汽，而受到现场蒸汽锅炉数量的限制，几乎不可能做到一个开采区域的油井同时集中注汽，因此当相邻井之间注汽时间不一致时，在储层裂缝与非均质条件下，高速注汽往往会造成正在生产的邻井汽窜，使得注入蒸汽难以有效加热吞吐井附近的储层与原油，造成每个轮次的蒸汽吞吐回采阶段的有效生产时间短，周期产量低。尤其在高轮次吞吐阶段，由于储层裂缝与非均质的存在，加上井间热连通，使得注汽过程中汽窜现经常发生，这也是是高轮次吞吐效果较差的主要原因。

蒸汽辅助重力泄油技术(简称：SAGD技术)通常采用垂向上相互叠置、水平段垂向距离为5米左右的两口水平井，作为一个SAGD注采井组，利用储层上部水平井注汽，利用蒸汽的超覆作用，加热油层中上部的原油，并在重力的作用下流入储层下部的水平井生产井的方式开发。上述SAGD技术只适用于储层非均质性较弱(层内渗透率级差小于3)、无明显裂缝发育区、且连续油层厚度大于15m的油藏，对于非均质性较强(层内渗透率级差大于3)、存在局部高渗透条带与裂缝发育区，或者连续油层厚度小于15m的稠油油藏，则不适合使用SAGD技术进行开发。

因此，对于非均质较强(层内渗透率级差大于3)、存在局部高渗透条带与裂缝发育区的稠油油藏，目前主要开采方法为蒸汽吞吐和蒸汽驱开采方式，而采用蒸汽吞吐和蒸汽驱开采过程中，汽窜现象非常严重，因此，如何防治汽窜，是制约这两种开采方式的瓶颈技术难题。

目前，耐高温水基聚附剂、特殊增稠剂等聚合物及粘土稳定剂等被用来封堵汽驱高渗透条带，并见到了较好的矿场效果，但由于用量大，价格昂贵，限制了其大规模使用。

综上所述，寻求一种效果好，用量少，经济可行的防治汽窜方法，是改善注蒸汽稠油油藏开发效果的关键。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种注蒸汽油藏防治汽窜方法，该方法可以降低高渗透条带的渗透率，能够对注蒸汽油藏起到防治汽窜的作用。

为了达到上述目的，本发明提供了一种注蒸汽油藏防治汽窜方法，该方法包括以下步骤：

步骤一：向发生汽窜的注入井中注入纤维溶液，形成纤维段塞；其中，所述纤维溶液是由纤维、纤维素类增稠剂和地层水组成，所述纤维素类增稠剂与地层水的质量比为0.01:1-0.1:1，所述纤维占纤维溶液总质量的1％-50％；纤维素类增稠剂与地层水复配而成的稠化水作为纤维溶液中的载体溶液，复配按照常规复配操作进行即可；

步骤二：向发生汽窜的注入井中注入纳米颗粒的溶液，形成纳米颗粒段塞；其中，采用的纳米颗粒的溶液是由纳米颗粒、分散剂和地层水组成的，分散剂与地层水的质量比为0.01:1-0.1:1，所述纳米颗粒占纳米颗粒的溶液的总质量的1％-50％；分散剂与地层水复配形成纳米颗粒的溶液的载体溶液，复配按照常规复配操作进行即可；

步骤三：当步骤二中的注入压力比汽窜阶段的平均注汽压力高3MPa-5MPa，汽窜生产井的含水率下降到60％以下，且生产井井口的温度下降到100℃以下时，重新注入蒸汽，完成对注蒸汽油藏汽窜的防治。

本发明所提供的注蒸汽油藏防治汽窜方法中，优选地，采用的纤维素类增稠剂包括羧甲基纤维素钠、羧甲基2-羧乙基纤维素钠、羧乙基纤维素、甲基纤维素、2-羧丙基甲基纤维素、2-羧乙基甲基纤维素、2-羧丁基甲基纤维素、2-羧乙基乙基纤维素和2-羧丙基纤维素中的一种或几种的组合。

本发明所提供的注蒸汽油藏防治汽窜方法中，优选地，采用的地层水的矿化度为1000-100000ppm。

本发明所提供的注蒸汽油藏防治汽窜方法中，优选地，采用的纤维由耐高温的聚酯纤维和耐高温的聚丙烯腈纤维中的一种或两种与碳纤维组合而成，所述碳纤维在所述纤维中的质量含量大于50％。

本发明所提供的注蒸汽油藏防治汽窜方法中，优选地，采用的聚酯纤维的分子量为18000-25000，最高耐温温度(熔点)为300℃；所述聚丙烯腈纤维的分子量为50000-150000，最高耐温温度(熔点)为320℃。

本发明所提供的注蒸汽油藏防治汽窜方法中，优选地，采用的纳米颗粒包括氧化铝纳米颗粒、氧化镁纳米颗粒、氧化铁纳米颗粒、氧化镍纳米颗粒、氧化锌纳米颗粒、氧化锆纳米颗粒、硅氧烷处理的氧化硅纳米颗粒、疏水氧化硅纳米颗粒、氧化锑纳米颗粒和氧化钙纳米颗粒中的一种或几种的组合。

本发明所提供的注蒸汽油藏防治汽窜方法中，优选地，采用的纳米颗粒的粒径为1nm-1000nm。

本发明所提供的注蒸汽油藏防治汽窜方法中，优选地，采用的分散剂由三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇和古尔胶中的一种或几种与阳离子聚丙烯酰胺组合而成，其中，阳离子聚丙烯酰胺在分散剂中的质量含量大于20％；更优选地，采用的阳离子聚丙烯酰胺的分子量为800万-1200万。

本发明所提供的注蒸汽油藏防治汽窜方法中，优选地，步骤一中，所述纤维溶液的注入量为100-1000吨，注入速度为10-100吨/天。

本发明所提供的注蒸汽油藏防治汽窜方法中，优选地，步骤二中，所述纳米颗粒的溶液的注入量为100-1000吨，注入速度为10-100吨/天。

本发明提供的注蒸汽油藏防治汽窜方法，具有以下优点：

1、在上述注蒸汽油藏防治汽窜方法中，首先注入纤维溶液，利用稠化水作为纤维溶液的载体溶液，较高的流体粘度可实现纤维的稳定悬浮，当以碳纤维为主的纤维注入油层以后，由于每一根碳纤维由数千条更微小的碳纤维所组成，具有巨大的比表面积；同时，由于碳纤维不是晶体结构，层间连结极其不规则，这样有利于纤维在高渗透条带与汽窜通道中形成稳定的网状互绕结构。此外，所采用的稠化水由纤维素类增稠剂与地层水复配而成，纤维素类增稠剂与注入的纤维具有很好的配伍性，能有效抑制注入纤维的降解，增强其稳定性，同时采用地层水保持了其与地层流体条件的配伍性。

2、在上述方法中，注入的纳米颗粒具有较大的比表面积和较高的吸附能，在储层的高渗透条带中吸附在多孔介质空间岩石表面以及网状纤维表面，并固定悬浮或疏松的储层细粒，阻止因注汽过程中高渗透条带的高流速造成地层细粒的运移，并阻止网状结构的纤维在高速注汽过程中破裂，从而确保实现稳定的封堵效果。

3、纳米颗粒的溶液使用的载体溶液由分散剂与地层水复配而成，采用的分散剂在纳米颗粒的表面形成吸附层，使纳米颗粒表面的电荷增加，提高形成立体阻碍的纳米颗粒间的反作用力，因此，可以形成稳定的纳米颗粒分散与悬浮体系，防止在注入过程中纳米颗粒聚集造成注入困难的问题。由于高渗透条带阻力小，纳米颗粒的溶液优先进入高渗透条带，溶液中的纳米颗粒吸附并附着在岩石颗粒表面与网状纤维表面，形成逐渐增厚层层吸附的纳米膜，从而有效缩小了高渗透条带的储层孔隙空间，降低其渗透率，从而达到防治汽窜的目的。

具体实施方式

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。

实施例1

本实施例提供了一种应用于某蒸汽驱稠油油藏的注蒸汽油藏防治汽窜方法，包括以下步骤：

步骤一：向汽窜注入井中注入纤维溶液100吨，形成纤维段塞，注入速度为10吨/天；

其中，采用的纤维溶液由纤维、纤维素类增稠剂(羧甲基纤维素钠)和矿化度为3000ppm的地层水组成，纤维素类增稠剂与地层水复配的稠化水作为纤维溶液的载体溶液，纤维素类增稠剂与地层水的质量比为0.01:1，纤维由碳纤维与耐高温的聚酯纤维组成，纤维占纤维溶液总质量的1％，碳纤维占纤维总质量的60％；耐高温的聚酯纤维的分子量为2万，最高耐温温度为300℃。

步骤二：向汽窜注入井中注入纳米颗粒的溶液100吨，形成纳米颗粒段塞，注入速度为10吨/天；

其中，采用的纳米颗粒的溶液由纳米颗粒、分散剂和地层水组成；分散剂与地层水以0.01:1的质量比复配形成纳木颗粒的溶液的载体溶液；采用的纳米颗粒占纳米颗粒的溶液总质量的1％，纳米颗粒的粒径为1nm；

采用的纳米颗粒由等质量的氧化铝纳米颗粒、氧化镁纳米颗粒、氧化铁纳米颗粒、氧化镍纳米颗粒、氧化锌纳米颗粒、氧化锆纳米颗粒、硅氧烷处理的氧化硅纳米颗粒、疏水氧化硅纳米颗粒、氧化锑纳米颗粒和氧化钙纳米颗粒配比而成；

采用的分散剂由阳离子聚丙烯酰胺(分子量为800万)与等质量的三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇和古尔胶组成，其中，阳离子聚丙烯酰胺在分散剂中的质量含量为30％。

步骤三：当步骤二的注入压力比汽窜阶段的平均注汽压力高3MPa，汽窜生产井含水率下降到55％，且生产井井口温度下降到90℃时，重新注入蒸汽，完成对注蒸汽油藏汽窜的防治。

采用上述方法处理气窜井后继续蒸汽驱，该井组平均日产油量提高了3倍，油汽比由0.1提高到0.3，预计最终可提高采收率5％，提高蒸汽驱开发效果明显。

实施例2

本实施例提供了一种应用于某蒸汽驱稠油油藏的注蒸汽油藏防治汽窜方法，包括以下步骤：

步骤一：向汽窜注入井中注入纤维溶液500吨，形成纤维段塞，注入速度为50吨/天；

其中，采用的纤维溶液由纤维、纤维素类增稠剂(羧甲基2-羧乙基纤维素钠)和矿化度为10000ppm的地层水组成，纤维素类增稠剂与地层水复配的稠化水作为纤维溶液的载体溶液，纤维素类增稠剂与地层水的质量比为0.05:1，采用的纤维由碳纤维与等耐高温的聚酯纤维组成，纤维占纤维溶液总质量的10％，碳纤维占纤维总质量的80％；耐高温的聚酯纤维的分子量为18000，最高耐温温度为300℃。步骤二：向汽窜注入井中注入纳米颗粒的溶液500吨，形成纳米颗粒段塞，注入速度为50吨/天；

其中，采用的纳米颗粒的溶液由纳米颗粒、分散剂和地层水组成；分散剂与地层水以0.05:1的质量比复配形成纳木颗粒的溶液的载体溶液；纳米颗粒占纳米颗粒的溶液总质量的25％；纳米颗粒的粒径为500nm；

采用的纳米颗粒由等质量的氧化铝纳米颗粒、氧化镁纳米颗粒、氧化铁纳米颗粒、氧化镍纳米颗粒、氧化锌纳米颗粒、氧化锆纳米颗粒、硅氧烷处理的氧化硅纳米颗粒、疏水氧化硅纳米颗粒、氧化锑纳米颗粒和氧化钙纳米颗粒配比而成；

采用的分散剂由阳离子聚丙烯酰胺(分子量为900万)与等质量的三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇和古尔胶组成，其中，阳离子聚丙烯酰胺在分散剂中的质量含量为50％。

步骤三：当步骤二的注入压力比汽窜阶段的平均注汽压力高4MPa，汽窜生产井含水率下降到50％，且生产井井口温度下降到80℃时，重新注入蒸汽，完成对注蒸汽油藏汽窜的防治。

采用上述方法处理气窜井后继续蒸汽驱，该井组平均日产油量提高了2.5倍，油汽比由0.12提高到0.2，预计最终可提高采收率4％，提高蒸汽驱开发效果明显。

实施例3

本实施例提供了一种应用于某蒸汽驱稠油油藏的注蒸汽油藏防治汽窜方法，包括以下步骤：

步骤一：向汽窜注入井中注入纤维溶液1000吨，形成纤维段塞，注入速度为100吨/天；

其中，采用的纤维溶液由纤维、纤维素类增稠剂(2-羧丁基甲基纤维素)和矿化度为80000ppm的地层水组成，纤维素类增稠剂与地层水复配的稠化水作为纤维溶液的载体溶液，纤维素类增稠剂与地层水的质量比为0.1:1，采用的纤维由碳纤维与耐高温的聚丙烯腈纤维组成，碳纤维占纤维总质量的90％，纤维占纤维溶液总质量的50％；耐高温的聚丙烯腈纤维的分子量为50000，最高耐温温度为320℃。

步骤二：向汽窜注入井中注入纳米颗粒的溶液1000吨，形成纳米颗粒段塞，注入速度为100吨/天；

其中，采用的纳米颗粒的溶液由纳米颗粒、分散剂和地层水组成；分散剂与地层水以0.1:1的质量比复配形成纳木颗粒的溶液的载体溶液；纳米颗粒占纳米颗粒的溶液总质量的50％；纳米颗粒的粒径为1000nm，纳米颗粒由等质量的氧化铝纳米颗粒、氧化镁纳米颗粒、氧化铁纳米颗粒、氧化镍纳米颗粒、氧化锌纳米颗粒、氧化锆纳米颗粒、硅氧烷处理的氧化硅纳米颗粒、疏水氧化硅纳米颗粒、氧化锑纳米颗粒和氧化钙纳米颗粒配比而成；

采用的分散剂由阳离子聚丙烯酰胺(分子量为1200万)与等质量的三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇和古尔胶组成，其中，阳离子聚丙烯酰胺在分散剂中的含量为80％。

步骤三：当步骤二的注入压力比汽窜阶段的平均注汽压力高5MPa，汽窜生产井含水率下降到40％，且生产井井口温度下降到70℃时，重新注入蒸汽，完成对注蒸汽油藏汽窜的防治。

采取上述方法处理气窜井后继续蒸汽驱，该井组平均日产油量提高了5倍，油汽比由0.12提高到0.3，预计最终可提高采收率7％，提高蒸汽驱开发效果明显。

综上所述，本发明提供的防治汽窜方法应用于蒸汽驱稠油油藏时，可以有效的缩小高渗透条带的储层孔隙空间，降低其渗透率，封堵高渗透条带，可以起到很好的防止汽窜的作用。

Claims (10)

1.一种注蒸汽油藏防治汽窜方法，该方法包括以下步骤：

步骤一：向发生汽窜的注入井中注入纤维溶液，形成纤维段塞；其中，所述纤维溶液由纤维、纤维素类增稠剂和地层水组成，所述纤维素类增稠剂与地层水的质量比为0.01:1-0.1:1，所述纤维占纤维溶液总质量的1％-50％；

步骤二：向发生汽窜的注入井中注入纳米颗粒的溶液，形成纳米颗粒段塞；所述纳米颗粒的溶液由纳米颗粒、分散剂和地层水组成，所述分散剂与地层水的质量比为0.01:1-0.1:1，所述纳米颗粒占纳米颗粒的溶液的总质量的1％-50％；

步骤三：当步骤二中的注入压力比汽窜阶段的平均注汽压力高3MPa-5MPa，汽窜生产井的含水率下降到60％以下，且生产井井口的温度下降到100℃以下时，重新注入蒸汽，完成对注蒸汽油藏汽窜的防治。

2.根据权利要求1所述的注蒸汽油藏防治汽窜方法，其特征在于，所述纤维素类增稠剂包括羧甲基纤维素钠、羧甲基2-羧乙基纤维素钠、羧乙基纤维素、甲基纤维素、2-羧丙基甲基纤维素、2-羧乙基甲基纤维素、2-羧丁基甲基纤维素、2-羧乙基乙基纤维素和2-羧丙基纤维素中的一种或几种的组合。

3.根据权利要求1所述的注蒸汽油藏防治汽窜方法，其特征在于，所述地层水的矿化度为1000-100000ppm。

4.根据权利要求1所述的注蒸汽油藏防治汽窜方法，其特征在于，所述纤维由聚酯纤维和聚丙烯腈纤维中的一种或两种与碳纤维组合而成，所述碳纤维在所述纤维中的质量含量大于50％。

5.根据权利要求4所述的注蒸汽油藏防治汽窜方法，其特征在于，其中，所述聚酯纤维的分子量为18000-25000，最高耐温温度为300℃；所述聚丙烯腈纤维的分子量为50000-150000，最高耐温温度为320℃。

6.根据权利要求1所述的注蒸汽油藏防治汽窜方法，其特征在于，所述纳米颗粒包括氧化铝纳米颗粒、氧化镁纳米颗粒、氧化铁纳米颗粒、氧化镍纳米颗粒、氧化锌纳米颗粒、氧化锆纳米颗粒、硅氧烷处理的氧化硅纳米颗粒、疏水氧化硅纳米颗粒、氧化锑纳米颗粒和氧化钙纳米颗粒中的一种或几种的组合。

7.根据权利要求1或6所述的注蒸汽油藏防治汽窜方法，其特征在于，所述纳米颗粒的粒径为1nm-1000nm。

8.根据权利要求1所述的注蒸汽油藏防治汽窜方法，其特征在于，所述分散剂由三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇和古尔胶中的一种或几种与阳离子聚丙烯酰胺组合而成，其中，阳离子聚丙烯酰胺在所述分散剂中的质量含量大于20％；所述阳离子聚丙烯酰胺的分子量为800万-1200万。

9.根据权利要求1所述的注蒸汽油藏防治汽窜方法，其特征在于，步骤一中，所述纤维溶液的注入量为100-1000吨，注入速度为10-100吨/天。

10.根据权利要求1所述的注蒸汽油藏防治汽窜方法，其特征在于，步骤二中，所述纳米颗粒的溶液的注入量为100-1000吨，注入速度为10-100吨/天。