CN111648741A - 一种中渗油藏的化学驱方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种中渗油藏的化学驱方法，属于石油化学驱开发技术领域。本发明的化学驱方法，包括以下步骤：1)先向储层中注入第一非均相分散体系形成前置段塞；2)然后向储层中注入聚合物水溶液形成主体段塞或向储层中交替注入聚合物水溶液、调剖体系分别形成主体段塞、调剖段塞；3)再向储层中注入第二非均相分散体系形成保护段塞；第一非均相分散体系主要由第一聚合物、粘弹性颗粒驱油剂和水组成；聚合物水溶液主要由第二聚合物和水组成；第二非均相分散体系主要由第三聚合物、粘弹性颗粒驱油剂和水组成。本发明的化学驱方法，能够提高中渗油藏的岩心封堵率，有效地启动强水淹区和中渗岩心中的剩余油，达到大幅度提高原油采收率的效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种中渗油藏的化学驱方法，属于石油化学驱开发技术领域。
背景技术
当前中国石油能源需求持续增长，但国内大部分陆上油田Ⅰ、Ⅱ类规模储量已经动用完毕，油田已经进入开发后期，剩余中渗油藏储量已成为油田维持产量的主阵地。
中渗油藏的渗透率变化范围较大，一般为50～1000×10-3μm2。中渗油藏中剩余油分布在强水淹区域，占剩余油储量的50-60％，相当比例的剩余油主要分布在平均渗透率以下的油层内，是化学驱的重点。为了驱替油藏剩余油，必须有效地改善流度比，封堵高渗层，使流体启动低渗层，达到扩大波及体积，大幅度提高驱油效率的目的。但在实际化学驱应用过程中，化学驱油剂容易窜流，并且化学驱油剂具有一定的作用周期，不能有效地驱替中低渗岩心中的剩余油，实现提高原油采收率的目的。因此如何有效地驱替中渗油藏中剩余油、动用剩余储量，提高原油采收率成为当前亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够有效提高中渗油藏的原油采收率的中渗油藏的化学驱方法。
为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：
一种中渗油藏的化学驱方法，包括以下步骤：
1)先向储层中注入第一非均相分散体系形成前置段塞；
2)然后进行步骤A)或步骤B)；
步骤A)向储层中注入聚合物水溶液形成主体段塞；
步骤B)向储层中交替注入聚合物水溶液、调剖体系分别形成主体段塞、调剖段塞；
3)再向储层中注入第二非均相分散体系形成保护段塞；
所述第一非均相分散体系主要由第一聚合物、粘弹性颗粒驱油剂和水组成；所述非均相分散体系中，第一聚合物的质量分数为0.08～0.15％、粘弹性颗粒驱油剂的质量分数为0.02～0.08％；
所述聚合物水溶液主要由第二聚合物和水组成；所述聚合物水溶液中第二聚合物的质量分数为0.1～0.15％；
所述第二非均相分散体系主要由第三聚合物、粘弹性颗粒驱油剂和水组成；所述第二非均相分散体系中，第三聚合物的质量分数为0.08～0.15％、粘弹性颗粒驱油剂的质量分数为0.02～0.08％。
本发明的中渗油藏的化学驱方法，采用的非均相分散体系具有较强的粘弹性，能够改善粘弹性颗粒调剖剂的悬浮性，提高粘弹性颗粒驱油剂的注入性，使粘弹性颗粒调剖剂更容易注入岩心，因而在前置段塞阶段和保护段塞阶段均向储层中注入非均相分散体系，能够提高中渗油藏的岩心封堵率，有效地启动强水淹区和中渗岩心中的剩余油，达到大幅度提高原油采收率的效果；同时非均相分散体系能够改善非均质性，扩大波及体积，提高中渗岩心的原油采收率。
本发明的中渗油藏的化学驱方法，是非均相分散体系与聚合物驱油体系多轮次调驱结合，从而实现大幅度提高原油采收率的目的。其中采用的非均相分散体系中粘弹性颗粒驱油剂同时具有粘性和弹性，形成的前置段塞能够有效地封堵大孔道，调整储层吸水剖面，建立渗流阻力，防止聚合物窜流，扩大波及体积；以聚合物水溶液形成主段塞的有益效果在于改善其流度控制作用和驱油效果；非均相分散体系形成的保护段塞能够有效地抑制后续水驱过程中发生快速指进，提高化学驱的有效期和聚合物的有效利用率。此外，本发明的非均相分散体系形成的前置段塞和保护段塞能够有效封堵窜流通道同时不会影响后续步骤的进行。
优选的，第一非均相分散体系由第一聚合物、粘弹性颗粒驱油剂和油田污水混匀得到。聚合物水溶液由第二聚合物和油田污水混匀得到。所述第二非均相分散体系由第三聚合物、粘弹性颗粒驱油剂和油田污水混匀得到。进一步的，所述油田污水的含硫量为0，含氧量低于0.1mg/L。
优选的，所述第一聚合物、第二聚合物独立选自聚丙烯酰胺、丙烯酰胺与丙烯酸的共聚物、黄原胶中的一种或任意组合。所列举的几种有机物中，聚丙烯酰胺溶于水中形成的溶液具有较高的粘度既有效地改善粘弹性颗粒驱油剂的悬浮性(粘弹性颗粒驱油剂密度大于水密度，易在水中沉积)，使粘弹性颗粒驱油剂较为均匀地分散在水相中，从而提高了非均相分散体系的注入性和运移性。上述列举的几种聚合物均可以通过提高非均相分散液的粘弹性，从而提高了非均相分散液的封堵性能。
优选的，所述第一聚合物、第二聚合物、第三聚合物独立选自数均分子量为1500万～2200万的聚丙烯酰胺。采用该数均分子量的聚丙烯酰胺能够使非均相溶液具有较高的粘度和粘弹性，既可以对地层有效地调整，改善非均质性，又可以保证粘弹性颗粒驱油剂顺利注入，不堵塞地层。并且由于该数均分子量的聚丙烯酰胺水溶液具有较高的粘度和粘弹性，形成主段塞时可以有效提高聚合物的波及体积和驱油效率。
粘弹颗粒驱油剂的注入性受储层的渗透率的影响，渗透率过大，导致粘弹性颗粒驱油剂在储层中快速突破，达不到改善吸水剖面，扩大波及体积的作用。渗透率过小，造成粘弹性颗粒驱油剂不能顺利注入到储层。优选的，所述储层的渗透率为(50～400)×10-3μm2。例如储层的渗透率可以为100～400×10-3μm2，也可以为50～300×10-3μm2。本发明的渗透率均是指气测渗透率。
优选的，步骤1)中，所述前置段塞的体积为0.05～0.1PV；步骤2)按照步骤A)进行时，所述主体段塞的体积为0.35～0.6PV；步骤2)按照步骤B)进行时，所述主体段塞的总体积为0.35～0.6PV；步骤3)中，所述保护段塞的体积为0.05～0.1PV。
交替注入聚合物水溶液和调剖体系能防止或阻止聚合物水溶液窜流，进一步扩大聚合物的波及体积，提高聚合物有效利用率。步骤B)中，交替注入聚合物水溶液和调剖体系时均是首先注入聚合物水溶液再进行交替，且交替的次数为≥2的偶数。进一步的，交替的次数≥4次。例如步骤B)中，交替的次数为2次，所述主体段塞由括第一主体段塞和第二主体段塞组成，所述调剖段塞位于第一主体段塞和第二主体段塞之间。第一主体段塞由第一次交替前注入的聚合物水溶液形成，第二主体段塞由第二次交替后注入的聚合物水溶液形成。当然交替的次数也可以为4次，则在步骤B)中，主体段塞包括第一主体段塞、第二主体段塞和第三主体段塞，调剖段塞包括第一调剖段塞和第二调剖段塞，第一主体段塞、第一调剖段塞、第二主体段塞、第二调剖段塞和第三主体段塞依次排列。
优选的，所述第一主体段塞的体积为0.2～0.4PV，所述第二主体段塞的体积为0.15～0.2PV。
优选的，所述调剖体系为第三非均相分散体系；所述第三非均相分散体系主要由第四聚合物、颗粒驱油剂和水组成；所述第三非均相分散体系中，第四聚合物的质量分数为0.08～0.15％、颗粒驱油剂的质量分数为0.02～0.08％。调剖段塞采用非均相分散体系既可以在地层中有效的运移，同时在外界压力下可以发生形变，从而实现对大孔道的封堵。更进一步的，所述第三非均相分散体系中，第四聚合物的质量分数为0.1～0.15％、粘弹性颗粒驱油剂的质量分数为0.04～0.08％。进一步的，第三非均相分散体系中的颗粒驱油剂优选为有机聚合物类柔性颗粒。所述有机聚合物类柔性颗粒为粘弹性颗粒驱油剂、聚合物微球、体膨颗粒中的至少一种。进一步的，所述第三非均相分散体系主要由第四聚合物、颗粒驱油剂和油田污水混匀得到。
为了进一步扩大波及体积，提高油藏驱油效率，优选的，所述第四聚合物选自聚丙烯酰胺、丙烯酰胺与丙烯酸的共聚物、黄原胶中的一种或任意组合。
优选的，所述第四聚合物为数均分子量为1500万～2200万的聚丙烯酰胺。
优选的，步骤B)中，调剖段塞的总体积为0.01～0.05PV。注入上述总体积的调剖段塞能够使使调剖体系推进至1/3至1/2井距处，封堵聚合物水溶液窜流通道，进一步扩大波及体积。
优选的，所述粘弹性颗粒驱油剂的颗粒的平均粒径为50～150μm。进一步的，粘弹颗粒驱油剂在陈化污水(TDS 4500mg/L)形成浓度5000mg/L的分散体系在30℃条件下，粘度≥150mPa·s，弹性模量≥0.75Pa。粘弹颗粒驱油剂在陈化污水(TDS 4500mg/L)形成浓度5000mg/L的分散体系在65℃下溶胀4～6h后粒径≥300μm。
优选的，所述化学驱方法还包括以下步骤：形成保护段塞后，对储层进行水驱。
具体实施方式
以下结合具体实施方式本发明的技术方案作进一步的说明。
实施例1～5以及对比例的中渗油藏的化学驱方法中的储层为人造岩心，该人造岩心为φ2.5cm×10cm的三倍渗透率级差(300×10-3μm2/900×10-3μm2)人造双管并联非均质圆柱岩心，孔隙度为24％。在化学驱前，先对岩心作以下处理：在65℃下对岩心进行饱和原油(某油田油藏经脱水脱气处理的原油，为12.8mPa·s)，控制原始含油饱和度(Soi)为70％左右。开始实施例1～5以及对比例的化学驱前，分别在以50mL/h的速度在饱和原油的人造岩心中注入过滤后的陈化污水(同实施例1中采用的陈化污水)驱油，水驱至不再出油后结束，经计算得水驱采收率，结果见表1。
实施例1～5的中渗油藏的化学驱方法中采用的聚丙烯酰胺水溶液由聚丙烯酰胺和陈化污水混匀得到，非均相分散体系均是将粘弹性颗粒驱油剂、聚丙烯酰胺和陈化污水混匀得到。
各实施例中配制聚丙烯酰胺水溶液以及非均相分散体系采用的聚丙烯酰胺均为数均分子量为2200万的聚丙烯酰胺，其水解度为25.63％，在清水中的溶解性固体总含量(TDS)为362.4mg/L，质量浓度为1000mg/L的聚丙烯酰胺水溶液(以清水为溶剂)的粘度为58.7mPa·s；
各实施例中配制聚丙烯酰胺水溶液和非均相分散体系采用的陈化污水以及注入的陈化污水均为经过除硫的某油田陈化污水(含硫量为0，含氧量低于0.1mg/L)，总矿化度为4312.47mg/L，Ca2+、Mg2+的总含量为39.93mg/L。
各实施例中非均相分散体系采用的粘弹性颗粒驱油剂(PPG)，平均粒径为352μm；该粘弹颗粒驱油剂在陈化污水(TDS 4500mg/L)形成浓度5000mg/L的分散体系在30℃条件下，粘度≥150mPa·s，弹性模量≥0.75Pa；并且该粘弹颗粒驱油剂在陈化污水(TDS4500mg/L)形成浓度5000mg/L的分散体系在65℃下溶胀5h后粒径≥300μm。
实施例1
本实施例的中渗油藏的化学驱方法，具体包括以下步骤：
1)以50mL/h的流速先向人造岩心中注入非均相分散体系，形成0.05PV的前置段塞；
2)然后向人造岩心中注入聚丙烯酰胺水溶液形成0.55PV的主体段塞；
3)再向人造岩心中注入非均相分散体系形成0.1PV的保护段塞；
4)最后以50mL/h流速向人造岩心注入陈化污水驱油，后续水驱至不再出油后结束。
本实施例步骤1)和3)中的非均相分散体系中聚丙烯酰胺的质量分数为0.12％，粘弹性颗粒驱油剂的质量分数为0.08％；步骤2)中采用的聚丙烯酰胺水溶液的质量分数为0.15％。
实施例2
本实施例的中渗油藏的化学驱方法，包括以下步骤：
1)以50mL/h的流速先向人造岩心中注入非均相分散体系，形成0.05PV的前置段塞；
2)然后在人造岩心中依次注入聚丙烯酰胺水溶液形成0.25PV的第一主体段塞、注入非均相分散体系形成0.05PV的调剖段塞、注入聚丙烯酰胺水溶液形成0.3PV的第二主体段塞；
3)再向人造岩心中注入非均相分散体系形成0.05PV的保护段塞；
4)最后以50mL/h流速向人造岩心注入陈化污水驱油，后续水驱至不再出油后结束。
本实施例步骤1)、2)和3)中的非均相分散体系中聚丙烯酰胺的质量分数为0.12％、粘弹性颗粒驱油剂的质量分数为0.08％；步骤2)中采用的聚丙烯酰胺水溶液的质量分数为0.15％。
实施例3
本实施例的中渗油藏的化学驱方法，包括以下步骤：
1)以50mL/h的流速先向人造岩心中注入非均相分散体系，形成0.05PV的前置段塞；
2)然后在人造岩心中依次注入聚丙烯酰胺水溶液形成0.2PV的第一主体段塞、注入非均相分散体系形成0.025PV的第一调剖段塞、注入聚丙烯酰胺水溶液形成0.2PV的第二主体段塞、注入非均相分散体系形成的0.025PV的第二调剖段塞、注入聚丙烯酰胺水溶液形成0.15PV的第三主体段塞；
3)再向人造岩心中注入非均相分散体系，形成0.05PV的保护段塞；
4)最后以50mL/h流速向人造岩心注入陈化污水驱油，后续水驱至不再出油后结束。
本实施例步骤1)、2)和3)中的非均相分散体系中聚丙烯酰胺的质量分数为0.12％、粘弹性颗粒驱油剂的质量分数为0.08％；步骤2)中采用的聚丙烯酰胺水溶液的质量分数为0.15％。
实施例4
本实施例的中渗油藏的化学驱方法，包括以下步骤：
1)以50mL/h的流速先向人造岩心中注入非均相分散体系，形成0.075PV的前置段塞；
2)然后在人造岩心中依次注入聚丙烯酰胺水溶液形成0.2PV的第一主体段塞、注入非均相分散体系形成0.025PV的第一调剖段塞、注入聚丙烯酰胺水溶液形成0.2PV的第二主体段塞、注入非均相分散体系形成的0.025PV的第二调剖段塞、注入聚丙烯酰胺水溶液形成0.1PV的第三主体段塞；
3)再向人造岩心中注入非均相分散体系，形成0.075PV的保护段塞；
4)最后以50mL/h流速向人造岩心注入陈化污水驱油，后续水驱至不再出油后结束。
本实施例步骤1)、2)和3)中的非均相分散体系中聚丙烯酰胺的质量分数为0.12％、粘弹性颗粒驱油剂的质量分数为0.08％；步骤2)中采用的聚丙烯酰胺水溶液的质量分数为0.15％。
实施例5
本实施例的中渗油藏的化学驱方法，包括以下步骤：
1)以50mL/h的流速先向人造岩心中注入非均相分散体系，形成0.1PV的前置段塞；
2)然后在人造岩心中依次注入聚丙烯酰胺水溶液形成0.15PV的第一主体段塞、注入非均相分散体系形成0.025PV的第一调剖段塞、注入聚丙烯酰胺水溶液形成0.15PV的第二主体段塞、注入非均相分散体系形成的0.025PV的第二调剖段塞、注入聚丙烯酰胺水溶液形成0.15PV的第三主体段塞；
3)再向人造岩心中注入非均相分散体系，形成0.1PV的保护段塞；
4)最后以50mL/h流速向人造岩心注入陈化污水驱油，后续水驱至不再出油后结束。
本实施例步骤1)、2)和3)中的非均相分散体系中聚丙烯酰胺的质量分数为0.12％、粘弹性颗粒驱油剂的质量分数为0.08％；步骤2)中采用的聚丙烯酰胺水溶液的质量分数为0.15％。
对比例1
本对比例的中渗油藏的化学驱方法，包括以下步骤：
1)以50mL/h的流速向岩心中注入分数为0.15％的聚丙烯酰胺水溶液，形成0.7PV的主体段塞；
2)然后以50mL/h流速向人造岩心注入陈化污水驱油，后续水驱至不再出油后结束。
本对比例采用的聚丙烯酰胺水溶液与实施例1中的聚丙烯酰胺水溶液完全形同。
试验例
计算实验例1～5和对比例1的化学驱方法的具体采收率，计算结果如表1所示。
表1中渗油藏采收率数据
| 方法 | 水驱采收率/％ | 化学驱采收率/％ | 提高采收率幅度/％ |
| 实施例1 | 31.12 | 56.31 | 25.19 |
| 实施例2 | 31.15 | 58.38 | 27.23 |
| 实施例3 | 30.39 | 61.67 | 31.28 |
| 实施例4 | 30.62 | 62.37 | 31.75 |
| 实施例5 | 30.53 | 62.85 | 32.32 |
| 对比例1 | 30.86 | 55.64 | 24.78 |
由表1可知，相比于实施例1～5，对比例1的采收率提高幅度相对较低，因此前置段塞和保护段塞对聚合物驱油起到很好的保护作用，有利于扩大波及体积。从而能够采收率的大幅度提高。对比实施例1～5，实施例5提高采收率幅度最高，实施例2提高采收率幅度次之，实施例1提高采收率幅度最小。段塞交替次数越多，化学驱油体系有效周期越长，可以使化学驱油剂在岩心中全过程的发生有效作用。
Claims (10)
1.一种中渗油藏的化学驱方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)先向储层中注入第一非均相分散体系形成前置段塞；
2)然后进行步骤A)或步骤B)；
步骤A)向储层中注入聚合物水溶液形成主体段塞；
步骤B)向储层中交替注入聚合物水溶液、调剖体系分别形成主体段塞、调剖段塞；
3)再向储层中注入第二非均相分散体系形成保护段塞；
所述第一非均相分散体系主要由第一聚合物、粘弹性颗粒驱油剂和水组成；所述非均相分散体系中，第一聚合物的质量分数为0.08～0.15％、粘弹性颗粒驱油剂的质量分数为0.02～0.08％；
所述聚合物水溶液主要由第二聚合物和水组成；所述聚合物水溶液中第二聚合物的质量分数为0.1～0.15％；
所述第二非均相分散体系主要由第三聚合物、粘弹性颗粒驱油剂和水组成；所述第二非均相分散体系中，第三聚合物的质量分数为0.08～0.15％、粘弹性颗粒驱油剂的质量分数为0.02～0.08％。
2.根据权利要求1所述的中渗油藏的化学驱方法，其特征在于：所述第一聚合物、第二聚合物独立选自聚丙烯酰胺、丙烯酰胺与丙烯酸的共聚物、黄原胶中的一种或任意组合。
3.根据权利要求2所述的中渗油藏的化学驱方法，其特征在于：所述第一聚合物、第二聚合物、第三聚合物独立选自数均分子量为1500万～2200万的聚丙烯酰胺。
4.根据权利要求1所述的中渗油藏的化学驱方法，其特征在于：所述储层的渗透率为(50～400)×10-3μm2。
5.根据权利要求1所述的中渗油藏的化学驱方法，其特征在于：
步骤1)中，所述前置段塞的体积为0.05～0.1PV；
步骤2)按照步骤A)进行时，所述主体段塞的体积为0.35～0.6PV；步骤2)按照步骤B)进行时，所述主体段塞的总体积为0.35～0.6PV；
步骤3)中，所述保护段塞的体积为0.05～0.1PV。
6.根据权利要求1～5中任意一项所述的中渗油藏的化学驱方法，其特征在于：步骤B)中，交替的次数为2次，所述主体段塞由括第一主体段塞和第二主体段塞组成，所述调剖段塞位于第一主体段塞和第二主体段塞之间。
7.根据权利要求6所述的中渗油藏的化学驱方法，其特征在于：所述第一主体段塞的体积为0.2～0.4PV，所述第二主体段塞的体积为0.15～0.2PV。
8.根据权利要求1～5中任意一项所述的中渗油藏的化学驱方法，其特征在于：所述调剖体系为第三非均相分散体系；所述第三非均相分散体系主要由第四聚合物、颗粒驱油剂和水组成；所述第三非均相分散体系中，第四聚合物的质量分数为0.08～0.15％、颗粒驱油剂的质量分数为0.02～0.08％。
9.根据权利要求1所述的中渗油藏的化学驱方法，其特征在于：步骤B)中，调剖段塞的总体积为0.01～0.05PV。
10.根据权利要求1～5中任意一项所述的中渗油藏的化学驱方法，其特征在于：所述粘弹性颗粒驱油剂的颗粒的平均粒径为50～150μm。
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