[發(fā)明專(zhuān)利]泡沫穩(wěn)定性得到提高的應(yīng)用及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201280034176.8
• 申請(qǐng)日: 2012-06-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103649459B
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-10-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 米克爾·莫爾萬(wàn);馬克斯·沙貝爾;馬努阿·S·達(dá)哈納亞克
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 羅地亞管理公司
• 主分類(lèi)號(hào): E21B43/22
• 分類(lèi)號(hào): E21B43/22;E21B43/28
• 代理公司: 北京天昊聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11112
• 代理人: 丁業(yè)平;金小芳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及泡沫穩(wěn)定劑在含水體系中的應(yīng)用，更具體而言，本發(fā)明涉及泡沫穩(wěn)定劑在增強(qiáng)石油開(kāi)采操作過(guò)程中的流度控制方面的應(yīng)用。

背景技術(shù)

含石油的裂縫性?xún)?chǔ)層通常由兩種不同的要素構(gòu)成：裂縫網(wǎng)絡(luò)和基質(zhì)（例如微孔基質(zhì)）。裂縫網(wǎng)絡(luò)是一系列互相連接的裂縫，其可以容易地傳輸流體（非常高的滲透性），但是僅構(gòu)成總的孔隙度的一小部分。基質(zhì)部分由含油多孔巖石構(gòu)成，其通常具有比裂縫網(wǎng)絡(luò)低得多的滲透性，但是為儲(chǔ)層總的孔隙度的主體。裂縫性?xún)?chǔ)層的產(chǎn)烴效率通常較低。在一次開(kāi)采期間，天然儲(chǔ)層的原位產(chǎn)油壓力快速下降，使得大約超過(guò)90%的原油仍然留在原位，大部分被圈閉（trap）在基質(zhì)中（包括例如微孔網(wǎng)絡(luò)）。類(lèi)似地，常規(guī)的二次開(kāi)采方法也不能置換出大量的“留在原位”的石油。

在高裂縫性?xún)?chǔ)層中，常規(guī)水驅(qū)技術(shù)表現(xiàn)出相對(duì)較低的效率。在這些儲(chǔ)層中進(jìn)行水驅(qū)的特征是見(jiàn)水（water?breakthrough）早，并且水-油比迅速升高到不經(jīng)濟(jì)的水平。注入的水往往僅在裂縫中穿行，而不與圈閉在巖石基質(zhì)（例如微孔）中的石油相互作用。注入的水不能滲透到基質(zhì)中而置換并開(kāi)采出圈閉在多孔基質(zhì)中的石油。注入的水往往只能將一次開(kāi)采后留在裂縫系統(tǒng)中的石油采收回來(lái)。基質(zhì)部分并非為水潤(rùn)濕性的，這一點(diǎn)也部分地導(dǎo)致注入的水與圈閉在基質(zhì)中的石油之間的相互作用有限或者根本不存在相互作用。基質(zhì)不會(huì)自發(fā)地吸收或攝入水。這主要是由于水具有向高滲透區(qū)流動(dòng)的趨勢(shì)，而非流向低滲透區(qū)（其將大部分石油圈閉于此）。

一種提高水相對(duì)圈閉石油的基質(zhì)區(qū)的滲透性的方案是：向水中加入表面活性劑以對(duì)碳酸鹽的潤(rùn)濕性進(jìn)行改性，使其從油濕性變?yōu)樗疂裥浴Ｖ暗难芯亢同F(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)表明，在水中引入低濃度的適當(dāng)選擇的表面活性劑會(huì)降低界面張力，并且還會(huì)立刻在靠近裂縫面的區(qū)域中產(chǎn)生水潤(rùn)濕條件。在這種改變的條件下，水相能滲透到多孔基質(zhì)中達(dá)到一定的距離，從而將處于孔隙內(nèi)的一部分石油驅(qū)出。在該逆流滲吸（countercurrent?imbibition）過(guò)程中，從基質(zhì)中置換出的石油隨后移動(dòng)到裂縫系統(tǒng)中。一旦石油被驅(qū)入裂縫系統(tǒng)，就可以容易地將其移至產(chǎn)油井。在逆流滲吸過(guò)程中（加入或不加入水潤(rùn)濕性表面活性劑），采油速率取決于多孔巖石基質(zhì)的毛細(xì)管壓力特性。即，該滲吸過(guò)程基本上不會(huì)受到控制現(xiàn)場(chǎng)操作（例如選擇壓力和流速）的常規(guī)技術(shù)的影響。

以下文獻(xiàn)公開(kāi)了在碳酸鹽地層中采油時(shí)使用表面活性劑的技術(shù)：G.Hirasaki和D.L.Zhang，“Surface?Chemistry?of?Oil?Recovery?from?Fractured,Oil-Wet?Carbonate?Formations”(2000)；Austad和Standes，“Spontaneous?Imbibition?of?Water?into?Oil-Wet?Carbonates”,Journal?of?Petroleum?Science?and?Engineering,第39卷，第363-376頁(yè)(2003)；W.W.Weiss，“Artificial?Intelligence?Used?to?Evaluate23Single-Well?Surfactant?Soak?Treatments”,SPE?Reservoir?Evaluation&Engineering，2006年6月；美國(guó)專(zhuān)利Nos.2,792,894、4,364,431、4,842,065、5,247,993；以及美國(guó)已公布的專(zhuān)利申請(qǐng)No.2007/0215347A1。

另一種方案是使用氣驅(qū)技術(shù)，如空氣驅(qū)、CO₂驅(qū)、天然氣驅(qū)、或是它們的任意組合，該技術(shù)為一種提高石油采收率（EOR）的形式。通常，在CO₂EOR中，通過(guò)注入井或產(chǎn)油井將CO₂氣體泵入/注入地下地層（例如壓裂儲(chǔ)層），并且在一定的物理?xiàng)l件下，使其與圈閉或留在原位的石油可互溶混合。這使得留在原位的石油變得更容易被置換到高滲透區(qū)中并被采收回來(lái)。在高壓和儲(chǔ)層溫度下，CO₂與石油可互溶混合，形成能夠更加容易地流動(dòng)的低粘度流體。另外，CO₂具有能侵入先前不能被水侵入的區(qū)域的能力，以及釋放并減少圈閉石油的能力。還可以用驅(qū)替（chase）相來(lái)置換混合的殘余石油和氣體，例如在WAG（氣水交替驅(qū)）工藝中用水進(jìn)行所述置換。