CN109601006A

CN109601006A - 在chops后油田采收作业中使用聚烷氧基化醇

Info

Publication number: CN109601006A
Application number: CN201780049222.4A
Authority: CN
Inventors: B·慕克吉; A·M·哈山; H·辛格
Original assignee: Dow Global Technologies LLC
Current assignee: Dow Global Technologies LLC
Priority date: 2016-08-19
Filing date: 2017-07-19
Publication date: 2019-04-09
Also published as: RU2019105797A; WO2018034773A1; US20210371727A1; CA3033648A1

Abstract

本发明涉及一种从含油地层中的CHOPS后井中刺激额外油采收的方法。具体地，本发明涉及用包含聚氧化醇水溶液的组合物处理含油地层中的CHOPS后井的步骤。

Description

在CHOPS后油田采收作业中使用聚烷氧基化醇

技术领域

本发明涉及从含油地层的CHOPS后井中采收油。更具体地，本发明是使用一种或多种聚氧化醇的水溶液从含油地层中的CHOPS后井中采收油的改进的方法。

背景技术

石油通常可根据其粘度和密度被分成几类与几级。具有高粘度和密度的石油的等级可能更难从油藏开采到地表。特别是，超重油需要强化的采油技术用于开采。在以下描述中，通用术语“石油”包括烃，如超重油，以及较低粘度等级的石油。

世界上很大一部分潜在的油藏是呈重油或超重油形式，如委内瑞拉(Venezuela)的奥里诺科带(Orinoco Belt)、加拿大(Canada)的油砂(oil sands)和北阿拉斯加(Northern Alaska)的乌格努油藏(Ugnu Reservoir)。目前，一些现有的油藏使用热强化油采收技术进行开采，这通常导致采收效率在约20％至75％的范围内。最常见的热强化油采收技术之一是蒸汽注入，通过所述注入，来自蒸汽的热焓通过冷凝传递到石油中。加热降低了石油的粘度以允许泄油和集油。因此，如果温度可以保持接近注入蒸汽的温度，则石油采收率高。

在深油藏或浅油藏中，大量热量通过井筒流失到油藏周围的岩石中。传统的蒸汽注入则只不过是热水驱，并且在降低油的粘度和提高石油产量方面失去了很大的效果。

目前的做法是使用重油出砂冷采(Cold Heavy Oil Production with Sand，“CHOPS”)。顾名思义，这可以使用一次开采而不需要加热。通常，在未固结的油藏，如高度多孔的焦油砂地层中钻一口井。井被穿孔并且泵送装置可以下降到井中。油藏压力与由泵送装置提供的人工提升的结合将油藏中的油驱动到井表面。通过增加井中的“下降”压力(即，将流体从油藏驱动到井中的压差)来促进砂流入油，这增加了油流的进入并降低了流体流动的阻力。重油和沙子的混合物在地表被开采且被分离。CHOPS期间的砂生成导致在开采井周围区域中形成高渗透性区域，这允许更多的流体通向井筒。随着更多的产沙，可渗透区域以高度分支和可渗透的通道(称为“蚓孔”)的形式延伸到油藏深处。油藏内若干蚓孔的相互连接可以产生高度网络化的多孔通道，其渗透率约为10,000毫达西(mDarcy)。CHOPS的一个缺点是采收效率可低至原油地质储量(original oil in place)的5％。另一个缺点是，在使用CHOPS工艺达到经济开采限制之后，所述油藏可能不适合其它强化采油技术。

随着潜在重油油藏数量的增加以及这些油藏开采条件的复杂性增加，人们一直需要有效的强化采油技术和方法。

发明内容

本发明是一种从含油地层中的CHOPS后井中刺激额外油采收的方法，其中所述CHOPS后井具有一个或多个注入井、一个或多个采出井以及一个或多个蚓孔，所述方法包含：向含油地层提供水溶液的步骤，所述水溶液含有一种或多种具有以下结构的聚氧化伯醇、基本上由其组成或由其组成：

RO-(CH₂CH(CH₃)O)_m(C₂H₄O)_n H I

或

RO-(C₂H₄O)_n(CH₂CH(CH₃)O)_m H II

其中R为具有等于或大于4个碳的直链、支链、环状烷基、苯基或烷基苯基，优选正丁基、正戊基、2-甲基-1-戊基、正己基、正庚基、正辛基、2-乙基己基、2-丙基庚基、苯基、环己基或壬基酚，

m为0至12，优选为5至12，更优选为8或12，

且

n为7至20，优选10或15，优选溶液为0.1至10重量％的聚氧化醇。

优选地，上文公开的方法包含以下步骤、基本上由以下步骤组成或由以下步骤组成：(a)将聚烷氧基化醇的水溶液注入一个或多个注入井中，从而将聚烷氧基化醇的水溶液引入一个或多个的一个蚓孔中，以及(b)从一个或多个采出井处采收释出的油。

优选地，上文公开的方法在步骤(a)与步骤(b)之间进一步包含以下步骤、基本上由以下步骤组成或由以下步骤组成：(c)用气体给地层加压，(d)将聚烷氧基化醇溶液推入地层深处，(e)用聚烷氧基化醇溶液浸泡地层，以及(f)降低地层压力。

附图说明

图1是本发明的实例对比非本发明的比较实例在不同NaCl浓度下油转移到水中的照片。

图2是如何使用Amott池确定水渗吸的图式。

具体实施方式

在一次开采中通过一种通常被称为重油出砂冷采(CHOPS)的方法开采在未固结砂岩地层中含有相对薄的重油层的油田。由于上下非开采性限制层的高热损失，薄含烃层使蒸汽驱成为不可行的选择。通过允许砂与油和气同时开采，原油使用螺杆泵开采最有效。通过溶解气驱动/压力衰竭机制，在某些情况下随着促进性的含水层压力支持，会开采泡沫油、气、水和沙子的组合，直到石油开采随着时间推移而逐渐减少并且水产量增加到继续开采变得不经济的程度。此时，这些井通常在仅开采原油地质储量的5％至15％后就暂停，平均采收率约为5％。据估计，仅在加拿大就有多达30,000个这些暂停的CHOPS井。

本发明涉及从含油地层中的重油出砂冷采后(CHOPS后)的井中刺激额外油采收的方法。所述方法包含以下步骤：通过井孔将聚烷氧基化醇的水溶液注入CHOPS后含油地层中，从而将聚烷氧基化醇的水溶液引入CHOPS后含油地层内的至少一个蚓孔中，并从CHOPS后含油地层中采收石油。

CHOPS石油开采导致未固结砂基质中形成蚓孔。这些相对开放、高度多孔的通道或管道，也就是砂被移动的地方，除了周围被扰动的砂晕之外，在(一次)CHOPS开采中对促进石油、水、气和砂的流动是有益的。这些蚓孔可以长达10厘米，可以延伸数百米进入地层。然而，这些蚓孔通常对随后的二次或三次采收技术是有害的，因为它们绕过了油藏的大部分区域并导致早期见水，从而严重地降低了预期的水驱序列以改善扫掠并促进与地层的更新鲜区域的接触。在本发明的方法中，这些相同的蚓孔可以提供深入地层的高渗透性通道，用于引入聚烷氧基化醇。

优选的聚烷氧基化伯醇由下式表示：

RO-(CH₂CH(CH₃)O)_m(C₂H₄O)_n H I

或

RO-(C₂H₄O)_nCH₂CH(CH₃)O)_m H II

其中R为具有等于或大于4个碳且优选等于或小于36个碳的直链、支链、环状烷基、苯基或烷基苯基，优选正丁基、正戊基、2-甲基-1-戊基、正己基、正庚基、正辛基、2-乙基己基、2-丙基庚基、苯基、环己基或壬基酚，

m为0至12，优选为5或12，更优选为8至12，

且

n为7至20，优选10或15。

聚烷氧基化醇在本发明的水溶液中以等于或大于0.01重量％、优选等于或大于0.1重量％、优选等于或大于0.5重量％、优选等于或大于1重量％的量存在，重量百分比以水溶液的重量计。

聚烷氧基化醇在本发明的水溶液中以等于或小于25重量％、优选等于或小于15重量％、优选等于或小于10重量％、优选等于或小于5重量％的量存在，重量百分比以水溶液的重量计。

在本发明方法的一个实施例中，将聚烷氧基化醇与产出水(或合适的载体)一起单独注入或与碱组合注入，以使调配物呈碱性(优选pH等于或大于10.0)。

在本发明方法的一个实施例中，聚烷氧基化醇本质上是非离子的，但可以与离子化学物质如离子型表面活性剂组合使用，以增加与载体或地层流体的相容性。

本发明是一种从含油地层中的CHOPS后井中刺激额外油采收的方法，其中所述井具有一个或多个注入井、一个或多个采出井和一个或多个的一个蚓孔中，所述方法包含向含油地层提供一种或多种聚氧化醇的水溶液的步骤。

在一个实施例中，本发明的方法是流通系统，其包含以下步骤：(a)将聚氧化醇水溶液(使用产出水或任何合适的水)注入一个或多个井筒中，从而将聚烷氧基化醇水溶液引入到含油地层中CHOPS后井的一个或多个的一个蚓孔中，以及(b)然后从一个或多个采出井中采收释出的油。

在一个实施例中，本发明的方法包含注入聚烷氧基化醇的水溶液，并通过利用在下文中称为水添加剂蒸汽吞吐(Water-Additive Huff and Puff，WAHP)的蒸汽吞吐技术采收油。WAHP方法包含以下步骤：(a)将聚烷氧基化醇的水溶液注入到一个或多个注入井中，从而将聚烷氧基化醇的水溶液引入一个或多个的一个蚓孔中，(b)用任何合适的气体给地层加压，如二氧化碳(CO₂)、氮气(N₂)、甲烷(CH₃)、烟道气等或烃类，如甲烷与乙烷、丙烷或丁烷、压缩天然气、烟道气等中的任一种的混合物，(c)将聚烷氧基化醇溶液推入地层深处，(d)用聚烷氧基化醇溶液浸泡地层，(e)减少地层压力，以及(f)从一个或多个采出井处采收释出的油。

本发明方法的环境温度作业消除了对热的需要。另一个优点是产出的水很便宜，而且在任何油田都有足够的数量。

实例

在80℃下进行涉及混合三份水和一份重油的摇动试验。通过以0.25重量％至5.0重量％的不同浓度在DI水中添加NaCl来制备水。实验在接近中性pH和≥10.0(使用Na₂CO₃调节pH)下以及使用油田水进行。使用的油是从油田获得的死油，并且在室温下具有大于40,000cP的粘度。

测试以下添加剂并与基线(不含添加剂)进行比较：

“添加剂-1”是式I的聚烷氧基化醇，其中R是2乙基己氧基，m是5，且n是14；

“添加剂-2”是式1的壬基酚聚乙二醇醚，其中R是壬基酚，m是0，且n是13；

“添加剂-3”是式I的聚烷氧基化醇，其中R是2乙氧基，m是8，且n是12；

“添加剂-4”是式的聚烷氧基化醇，R是2乙基己氧基，m是5，且n是6；

“添加剂-5”是烷基聚葡萄糖苷；

且

“添加剂-6”是式1的聚烷氧基化仲醇，其中R是支链C₁₂烷基，m是0，且n是10。

为了测试，依序将3份合成水和1份重油转移到25ml玻璃小瓶中。对于添加剂处理，将添加剂预先加入水中，使最终浓度为1000ppm。然后将小瓶在80℃的烘箱中加热过夜，并在80℃下以80rpm摇动2小时，并将其转移回烘箱内并在80℃下放置过夜。比较实例A不含添加剂，实例1使用添加剂-1，实例2使用添加剂-2，实例3使用添加剂-3，而比较实例B使用添加剂-6。过夜沉降后样品的照片显示在图1中。

使用Amott池进行水渗吸实验(图2)。制备水湿重油饱和未固结砂芯。芯的孔隙率为34％至37％，含水饱和度为8％至12％，含油饱和度为90％至86％。在CHOPS后井的文献中报道了类似范围的孔隙率和饱和度。用200筛目网筛筐制备芯。使用制备的芯在室温下在标准Amott池中进行水渗吸实验。芯位于Amott池的底部。在单独的池中缓慢加入基线(没有添加剂)和1000ppm浓度的每种添加剂并填充到顶部。水渗吸在芯和释出的油中，其被收集在Amott池的顶部竖直圆柱形刻度部分中。比较实例A不含添加剂，实施例1使用添加剂-1，比较实例B使用添加剂-6，比较实例C使用添加剂-4，而比较实例D使用添加剂-5。比较实例A至D和实例1的释油率列于表1中，值以百分数为单位。

表1

天	比较实例A	实例1	比较实例B	比较实例C	比较实例D
						1	4.6	20.2	10.7	5.9	2.5
2	9.5	33.3	16.6	11.5	7.1
						3		38.4
4		40.2
						5	14.3		20.2	18.2	10.5
6	17.7		24.3	20.3	17.4
						7	16.5	43.9	25.4	18.7	17.9

Claims

1.一种从含油地层中的CHOPS后井中刺激额外油采收的方法，其包含向所述含油地层提供水溶液的步骤，所述水溶液包含一种或多种具有下列结构的聚氧化伯醇：

RO-(CH₂CH(CH₃)O)_m(C₂H₄O)_n H I

或

RO-(C₂H₄O)_n(CH₂CH(CH₃)O)_m H II

其中R为具有等于或大于4个碳的直链、支链、环状烷基、苯基或烷基苯基，

m为0至12，

且

n为7至20，

其中所述CHOPS后井具有一个或多个注入井、一个或多个采出井以及一个或多个的一个蚓孔。

2.根据权利要求1所述的方法，其包含以下步骤：

(a)将所述聚烷氧基化醇的水溶液注入一个或多个注入井中，从而将所述聚烷氧基化醇的水溶液引入一个或多个的一个蚓孔中

以及

(b)从一个或多个采出井处采收释出的油。

3.根据权利要求2所述的方法，其在步骤(a)与步骤(b)之间进一步包含以下步骤：

(c)用气体给所述地层加压，

(d)将所述聚烷氧基化醇溶液推入所述地层深处，

(e)用聚烷氧基化醇溶液浸泡所述地层，

以及

(f)降低所述地层压力。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述水溶液包含0.1重量％至10重量％的聚氧化醇。

5.根据权利要求1所述的方法，其中R是正丁基、正戊基、2-甲基-1-戊基、正己基、正庚基、正辛基、2-乙基己基、2-丙基庚基、苯基、环己基或壬基酚。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述水溶液进一步包含碱以使所述溶液的pH等于或大于10。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述水溶液进一步包含离子型表面活性剂。