一种就地生成中相微乳洗油体系注入量的计算方法与流程

专利2022-05-09  102


本发明涉及中相微乳领域。更具体地说,本发明涉及一种就地生成中相微乳洗油体系注入量的计算方法。



背景技术:

目前,低渗透油田主要以水驱开发为主,采收率较低。随着国家对石油能源的需求增加,对低渗透油田的产量要求也逐渐增大。随着石油开发力度不断加大,稠油的开发以及油藏的三次开采越来越重要,尤其对于低渗油藏常采用注水开发进行开采时,由于低渗透油藏因孔喉狭小,储层非均质性严重、注入压力高等特点,聚合物大分子很难进入到低渗透油藏储层中。

在注水开发过程中,注入水驱油压差高,部分注水井组表现出对应油井增液不增油,注水开发效果差。需要通过降低油水界面张力和降低储层含油饱和度降低驱替压差。针对这种情况,多数油藏采用低渗透油藏微乳液驱油技术以便合理、高效的开发低渗透油田。

对于不同情况采用不同表面活性剂和助表面活性剂的组合。国家发明专利《可用于低渗透油藏的调驱用微乳液体系及制备方法》中给出了解决现有技术中存在的反相微乳液聚合用常规乳化剂用量大、反相微乳液稳定性差且现有技术中聚合物微球前期膨胀较为迅速,后期膨胀缓慢或水化严重,在孔道中封堵强度低的问题,提供一种新的可用于低渗透油藏的调驱用微乳液体系,该体系具有好的界面活性和堵水调剖效果,兼具驱油和调堵双重功效,能够满足低渗透油藏三次采油中作堵水、深部调剖和驱替等提高原油采收率现场作业要求,经济性良好。提出了相应试剂的配比,提供了低渗透油藏的调驱用微乳液体系的制备方法。发明专利《一种凝胶泡沫与原位微乳液组合应用油井增产的方法》中,首先向油井内注入一定体积的氮气,形成前置氮气段塞,再按氮气与凝胶泡沫剂水溶液的体积比为1:1~3:1,将一定体积的氮气与凝胶泡沫剂水溶液的混合体系注入该油井中,形成凝胶氮气泡沫段塞,再按氮气与聚合物泡沫剂水溶液的体积比为1:1~3:1,将一定体积的氮气与聚合物泡沫剂水溶液的混合体系注入该油井中,形成聚合物氮气泡沫段塞,然后向该油井中注入一定体积的原位微乳剂水溶液,形成原位微乳液段塞,最后按氮气与凝胶泡沫剂水溶液的体积比为1:1~3:1,将一定体积的氮气与凝胶泡沫剂水溶液的混合体系注入该油井中,形成凝胶氮气泡沫段塞。该方法比较详尽的介绍了相关步骤,可还是没有系统详细阐述微乳液的制备及注入过程相关参数。期刊文章《石油地质与工程》中《红河油田特低渗油藏微乳降压增注效果评价》一文,通过比较不同浓度的微乳液确定最具有使用价值的微乳液组合,同时说明微乳液可以通过降低油水界面张力、增溶原油降低含油饱和度,达到降低水驱压力,提高驱油效果的目的。但没有给出生产运用中注入油藏的方法;期刊文章《低渗透油藏微乳液配方的优选及性能研究》中通过室内实验筛选出表面活性剂为质量分数1.0%的石油磺酸盐,能降低水溶液的界面张力至29.8mn/m,乳化性能达到95%,是具有形成微乳液最优条件;使用方程系数法,根据朝阳沟油田实际情况,计算得出最优的配方质量分数为:1%石油磺酸盐、1%正丁醇、1.38%正己醇,模拟地层水和朝阳沟脱水脱气原油的体积比为4:1配制微乳液。期刊文章《基于油田现状的表面活性剂微乳液驱探究》中研究了阴-非离子型gemini表面活性剂与烷基苯磺酸盐复配体系界面性能和乳化性能,并进行了微乳含量测定,确定最佳复配比为4:1,在此基础上根据形成微乳含量确定最佳助剂为正丁醇,进而根据界面张力优选出最佳微乳液配方:0.4%ang7-ⅳ-7与烷基苯磺酸盐4:1复配体系溶液/2%正丁醇溶液/原油。最后在低渗透油田岩心中进行不同类型微乳液驱油效果分析实验,该体系采收率达到47.3%,提高幅度最大,效果最好。以上均是描述在实验室中确定最佳表面活性剂、助表面活性剂的种类及比例,对于在生产中微乳液的生产注入工艺极少讨论。



技术实现要素:

本发明的一个目的是解决至少上述问题,并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种,因此,亟需建立一种就地生成中相微乳注入工艺设计,根据利用模拟油,开展不同表面活性剂浓度、不同醇浓度对微乳中相边界的影响实验,建立微乳液注入油藏的最佳模型,设计注入参数,指导现场实施。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点,提供了一种就地生成中相微乳洗油体系注入量的计算方法,包括以下步骤:

利用临界微乳曲线拟合函数确定最佳中相微乳配比,再根据最佳中相微乳配比配置中相微乳洗油体系;

计算就地中相微乳注入半径;

根据注入半径计算中相微乳洗油体系注入量。

优选的是,所述临界微乳曲线拟合函数获得的具体步骤为:利用模拟油,开展不同表面活性剂浓度、不同醇浓度对微乳中相边界的影响实验,制成以表面活性剂浓度为横坐标、助表面活性剂为纵坐标的临界微乳曲线拟合函数。

优选的是,所述临界微乳曲线拟合函数分别为:

y1=-0.0094x2 0.1688x 2.6102,r2=0.9856;

y2=0.0115x2-0.0787x 1.562,r2=0.9908;

其中,x为表面活性剂的浓度,y为醇的浓度,r为相关系数。

优选的是,就地中相微乳注入半径在实际生产中为伤害半径,假设伤害半径为rs,bo为地层原油体积系数,ra为井眼半径,g为裸眼井临界流量m与射孔井临界产量h的比值。

优选的是,中相微乳洗油体系注入量需满足t=q1 q2,t为目标储层需要中相微乳量,q1为最有经济效益且最高浓度表面活性剂浓度中相微乳段塞加量,q2为后续添加醇注水量;

q1和q2还需满足:

iq1=(q1 q2)×1%

aq1 q2×x=(q1 q2)×j

i为最有经济效益且最高浓度的表面活性剂浓度,a为最有经济效益且最高浓度的助表面活性剂(醇)浓度,j为最有经济效益且最低浓度的助表面活性剂(醇)浓度。

本发明至少包括以下有益效果:

本发明适用于大多数需要注入微乳液开发的油藏,根据不同油藏优选微乳液成分,利用此方法确立试剂最佳注入浓度,方便就地生成及注入中相微乳洗油体系;

本发明利用模拟油,开展不同表面活性剂浓度、不同醇浓度对微乳中相边界的影响实验,建立微乳液注入油藏的最佳模型,设计注入参数,指导现场实施。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现,部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明实施例的注水稀释线与中相微乳相交示意图;

图2为本发明实施例的注水半径与注水速度的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是,下述实施方案中所述实验方法,如无特殊说明,均为常规方法,所述试剂和材料,如无特殊说明,均可从商业途径获得。

本发明提供一种就地生成中相微乳洗油体系注入量的计算方法,包括以下步骤:

利用临界微乳曲线拟合函数确定最佳中相微乳配比,再根据最佳中相微乳配比配置中相微乳洗油体系;

所述临界微乳曲线拟合函数获得的具体步骤为:利用模拟油,开展不同表面活性剂浓度、不同醇浓度对微乳中相边界的影响实验,制成以表面活性剂浓度为横坐标、助表面活性剂为纵坐标临界微乳曲线拟合函数;

所述临界微乳曲线拟合函数分别为:

y1=-0.0094x2 0.1688x 2.6102,r2=0.9856;

y2=0.0115x2-0.0787x 1.562,r2=0.9908;

其中,x为表面活性剂的浓度,y为醇的浓度,r为相关系数。

计算就地中相微乳注入半径,就地中相微乳注入半径在实际生产中为伤害半径,假设伤害半径为rs,bo为地层原油体积系数,ra为井眼半径,g为裸眼井临界流量m与射孔井临界产量h的比值;

h为射孔井临界产量,v为临界渗流速度,l为油层厚度,为岩心孔隙度,m为裸眼井临界流量;

实验室中测得临界流量q下,临界速度v等于q除以介质的孔隙面积:即v为临界速度,q为实验室测得临界流量,s为岩心横截面积,为岩心孔隙度,r为岩心半径;

实际生产中井眼内,混合相为径向流,其临界渗流速度w为射孔段井眼井壁处的临界流量,ra为井眼半径,l为油层厚度,为岩心孔隙度;

综上,井壁处临界流量qw与实验室临界流量q的关系为

设g为裸眼井临界流量m与射孔井临界产量h的比值:

m为裸眼井临界流量,h为射孔井临界产量,t为射孔密度与射孔半径的积。

根据注入半径计算中相微乳洗油体系注入量,中相微乳洗油体系注入量需满足t=q1 q2,t为目标储层需要中相微乳量,q1为最有经济效益且最高浓度表面活性剂浓度中相微乳段塞加量,q2为后续添加醇注水量;

q1和q2还需满足:

iq1=(q1 q2)×1%

aq1 q2×x=(q1 q2)×j

i为最有经济效益且最高浓度的表面活性剂浓度,a为最有经济效益且最高浓度的助表面活性剂(醇)浓度,j为最有经济效益且最低浓度的助表面活性剂(醇)浓度。

本发明提供一种就地生成中相微乳洗油体系注入量的计算方法的实施例。

1、利用模拟油,模拟地层压力,温度条件,开展不同表面活性剂浓度、不同醇浓度对微乳中相边界的影响实验;确定表面活性剂及助表面活性剂,构建建立产生微乳液浓度模型,如图1所示。

就地生成中相微乳注入表面活性剂(s)和醇(a)的最大浓度,为其随注入水稀释后仍能保持中相微乳的最长距离,即,注入水稀释线与中相微乳相图的两个交点a点和b点的间距最大。

计算:y1=-0.0094x2 0.1688x 2.6102

y1’=-0.0188x 0.1688

令y1’=0

x=8.9787,上曲线单调增顶点p(8.9787,3.368)

y2=0.0115x2-0.0787x 1.562

y2’=0.023x-0.0787

令y2’=0

x=3.4217,下曲线单调减顶点q(3.4217,1.4274)

y=x b,与上曲线交于p,b1=-5.6107;与下曲线交于q,b2=-1.9943

y5=x-1.9943,与上曲线交点o(5.2302,3.2359)

截距={(y1-y2)2 (x1-x2)2}0.5={2×(x1-x2)2}0.5

最大截距存在于y4=x-5.6107与y5=x-1.9943之间。

试算法:将y5=x-1.9943每次向右移0.01个单位,当直线与上曲线交于(7.01163,3.33163)与下曲线交于(5.14136,1.46136)时,截距最大,b=-3.68(7.01163,3.33163)为最佳浓度。

即表面活性剂浓度为7.01%,助表活剂(醇)浓度为3.33%。

2、计算就地中相微乳注入半径

就地生成中相微乳注入的半径需要大于油层临界注入速度下的半径。

实验室中测得临界流量q下,临界速度v等于q除以介质的孔隙面积:即v为临界速度,q为实验室测得临界流量,s为岩心横截面积,为岩心孔隙度,r为岩心半径;

实际生产中井眼内,混合相为径向流,其临界渗流速度w为射孔段井眼井壁处的临界流量,ra为井眼半径,l为油层厚度,为岩心孔隙度;

综上,井壁处临界流量qw与实验室临界流量q的关系为

设g为裸眼井临界流量m与射孔井临界产量h的比值:

m为裸眼井临界流量,h为射孔井临界产量,t为射孔密度与射孔半径的积;

就地中相微乳注入半径在实际生产中为伤害半径,假设伤害半径为rs,bo为地层原油体积系数,ra为井眼半径,g为裸眼井临界流量m与射孔井临界产量h的比值;

h为射孔井临界产量,v为临界渗流速度,l为油层厚度,为岩心孔隙度,m为裸眼井临界流量。

以临界注入流量实验值为0.54ml/min,注入速度计算为7.92m/d。在实际油层17.8m,注水量540m3/d的条件下,计算注水速度与注水半径的关系,

注水速度=注入流量/油藏厚度/2/3.14/注水半径/孔隙度,如图2所示,从图2可知,在实际注水量下,注入半径3.0m时,对应的注水速度为8.05m/d(>7.92m/d)小于3.0m的注水区域均是超过临界注水速度的区域,此区域为低渗油藏注水过程中降压增注的关键区域。因此,设计中相微乳处理半径为3.0m。

3、就地生成中相微乳注入量计算

就地生成中相微乳注入量需要在转注之后,中相微乳液的前端能够到达储层半径rum处,目标储层中相微乳量需要达到tm3。为使稀释线到达最有经济效益且最低点后仍保持中相微乳,在最有经济效益且最高浓度表面活性剂浓度注入后,注入水中需要补充醇,才能使微乳液一直处于中相。设最有经济效益且最高浓度表面活性剂浓度中相微乳段塞加量为q1,后续添加醇注水量为q2,醇的加入质量浓度为x,建立方程组如下:

q1 q2=t

iq1=(q1 q2)×1%

aq1 q2×x=(q1 q2)×j

t为目标储层需要中相微乳量

i为最有经济效益且最高浓度的表面活性剂浓度

a为最有经济效益且最高浓度的助表面活性剂(醇)浓度

j为最有经济效益且最低浓度的助表面活性剂(醇)浓度。

就地生成中相微乳注入量需要在转注之后,中相微乳液的前端能够到达储层半径3.0m处,目标储层中相微乳量需要达到100.61m3。为使稀释线到达b点后仍保持中相微乳,在7.01%表面活性剂浓度注入后,注入水中需要补充醇,才能使微乳液一直处于中相。设7.01%表面活性剂浓度中相微乳段塞加量为q1,后续添加醇注水量为q2,醇的加入质量浓度为x,建立方程组如下:

q1 q2=100.61

7.01%q1=(q1 q2)×1%

3.33%q1 q2×x=(q1 q2)×1.5%

计算得到中相微乳处理液量q1为14.35m3,中相微乳处理后,持续注入含有醇浓度1.2%的水溶液86.25m3,然后转正常注水,此时3.0m半径的储层均由中相微乳处理,达到了98%以上的驱油效率。

尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。


技术特征:

1.一种就地生成中相微乳洗油体系注入量的计算方法,其特征在于,包括以下步骤:

利用临界微乳曲线拟合函数确定最佳中相微乳配比,再根据最佳中相微乳配比配置中相微乳洗油体系;

计算就地中相微乳注入半径;

根据注入半径计算中相微乳洗油体系注入量。

2.如权利要求1所述就地生成中相微乳洗油体系注入量的计算方法,其特征在于,所述临界微乳曲线拟合函数获得的具体步骤为:利用模拟油,开展不同表面活性剂浓度、不同醇浓度对微乳中相边界的影响实验,制成以表面活性剂浓度为横坐标、助表面活性剂为纵坐标的临界微乳曲线拟合函数。

3.如权利要求2所述就地生成中相微乳洗油体系注入量的计算方法,其特征在于,所述临界微乳曲线拟合函数分别为:

y1=-0.0094x2 0.1688x 2.6102,r2=0.9856;

y2=0.0115x2-0.0787x 1.562,r2=0.9908;

其中,x为表面活性剂的浓度,y为醇的浓度,r为相关系数。

4.如权利要求1所述就地生成中相微乳洗油体系注入量的计算方法,其特征在于,就地中相微乳注入半径在实际生产中为伤害半径,假设伤害半径为rs,bo为地层原油体积系数,ra为井眼半径,g为裸眼井临界流量m与射孔井临界产量h的比值。

5.如权利要求1所述就地生成中相微乳洗油体系注入量的计算方法,其特征在于,中相微乳洗油体系注入量需满足t=q1 q2,t为目标储层需要中相微乳量,q1为最有经济效益且最高浓度表面活性剂浓度中相微乳段塞加量,q2为后续添加醇注水量;

q1和q2还需满足:

iq1=(q1 q2)×1%

aq1 q2×x=(q1 q2)×j

i为最有经济效益且最高浓度的表面活性剂浓度,a为最有经济效益且最高浓度的助表面活性剂(醇)浓度,j为最有经济效益且最低浓度的助表面活性剂(醇)浓度。

技术总结
本发明公开了一种就地生成中相微乳洗油体系注入量的计算方法,包括以下步骤:利用临界微乳曲线拟合函数确定最佳中相微乳配比,再根据最佳中相微乳配比配置中相微乳洗油体系;计算就地中相微乳注入半径;根据注入半径计算中相微乳洗油体系注入量。本发明适用于大多数需要注入微乳液开发的油藏,根据不同油藏优选微乳液成分,利用此方法确立试剂最佳注入浓度,方便就地生成及注入中相微乳洗油体系,方便确定中相微乳洗油体系注入量。

技术研发人员:余旭庭;于晓聪;阚长宾
受保护的技术使用者:中国地质大学(武汉)
技术研发日:2021.04.12
技术公布日:2021.08.03

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