一种利用CO2响应表面活性剂控制CO2驱气窜的方法 |
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| 申请号 | CN201610369094.9 | 申请日 | 2016-05-27 | 公开(公告)号 | CN107435532A | 公开(公告)日 | 2017-12-05 |
| 申请人 | 中国石油化工股份有限公司; 中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司石油工程技术研究院; | 发明人 | 汪庐山; 刘巍; 靳彦欣; 王涛; 王昊; 田玉芹; 李福军; 徐鹏; 刘丛玮; 付琛; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种利用CO2响应 表面活性剂 控制CO2驱气窜的方法，步骤如下：首先，将CO2响应表面活性剂与 水 在常温常压下混合均匀，制得CO2响应表面活性剂溶液，其中，CO2响应表面活性剂的 质量 浓度为0.1～10%；然后，将CO2响应表面活性剂溶液注入油藏中；再恢复注入CO2 流体 ；所述CO2响应表面活性剂，选自脒基化合物，胍基化合物，脒基/胍基混合物。本发明首次将CO2响应表面活性剂应用于CO2驱油过程，可有效封堵气窜通道，延缓或控制CO2气窜。本发明的方法既可以用于低渗透、特低渗透油藏采用CO2驱油时的气窜封堵，也可应用去常规油藏采用CO2驱油时的气窜封堵。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种利用CO2响应表面活性剂控制CO2驱气窜的方法，其特征在于：步骤如下：首先，将CO2响应表面活性剂与水在常温常压下混合均匀，制得CO2响应表面活性剂溶液，其中，CO2响应表面活性剂的质量浓度为0.1～10％；然后，将CO2响应表面活性剂溶液注入油藏中；再恢复注入CO2流体； |
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| 说明书全文 | 一种利用CO2响应表面活性剂控制CO2驱气窜的方法技术领域[0001] 本发明涉及一种利用CO2响应表面活性剂控制CO2驱气窜的方法，属于石油化工领域三次采油化学助剂技术领域。 背景技术[0002] 近年来，注气提高采收率技术备受关注，其中注CO2是最重要的注气提高采收率方法之一。这项技术不仅能满足油田开发的需求，还可以解决二氧化碳的封存问题，保护大气环境。该技术不仅适用于常规油藏，还适用于低渗、特低渗透油藏，可以明显提高原油采收率。 [0003] 超临界二氧化碳(SC-CO2)具有粘度低、流动性好、溶解能力强等特点。但由于SC-CO2粘度低，在驱油时驱替前缘对粘性指进很敏感。一旦发生指进将会降低波及效率，同时会造成部分油井过早气窜，严重地影响CO2气驱的驱油效率。因此，控制CO2流体在天然裂缝、人工裂缝、高渗透层或条带的无效流动，提高注入CO2流体的波及效率和驱油效率，是提高CO2驱油效率的关键问题。 [0004] 现有技术中，为了防止注CO2过程中发生的CO2气窜问题，一般可采用气水交替方法、聚合物冻胶、无机沉淀、CO2泡沫等技术。其中，气水交替方法通过改善CO2的流度以控制气体的指进，达到延缓气窜的效果，但是，存在注入异常或注不进的现象。聚合物冻胶体系通过在地层中形成冻胶封堵大孔道，使得后续CO2绕流到含油饱和度高的未波及区域，但是该体系只使用水作为溶液。无机沉淀的方法是通过在地层中产生化学沉淀的方法来封堵大孔道，但是产生的沉淀一旦误堵了油层则可能无法解堵。CO2泡沫则存在泡沫在油藏高温高压高盐条件下无法稳定存在或消泡等情况，无法对气窜通道形成有效封堵等问题。 发明内容[0005] 针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种利用CO2响应表面活性剂控制CO2驱气窜的方法，该方法可延缓或控制CO2驱过程中产生的CO2气窜问题，有效改善CO2驱油过程中CO2流体的驱油效率，具有显著的社会经济效率和改善环境的作用。 [0006] 本发明是通过以下技术方案实现的： [0007] 一种利用CO2响应表面活性剂控制CO2驱气窜的方法，步骤如下：首先，将CO2响应表面活性剂与水在常温常压下混合均匀，制得CO2响应表面活性剂溶液，其中，CO2响应表面活性剂的质量浓度为0.1～10％(优选1.5％)；然后，将CO2响应表面活性剂溶液注入油藏中；再恢复注入CO2流体。 [0008] 所述CO2响应表面活性剂，选自脒基化合物，胍基化合物，脒基/胍基混合物。 [0009] 进一步地，所述脒基化合物为含长链烃基或其它基团的脒类化合物，如N/-十六烷基-N，N-二甲基乙脒；N/-十四烷基-N，N-二甲基乙脒；N/-十二烷基-N，N-二甲基乙脒；N、N-双/十二烷基乙基脒；N、N-二甲基-N-苯基乙脒；对羟基苯甲脒等；优选N -十六烷基-N，N-二甲基乙脒。 [0010] 进一步地，所述胍基化合物，选自十二烷基四甲基胍，十四烷基四甲基胍，十六烷基四甲基胍，十二烷基胍基双子表面活性剂等。优选十四烷基四甲基胍。 [0011] 进一步地，为了增强封堵效果，还可向CO2响应表面活性剂溶液中加入短链有机胺类物质。所述短链有机胺类物质选自甲基胺，乙基胺，乙二胺，异丙基胺等小分子胺类物质，优选乙二胺。所述短链有机胺类物质的用量为CO2响应表面活性剂溶液的0.5～5％(重量百分数)。 [0012] 所述“将CO2响应表面活性剂溶液注入油藏”的具体的施工工艺方法为：首先注入预冲洗段塞，降低CO2响应表面活性剂在地层表面的吸附，同时稀释施工前由于长期注入CO2流体后地层中溶解和滞留的CO2，该段塞可采用水；其次，注入CO2响应表面活性剂溶液段塞；最后，注入顶替段塞，该段塞可采用水。根据现场封窜的具体需求，该程序可多段塞组合循环使用。 [0013] 本发明的利用CO2响应表面活性剂控制CO2驱气窜的方法，CO2响应表面活性剂与CO2反应后形成的化学封堵物质的解堵方法为：当CO2响应表面活性剂与CO2在地层中反应形成封堵物后，为了解除封堵物，可注入空气、N2或O2段塞，封堵物在气体作用下重新恢复成表面活性剂，无法在原CO2气窜通道中形成有效堵塞，失去封堵效果，从而达到解堵的目的。 [0014] 本发明首次将CO2响应表面活性剂应用于CO2驱油过程，可有效封堵气窜通道，延缓或控制CO2气窜。所选用的表面活性剂可以与CO2发生化学反应，在地层的气窜孔道中产生封堵物，注入时表面活性剂段塞前后需使用隔离液进行保护。本发明中所使用的CO2响应表面活性剂与CO2反应形成化学封堵物质后，在通入N2、O2或空气等气体后，由于原形成的化学封堵物质重新分解出表面活性剂，无法在原CO2气窜通道中形成有效堵塞，因此，当发生误堵需要恢复油层的情况时，可对在油藏中形成的封堵物进行解堵。本发明的方法既可以用于低渗透、特低渗透油藏采用CO2驱油时的气窜封堵，也可应用去常规油藏采用CO2驱油时的气窜封堵。 具体实施方式[0015] 下面结合实施例对本发明作进一步的说明。 [0016] 下述实施例中所涉及的仪器、试剂、材料等，若无特别说明，均为现有技术中已有的常规仪器、试剂、材料等，可通过正规商业途径获得。下述实施例中所涉及的实验方法，检测方法等，若无特别说明，均为现有技术中已有的常规实验方法，检测方法等。 [0017] 下述实施例中所用原料的来源： [0019] 十四烷基四甲基胍：90％，上海茵吉化学技术有限公司。 [0020] 乙二胺：99.5％，上海九邦化工有限公司。 [0021] 实施例1 利用CO2响应表面活性剂控制CO2驱气窜的方法 [0022] 步骤如下：将脒基类CO2响应表面活性剂N/-十六烷基-N，N-二甲基乙脒与配制用水按质量百分比为1.5％的比例混合均匀形成溶液，按常规技术注入低渗透油藏中，然后恢复注入CO2即可。 [0023] 实施例2 利用CO2响应表面活性剂控制CO2驱气窜的方法 [0024] 步骤如下：将胍基类CO2响应表面活性剂十二烷基四甲基胍与配制用水按质量百分比为1.5％的比例混合均匀形成溶液，按常规技术注入低渗透油藏中，然后恢复注入CO2即可。 [0025] 实施例3 利用CO2响应表面活性剂控制CO2驱气窜的方法 [0026] 步骤如下：将N/-十六烷基-N，N-二甲基乙脒与十四烷基四甲基胍CO2响应表面活性剂先按照质量百分比为50:50复配，然后与配制用水按质量百分比为1.5％的比例混合均匀形成溶液，按常规技术注入低渗透油藏中，然后恢复注入CO2即可。 [0027] 实施例4 利用CO2响应表面活性剂控制CO2驱气窜的方法 [0028] 步骤如下：将CO2响应表面活性剂N/-十六烷基-N，N-二甲基乙脒与配制用水按质量百分比为1.5％的比例混合均匀形成溶液，然后按溶液重量的5％加入乙二胺；按常规技术注入低渗透油藏中，然后恢复注入CO2即可。 [0029] 具体应用实例： [0030] 试验条件： [0031] 模拟油藏温度：120℃； [0032] 模拟用水：油田现场注入水； [0033] 二氧化碳：纯度99.9％。 [0034] 在实验室内的模拟器中试验的过程如下： [0035] 1.未使用本发明 [0036] 在直径38mm、长度600mm的不锈钢金属填砂管中加入200～250目细砂、饱和水(即，注入模拟水直至岩心管重量不再发生变化)、饱和原油(即，注入模拟原油直至岩心管重量不再发生变化)，气测填砂岩心渗透率，连续注入超临界CO2，测定岩心管出口压差。 [0037] 2.使用本发明 [0038] (a)在试验用中间容器中分别加入不同浓度(1.0wt％、1.5wt％、2.0wt％)的CO2响应表面活性剂溶液(N/-十六烷基-N，N-二甲基乙脒溶液)； [0039] (b)在直径38mm、长度600mm的不锈钢金属填砂管中加入200～250目细砂，饱和水、饱和原油，气测填砂岩心渗透率,分别连续注入以上含有不同浓度CO2响应表面活性剂溶液，恢复注入CO2；测定使用CO2响应表面活性剂前后岩心管的出口压差。 [0040] 比较加入CO2响应表面活性剂前、后岩心管出口压差之比，试验结果如表1所示。 [0041] 表1 [0042] [0043] 由表1内容可知，加入本发明所使用的CO2响应表面活性剂溶液前后，岩心管出口的压差出现明显变化，当使用1.5wt％的CO2响应表面活性剂时，前后压差之比可达8.4。 [0044] (c)在(b)基础上，继续注入0.3PV的N2，测定岩心管的出口压差。试验结果如表2所示。 [0045] 表2 [0046] [0047] 由表2内容可知，加入本发明所使用的CO2响应表面活性剂溶液前后，岩心管出口的压差基本恢复到注CO2响应表面活性剂溶液之前的压差，说明注入N2后CO2响应表面活性剂溶液与CO2反应形成的化学封堵得到有效解除。 |
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