專利名稱：一種適用改善稠油熱采效果co的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及改善稠油熱采效果的方法，特別涉及到一種用CO2-N2泡沫復(fù)合增效劑改善稠油熱采效果的方法，適合稠油油藏采用蒸汽驅(qū)、蒸汽吞吐開發(fā)過程應(yīng)用，屬于石油開發(fā)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
稠油亦稱重質(zhì)原油或高粘原油(英文名稱為Heavy oil)，通常指d420＞0.92的原油。稠油中尤其是直鏈含蠟烴輕餾分含量少，而膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量高，且硫、氧、氮等元素化合物和鎳、釩等金屬含量也較高，因而稠油比重大、粘度高、凝點較低，一般在較寬的溫度范圍內(nèi)呈牛頓流體特性。它不僅在常溫下粘度高，即使在較高的溫度下，仍具有很高的粘度，給稠油的開采、輸送帶來一系列問題。
對于稠油的開采，目前以蒸汽吞吐和蒸汽驅(qū)為代表的熱力學方法占主導(dǎo)地位，是現(xiàn)階段國內(nèi)外稠油開采普遍使用的方法。根據(jù)國內(nèi)近二十年熱采實踐，暴露出的若干亟待解決的問題，如；蒸汽驅(qū)過程中蒸汽的波及系數(shù)提高、油藏及油層物性的變化、吞吐過程中冷凝水的回采，以及低溫下稠油的舉升、集輸?shù)?，困擾稠油的正常生產(chǎn)。
近年以來，為了克服稠油通過注蒸汽熱采過程中暴露的問題，先后采用過煙道氣-蒸汽復(fù)合驅(qū)，注蒸汽前加入表面活性劑前置段塞，氮氣-表面活性劑泡沫驅(qū)，利用脲高溫下熱分解生成二氧化碳、氨，配合表面活性劑形成的蒸汽-泡沫-弱堿復(fù)合驅(qū)等，某種程度上強化了稠油注蒸汽熱采效果，提高了稠油采出程度。但是，以上技術(shù)中存在某些不足，如煙道氣-蒸汽復(fù)合驅(qū)中煙道氣對管柱的腐蝕、蒸汽-表面活性劑驅(qū)過程中發(fā)泡能力較差、氮氣-表面活性劑泡沫驅(qū)實施過程中氮氣發(fā)生器投資較高、以及脲-表面活性劑泡沫驅(qū)中二氧化碳、氨與水的平衡，當溫度降低時，二氧化碳、氨反應(yīng)生成碳酸銨等限制其應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是一種適用于改善稠油熱采效果CO2-N2泡沫復(fù)合增效劑的制備方法。本發(fā)明所采用的表面活性劑為熱穩(wěn)定性較好的α-烯烴磺酸鹽、重烷基苯磺酸鹽型、石油磺酸鹽型、磺烴基化的非離子型、烴基化的烷基酚醛樹脂類表面活性劑；所采用的脲、碳酸銨及碳酸氫銨能夠在高溫下熱分解生成二氧化碳、氨，其中氨能夠與本發(fā)明所采用的亞硝酸鹽反應(yīng)轉(zhuǎn)化為氮氣，調(diào)節(jié)氨與亞硝酸鹽的摩爾比，可以調(diào)節(jié)體系中二氧化碳與氮氣的比例，從而協(xié)調(diào)二氧化碳溶解于稠油所引起的降粘作用和氮氣與表面活性泡沫劑復(fù)合所產(chǎn)生的封堵效應(yīng)；同時反應(yīng)生成的碳酸鈉作為弱堿，能夠與稠油中的酸性物質(zhì)反應(yīng)一定量的界面活性成分，強化注入蒸汽的熱采效果。本發(fā)明所涉及(氮氣+二氧化碳)—表面活性劑—堿復(fù)合體系特別適合稠油油藏采用蒸汽驅(qū)、蒸汽吞吐開發(fā)過程應(yīng)用。
一種適用于改善稠油熱采效果CO2-N2泡沫復(fù)合增效劑的制備方法包括步驟1、取熱穩(wěn)定性較好的α-烯烴磺酸鹽、重烷基苯磺酸鹽型、石油磺酸鹽型、磺烴基化的非離子型、烴基化的烷基酚醛樹脂類表面活性劑與低分子醇、水配制成一定質(zhì)量分數(shù)的表面活性劑溶液，作為組分A待用。
步驟2、取含有或在應(yīng)用條件下能夠生產(chǎn)二氧化碳、氨的無機或有機化合物、亞硝酸鹽溶解于水制成一定質(zhì)量分數(shù)的水溶液，作為組分B待用。
步驟3、所述的熱穩(wěn)定性較好的表面活性劑溶液(組分A)，所加入表面活性劑的有效成分的質(zhì)量分數(shù)為注入蒸汽質(zhì)量的0.05～1.5％；所述含有或在應(yīng)用條件下能夠生產(chǎn)二氧化碳、氨的無機或有機化合物與亞硝酸鹽的水溶液(組分B)，所加入有效成分的質(zhì)量分數(shù)為注入蒸汽質(zhì)量的0.1～5.0％；前述的適用于改善稠油熱采效果CO2-N2泡沫復(fù)合增效劑的制備方法，所述表面活性劑為α-烯烴磺酸鹽、重烷基苯磺酸鹽型、石油磺酸鹽型、磺烴基化的非離子型、烴基化的烷基酚醛樹脂等，推薦使用α-烯烴磺酸鹽、重烷基苯磺酸鹽型；前述的適用于改善稠油熱采效果CO2-N2泡沫復(fù)合增效劑的制備方法，所述含有或在應(yīng)用條件下能夠生產(chǎn)二氧化碳、氨的無機或有機化合物可以是脲、碳酸銨及碳酸氫銨，推薦使用脲；前述的適用于改善稠油熱采效果CO2-N2泡沫復(fù)合增效劑的制備方法，所述亞硝酸鹽可以是亞硝酸鈉、亞硝酸鉀和亞硝酸銨，推薦使用亞硝酸鈉；前述的適用于改善稠油熱采效果CO2-N2泡沫復(fù)合增效劑的制備方法，所述的脲、碳酸銨及碳酸氫銨能夠在高溫下熱分解生成二氧化碳、氨，其中氨能夠與本發(fā)明所采用的亞硝酸鹽反應(yīng)轉(zhuǎn)化為氮氣，調(diào)節(jié)氨與亞硝酸鹽的摩爾比，可以調(diào)節(jié)體系中二氧化碳與氮氣的比例；前述的適用于改善稠油熱采效果CO2-N2泡沫復(fù)合增效劑的制備方法，所述的脲、碳酸銨及碳酸氫銨能夠在高溫下熱分解生成二氧化碳、氨，其中二氧化碳可以與亞硝酸鈉反應(yīng)生成的碳酸鈉，其能夠與稠油中的酸性物質(zhì)反應(yīng)一定量的界面活性成分，強化注入蒸汽的熱采效果；本發(fā)明比現(xiàn)有技術(shù)有著明顯的優(yōu)勢和有益效果。
本發(fā)明借鑒現(xiàn)有強化技術(shù)的合理部分，根據(jù)基礎(chǔ)的化學反應(yīng)，界面化學基本原理，利用無機或有機化合物在稠油油藏采用蒸汽驅(qū)、蒸汽吞吐開發(fā)過程條件下生產(chǎn)二氧化碳、氨的與亞硝酸鹽(如亞硝酸鈉)反應(yīng)生成氮氣、二氧化碳和堿，在熱穩(wěn)定性較好的表面活性劑存在下，形成(氮氣+二氧化碳)—表面活性劑—堿泡沫復(fù)合體系，有效降低稠油粘度、克服蒸汽驅(qū)、蒸汽吞吐開發(fā)過程中由于蒸汽重力上浮、蒸汽水動力指進和蒸汽在高滲透層的快速流動引起的問題，強化注入蒸汽的波及范圍。同時加入的表面活性劑及碳酸鈉與稠油中的酸性物質(zhì)反應(yīng)生產(chǎn)的界面活性成分，有助于降低稠油/水界面張力，強化稠油的化學降粘作用。
具體實施例方式
本發(fā)明適用于改善稠油熱采效果CO2-N2泡沫復(fù)合增效劑的制備方法，適合稠油油藏采用蒸汽驅(qū)、蒸汽吞吐開發(fā)過程應(yīng)用的(氮氣+二氧化碳)—表面活性劑—堿復(fù)合體系由三部分組成，包括熱穩(wěn)定性較好的表面活性劑，含有或在應(yīng)用條件下能夠生產(chǎn)二氧化碳、氨的無機或有機化合物，亞硝酸鹽，其中所采用的無機或有機化合物能夠在稠油油藏采用蒸汽驅(qū)、蒸汽吞吐開發(fā)過程條件下生產(chǎn)二氧化碳、氨，并與亞硝酸鹽(如亞硝酸鈉)反應(yīng)生成氮氣、二氧化碳和堿。
一種適用改善稠油熱采效果CO2-N2泡沫復(fù)合增效劑的制備方法，其特征在于步驟1、取熱穩(wěn)定性較好的α-烯烴磺酸鹽、重烷基苯磺酸鹽型、石油磺酸鹽型、磺烴基化的非離子型、烴基化的烷基酚醛樹脂類表面活性劑；步驟2、取含有或在應(yīng)用條件下能夠生成氨和CO2的有機或無機化合物、亞硝酸鹽溶解于水制成一定質(zhì)量分數(shù)的水溶液，以及能夠與氨反應(yīng)生產(chǎn)氮氣的化合物；步驟3、將步驟1所述的表面活性劑與步驟2所述的能夠與氨反應(yīng)生產(chǎn)氮氣的化合物按所需配比結(jié)合，構(gòu)成(氮氣—二氧化碳)—表面活性劑—堿的復(fù)合體系。
其中步驟1所述的表面活性劑采用α-烯烴磺酸鹽、重烷基苯磺酸鹽、石油磺酸鹽、磺烴基化的非離子型、烴基化的烷基酚醛樹脂，其使用的質(zhì)量分數(shù)為為注入蒸汽質(zhì)量的0.05～1.5％。
其中步驟2所述的能夠生成氨和CO2的有機或無機化合物為尿素、碳酸氨和碳酸氫氨，其使用的質(zhì)量分數(shù)為為注入蒸汽質(zhì)量的0.1～5.0％。能夠與氨反應(yīng)生產(chǎn)氮氣的化合物為亞硝酸鹽，推薦使用亞硝酸鈉，其使用的質(zhì)量分數(shù)為為注入蒸汽質(zhì)量的0.05～3.5％。
其中步驟3所述復(fù)合體系反應(yīng)后能夠生產(chǎn)堿性物質(zhì)，復(fù)合體系能夠根據(jù)油藏特征、采出程度調(diào)節(jié)CO2-N2的比例。
本發(fā)明所述制備方法的適合稠油油藏采用蒸汽驅(qū)、蒸汽吞吐開發(fā)過程應(yīng)用的(氮氣+二氧化碳)—表面活性劑—堿復(fù)合體系實際使用時，可以采用前置段塞方式在蒸汽段塞之前注入，也可以采用比例泵伴隨蒸汽一起注入。
本發(fā)明所采用的熱穩(wěn)定性較好的表面活性劑作為適合稠油油藏采用蒸汽驅(qū)、蒸汽吞吐開發(fā)過程應(yīng)用的(氮氣+二氧化碳)—表面活性劑—堿復(fù)合體系中的發(fā)泡劑、降粘劑，通常質(zhì)量分數(shù)為注入蒸汽質(zhì)量的0.05～1.5％范圍內(nèi)有效，當其質(zhì)量分數(shù)為注入蒸汽質(zhì)量的0.1～0.5％范圍時效果較好，而當其質(zhì)量分數(shù)為注入蒸汽質(zhì)量的0.2～0.3％時效果最佳。同時，對于酸值較高的稠油，考慮到體系中反應(yīng)生成的界面活性物質(zhì)可以作為表面活性劑使用，可以適當降低表面活性劑的使用質(zhì)量分數(shù)。
本發(fā)明所述制備方法的適合稠油油藏采用蒸汽驅(qū)、蒸汽吞吐開發(fā)過程應(yīng)用的(氮氣+二氧化碳)—表面活性劑—堿復(fù)合體系中的含有或在應(yīng)用條件下能夠生產(chǎn)二氧化碳、氨的無機或有機化合物為脲、碳酸銨及碳酸氫銨，通常質(zhì)量分數(shù)為注入蒸汽質(zhì)量的0.1～5.0％范圍內(nèi)有效，當其質(zhì)量分數(shù)為注入蒸汽質(zhì)量的0.5～3.5％范圍時效果較好，而當其質(zhì)量分數(shù)為注入蒸汽質(zhì)量的1.0～3.0％時效果最佳。
本發(fā)明所述制備方法的適合稠油油藏采用蒸汽驅(qū)、蒸汽吞吐開發(fā)過程應(yīng)用的(氮氣+二氧化碳)—表面活性劑—堿復(fù)合體系中的亞硝酸鹽，通常質(zhì)量分數(shù)為注入蒸汽質(zhì)量的0.05～3.5％范圍內(nèi)有效，當其質(zhì)量分數(shù)為注入蒸汽質(zhì)量的0.1～3.0％范圍時效果較好，而當其質(zhì)量分數(shù)為注入蒸汽質(zhì)量的0.5～1.5％時效果最佳。
本發(fā)明所述制備方法的適合稠油油藏采用蒸汽驅(qū)、蒸汽吞吐開發(fā)過程應(yīng)用的(氮氣+二氧化碳)—表面活性劑—堿復(fù)合體系中的含有或在應(yīng)用條件下能夠生產(chǎn)二氧化碳、氨的無機或有機化合物為脲、碳酸銨及碳酸氫銨，亞硝酸鹽之間的摩爾比可以根據(jù)具體稠油油藏的地質(zhì)特征、開發(fā)歷史和現(xiàn)狀加以調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)體系中二氧化碳與氮氣的比例，以達到最佳使用效果。
現(xiàn)以實例分別說明適合稠油油藏采用蒸汽驅(qū)、蒸汽吞吐開發(fā)過程應(yīng)用的(氮氣+二氧化碳)—表面活性劑—堿復(fù)合體系的良好的應(yīng)用性能實施例1濱南油田單56塊7×11井組包括56-7×9、56-8-12、56-5-11、56-8×10、56-9×11、56-6×10及56-7×11共七口采油井，自2001年以來經(jīng)過多輪次蒸汽吞吐，現(xiàn)采用蒸汽驅(qū)開采，措施前注蒸汽過程中出現(xiàn)了極其嚴重的井底汽竄問題，導(dǎo)致采油井井口溫度過高，部分采油井出現(xiàn)自噴。在2003年6月13日～7月1日對56-7×11井組蒸汽驅(qū)時，采用了(氮氣+二氧化碳)—表面活性劑—堿復(fù)合體系技術(shù)。注蒸汽一天后，將熱穩(wěn)定性較好的表面活性劑溶液(組分A，有效成分含量40％)6噸和脲與亞硝酸鹽的水溶液(組分B，固含量50％)25噸交替擠入56-7×11井，隨后進行常規(guī)蒸汽驅(qū)。施工后汽竄現(xiàn)象明顯變?nèi)?，?6-9×11井汽竄嚴重外，其余5口井均沒有出現(xiàn)汽竄。56-7×9井產(chǎn)油量明顯增加；56-8×10由不出油達到目前10t/d的產(chǎn)油量；56-8-12井含水由試驗前的80～90％下降到了70％左右，產(chǎn)油量由試驗前的3～5t/d上升到了目前的10t/d左右；56-6×10井由抽不動達到了正常生產(chǎn)。井組累計增油1577噸。
實施例2孤島油田GD1-15×522井采用蒸汽吞吐方式開采，施工前一年平均日液23.2t、油量3.6.t、含水84.5％，2001-11-30施工，注入熱穩(wěn)定性較好的表面活性劑溶液(組分A，有效成分含量40％)6噸、脲與亞硝酸鹽的水溶液(組分B，固含量50％)60噸，注汽量2352噸，施工后平均日液53.6t、油量12.4.t、含水76.9％，有效期已超過420天，截止2003年1月底已累計增油3696噸。
實施例3現(xiàn)河油田草20區(qū)塊C20-8-8井采用蒸汽吞吐方式開采，C20-8-8井施工前排水期8天，平均日油4.2t，平均含水79.7％。2001-07-30施工，注入熱穩(wěn)定性較好的表面活性劑溶液(組分A，有效成分含量40％)6噸、脲與亞硝酸鹽的水溶液(組分B，固含量50％)60噸，注汽量2352噸，施工后排水期0天，最高日油38t，平均日產(chǎn)油20t左右，有效期已超過420天，截止2002年1月底已累油1096噸。
最后所應(yīng)說明的是以上實施例僅用以說明而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案，盡管參照上述實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解依然可以對本發(fā)明進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。
權(quán)利要求
1.一種適用改善稠油熱采效果CO2-N2泡沫復(fù)合增效劑的制備方法，其特征在于步驟1、取熱穩(wěn)定性較好的α-烯烴磺酸鹽、重烷基苯磺酸鹽型、石油磺酸鹽型、磺烴基化的非離子型、烴基化的烷基酚醛樹脂類表面活性劑；步驟2、取含有或在應(yīng)用條件下能夠生成氨和CO2的有機或無機化合物、亞硝酸鹽溶解于水制成一定質(zhì)量分數(shù)的水溶液，以及能夠與氨反應(yīng)生產(chǎn)氮氣的化合物；步驟3、將步驟1所述的表面活性劑與步驟2所述的能夠與氨反應(yīng)生產(chǎn)氮氣的化合物按所需配比結(jié)合，構(gòu)成(氮氣—二氧化碳)—表面活性劑—堿的復(fù)合體系。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用改善稠油熱采效果CO2-N2泡沫復(fù)合增效劑的制備方法，其特征在于步驟1所述的表面活性劑采用α-烯烴磺酸鹽、重烷基苯磺酸鹽、石油磺酸鹽、磺烴基化的非離子型、烴基化的烷基酚醛樹脂，其使用的質(zhì)量分數(shù)為注入蒸汽質(zhì)量的0.05～1.5％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用改善稠油熱采效果CO2-N2泡沫復(fù)合增效劑的制備方法，其特征在于步驟2所述的能夠生成氨和CO2的有機或無機化合物為尿素、碳酸氨和碳酸氫氨，其使用的質(zhì)量分數(shù)為注入蒸汽質(zhì)量的0.1～5.0％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1和要求3所述的適用改善稠油熱采效果CO2-N2泡沫復(fù)合增效劑的制備方法，其特征在于步驟2所述的能夠與氨反應(yīng)生產(chǎn)氮氣的化合物為亞硝酸鹽，推薦使用亞硝酸鈉，其使用的質(zhì)量分數(shù)為注入蒸汽質(zhì)量的0.05～3.5％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用改善稠油熱采效果CO2-N2泡沫復(fù)合增效劑的制備方法，其特征在于步驟3所述復(fù)合體系反應(yīng)后能夠生產(chǎn)堿性物質(zhì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的適用改善稠油熱采效果CO2-N2泡沫復(fù)合增效劑的制備方法，其特征在于步驟3所述復(fù)合體系能夠根據(jù)油藏特征、采出程度調(diào)節(jié)CO2-N2的比例。
全文摘要
本發(fā)明提出一種適用改善稠油熱采效果CO
文檔編號E21B43/16GK1546600SQ20031011690
公開日2004年11月17日 申請日期2003年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月28日
發(fā)明者葉衛(wèi)保, 鄭曉宇, 姚凱, 陳鵬 申請人:東營市芳華石化科技有限責任公司, 石油大學(北京)