使用低鹽度水增強的油回收方法
【專利摘要】一種使用注射流體從地下攜帶油的儲層回收油的方法，所述注射流體在低鹽度水中包含稠化聚合物。儲層被一個或多個注射井并且被一個或多個生產(chǎn)井穿入。所述方法包括以0.4-1.5孔體積(PV)范圍的段塞尺寸將注射流體注入至少一個注射井。
【專利說明】使用低鹽度水增強的油回收方法
[0001] 本發(fā)明涉及從地下儲層的油回收。更具體地，本發(fā)明涉及使用注射流體的油回收， 尤其是使用包含聚合物的注射流體增強的回收。
[0002] 長期以來已知，作為儲層的天然能量的結(jié)果，僅一部分油可從攜帶油的地下結(jié)構(gòu) (formation)回收。所謂的二次回收技術(shù)用于迫使更多的油從儲層出來，其中最簡單的方法 是使用另一種介質(zhì)（通常為水或氣體）直接置換。
[0003] 〃水驅(qū)法（water-flooding) 〃為最成功的和廣泛使用的二次回收方法之一。水通 常經(jīng)由注射井在壓力下注入儲集巖結(jié)構(gòu)。注射的水用于幫助保持儲層壓力，并且將其前面 的置換的油清掃（sweep)通過巖石朝向回收油的生產(chǎn)井。用于水驅(qū)的水可為高鹽度水，例 如，海水、河口水、鹽水層水或產(chǎn)出水（在生產(chǎn)設(shè)施從油和氣體分離的水）。"高鹽度"水指 水的總?cè)芙獾墓腆wCTDS)含量大于20, 000 ppmv，例如，大于30, 000 ppmv。
[0004] 還可使用增強的油回收（EOR)技術(shù)。這樣的EOR技術(shù)的目的不僅是恢復(fù)或保持儲 層壓力，而且還改善在儲層中的油置換，從而進一步降低儲層的殘余的油飽和度，也就是， 保留在儲層中的油的體積。
[0005] 注射聚合物的含水溶液（也稱為聚合物驅(qū)）已用作EOR技術(shù)超過60年。其應(yīng)用 一直主要在陸上的儲層中，其中油具有相對高粘度。
[0006] 通常，聚合物驅(qū)有以下步驟組成：向注射水（含水基礎(chǔ)流體）中加入水溶性聚合 物，從而提供與含水基礎(chǔ)流體相比具有提高的粘度和在儲層中降低的流動性的注射流體。 聚合物驅(qū)提高烴（例如，油）回收超過二次回收（例如，水驅(qū)法）主要是通過改善微觀和體 積清掃效率。這可尤其有益，由于在許多儲層中，注射水比油更易流動，因此其傾向于繞過 儲層的較低滲透性區(qū)域，留下顯著體積的油。在儲層中聚合物的含水溶液的流動性與油的 流動性之間的差異小于在儲層中的含水基礎(chǔ)流體和油的流動性之間的差異。相對于油的流 動性，含水注射流體的流動性的這種降低可導(dǎo)致增強的油回收。
[0007] 通常，具有3厘泊（cP)或更大的油粘度的儲層可認為適合聚合物驅(qū)，S卩，使用聚合 物的含水溶液或分散體的E0R。
[0008] 還已知與使用較高鹽度水相比，在水驅(qū)期間使用較低鹽度注射水可提高回收的油 的量。低鹽度水可為例如湖水、江水、低鹽度蓄水層水或脫鹽的水。
[0009] 還已知降低較低鹽度注射水的多價陽離子含量可對油回收具有影響。
[0010] 因此，國際專利申請?zhí)朩02008/029124教導(dǎo)當注射水的總?cè)芙獾墓腆w（TDS)含量 在200-12, 000 ppmv范圍并且注射水的多價陽離子含量與包含在砂巖巖中原生水的多價陽 離子含量的比率小于1時，增強（與注射高鹽度水相比）從包含砂巖攜帶油的巖石結(jié)構(gòu)的 儲層的油回收。
[0011] 本發(fā)明涉及在較低鹽度注射水中使用聚合物的各方面，也就是，組合的低鹽度水 溢流和聚合物溢流。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明，提供了一種方法，該方法包括使用在低鹽度水中包含稠化聚合物的 注射流體，從地下攜帶油的儲層回收油，所述儲層被一個或多個注射井和一個或多個生產(chǎn) 井穿入，所述方法包括將注射流體注入至少一個注射井。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方案的以下描述，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將變得顯而易 見，這些優(yōu)選實施方案僅通過實施例給出，所述描述參考附圖進行。
[0014] 附圖簡述 圖1顯示在25°C溫度下，包含2000 ppm的部分水解的聚丙烯酰胺（HPAM 3330S)的 含水流體的流變學行為為鹽度（上面）和二價陽離子濃度（下面）的函數(shù)；數(shù)據(jù)得自 SPE 124798 (Lee，S. , Kim，D. H.，Huh，C.，和 Pope，G. A. (2009) Development of a Comprehensive Rheological Property Database for EOR Polymers(開發(fā) EOR 聚合 物的全面流變學性質(zhì)數(shù)據(jù)庫），論文SPE 124798,呈現(xiàn)于10月4-7日在New Orleans， Louisiana, USA 舉辦的 SPE Annual Technical Conference and Exhibition (SPE 年度技 術(shù)大會和展覽））。
[0015] 圖2顯示在較大范圍的鹽度內(nèi)，聚合物粘度相對鹽度的圖；數(shù)據(jù)得自SPE 141497 (Vermolen, E. C. M. , van Haasterecht, M. J. T. , Masalmeh, S. K. , Faber, M. J. , Boersma, D.M.,和 GruenenfeIder, M. (2011) Pushing the Envelope for Polymer Flooding Towards High-temperature and High-salinity Reservoirs with Polyacrylamide Based Ter-polymers (使用基于聚丙烯酰胺的三元共聚物，推動用于聚合物驅(qū)的外殼朝向高溫和 高鹽度儲層），論文SPE 141497,呈現(xiàn)于9月25-28日在Manama，Bahrain舉辦的SPE Middle East Oil and Gas Show and Conference(SPE 中東油氣展不和大會））。
[0016] 圖3顯示高鹽度和低鹽度鹽水的相對滲透率曲線。
[0017] 圖4顯示高鹽度水溢流、低鹽度水溢流、聚合物溢流以及低鹽度和聚合物溢流的 組合的水的分流量的比較。
[0018] 圖5顯示不同EOR技術(shù)的油回收率的比較；使用低鹽度和聚合物驅(qū)的組合的油回 收率與單一方法的總和一樣多。
[0019] 圖6顯示對于0? 5 (上面）和1. 0 (下面）孔體積（PV)的注射的流體，低鹽度水 驅(qū)法以及低鹽度和聚合物驅(qū)的組合的油飽和度圖的比較。
[0020] 圖7顯示注射井和生產(chǎn)井的9點井型式中第1/8的不均勻模式的滲透率（毫達西 [md])。該模式為風箏（Kite)形狀，以模仿型式的不對稱。
[0021] 圖8顯示對于粘度為5和50 cP的油，不均勻（虛線）和均勻（實線）模仿的情 況之間的增加的油回收率的比較。
[0022] 圖9顯示在兩層儲集巖中，用和不用聚合物，低鹽度水溢流的油飽和度圖。
[0023] 圖10顯示對于不同的EOR技術(shù)（對于5 cP油），油回收率的二次相對三次響應(yīng)的 比較。
[0024] 圖11顯示對于5 cP和50 cP油，在二次和三次回收條件下，低鹽度水溢流和聚合 物溢流的組合的協(xié)同行為的比較。
[0025] 圖12顯示用和不用聚合物的低鹽度水溢流的段塞（slug)尺寸對油回收率的影 響。
[0026] 圖13顯示具有1個注射器和4個生產(chǎn)器（producer)井的5-點井型式儲層模式 的滲透率。
[0027] 圖14顯示對于5-點井型式儲層模式（上面），高鹽度水溢流、用和不用聚合物的 低鹽度水溢流和聚合物溢流（使用高鹽度基礎(chǔ)鹽水）的增加的油回收率。該模式是注射受 限的（下面）。
[0028] 圖15顯示對于5-點型式儲層模式，高鹽度水溢流、用和不用聚合物的低鹽度水溢 流和聚合物溢流（使用高鹽度基礎(chǔ)鹽水）的增加的油回收率；該模式不是注射受限的。
[0029] 圖16顯示對于采用加密鉆探的5-點型式儲層模式（上面），高鹽度水溢流、用和 不用聚合物的低鹽度水溢流和聚合物溢流（使用高鹽度基礎(chǔ)鹽水）的增加的油回收率。該 模式是注射受限的（下面）。
[0030] 圖17顯示對于采用加密鉆探的5-點型式儲層模式，高鹽度水溢流、用和不用聚合 物的低鹽度水溢流和聚合物溢流（使用高鹽度基礎(chǔ)鹽水）的增加的油回收率；該模式不是 注射受限的。
[0031] 根據(jù)本發(fā)明，提供了一種使用注射流體從地下攜帶油的儲層回收油的方法，所述 注射流體在低鹽度水中包含稠化聚合物，所述儲層被一個或多個注射井和一個或多個生產(chǎn) 井穿入，所述方法包括以0. 4-1.5孔體積（PV)范圍的段塞尺寸將注射流體注入至少一個注 射井。
[0032] 低鹽度水 低鹽度水的總?cè)芙獾墓腆wCTDS)含量為15,000 ppmv或更少，優(yōu)選小于12,000 ppmv， 更優(yōu)選，小于10, 〇〇〇 ppmv，最優(yōu)選，小于8, 000 ppmv，特別是，小于5, 000 ppmv。低鹽度水 的總?cè)芙獾墓腆w（TDS)含量為至少100 ppmv,優(yōu)選，至少200 ppmv,更優(yōu)選，至少500 ppmv, 最優(yōu)選，至少1000 ppmv。優(yōu)選，低鹽度水的多價陽離子含量與儲層的原生水的多價陽離子 含量的比率小于1，更優(yōu)選小于0. 9,例如，小于0. 8。
[0033] 術(shù)語〃原生水〃指在儲層的結(jié)構(gòu)巖石的孔空間中截留的初始的水（在從儲層回收 油期間，在向儲層中任何注射水之前）。
[0034] 本發(fā)明可適用于從儲層增強的回收油，其中原生水具有寬范圍的TDS水平，通 常為，500-200, 000 ppmv，優(yōu)選，2, 000-50, 000 ppmv，特別是 10, 000-50, 000 ppmv，尤其 是20, 000-45, 000 ppmv。如以上討論的，原生水為在儲層的結(jié)構(gòu)巖石中與油締組合且與 油和儲層的結(jié)構(gòu)巖石平衡的初始的水，尤其是與其多價陽離子含量相關(guān)，特別是其二價 陽離子（例如，鈣或鎂陽離子）含量。原生水的鈣陽離子含量通常為至少50 ppm，例如 50-2,000 ppmv，尤其是100-500 ppmv。原生水的鎂陽離子含量通常為至少10 ppm，例如 10-2,000 ppmv,尤其是20-200 ppmv。原生水的總二價陽離子含量通常為至少100 ppmv, 例如 100-5, 000 ppmv，優(yōu)選，150-3, 000 ppmv，尤其是 200-1，000 ppmv。通常，原生水含有 低水平的三價陽離子，通常小于100 ppmv。
[0035] 當在從儲層二次或三次回收油期間使用本發(fā)明的方法時，通過從儲層取巖石的核 可得到原生水的樣品，在從儲層生產(chǎn)油之前或在初次回收期間，測定包含在核內(nèi)的水的多 價陽離子含量?；蛘?，當已有水穿透但是儲層保留在初次回收時，可確定從開采的油分離的 水的多價陽尚子含量。
[0036] 優(yōu)選被用作注射流體的基礎(chǔ)流體的低鹽度水的多價陽離子含量小于200 ppmv，更 優(yōu)選，小于100 ppmv,特別是，40 ppmv或更少，例如，小于25 ppmv。
[0037] 合適的低鹽度水包括脫鹽的水、淡水例如江水或湖水、在河口由淡水和海水的混 合得到的低鹽度河口水、低鹽度蓄水層水和低鹽度產(chǎn)出水（在生產(chǎn)設(shè)施處，從油氣分離的 水）。如果期望，水的混合物可用作用于注射流體的低鹽度水的來源，例如，與較高鹽度水 (例如產(chǎn)出水或海水）混合的低TDS蓄水層水或脫鹽的水。
[0038] 檇帶油的儲層 攜帶油的儲層通常采用具有足夠孔隙率和滲透率以儲存和傳輸流體的攜帶油的地下 巖石結(jié)構(gòu)的形式，由于該儲層，油被締合，例如被保持在孔中或在巖石結(jié)構(gòu)的晶粒之間。儲 層通常包括原生水。
[0039] 巖石結(jié)構(gòu)可包括與油締合的砂巖巖，無論是包括在孔中還是在晶粒之間或另外的 方式。
[0040] 儲層的巖石結(jié)構(gòu)（例如，砂巖巖）可包含其量高達50%重量，更優(yōu)選，1-30%，尤其 是2. 5-20%重量的礦物質(zhì)。礦物質(zhì)可為粘土，特別是，蒙脫石類型（例如蒙脫土）、葉蠟石類 型、高嶺石類型、伊利石類型、海綠石類型和綠泥石類型的粘土。優(yōu)選，粘土在從儲層回收原 油的條件下不溶脹。可存在于砂巖巖中的其它礦物質(zhì)的實例包括過渡金屬化合物，例如氧 化物和碳酸鹽，例如，氧化鐵、菱鐵礦和斜長石。在砂巖巖中礦物質(zhì)的量可使用碾碎的儲集 巖通過X-射線衍射測定。
[0041] 當巖石結(jié)構(gòu)（例如，攜帶油的儲層的砂巖巖）含有溶脹粘土（特別是，蒙脫石粘 土）時，對于低鹽度水，可能需要相對高的TDS，以穩(wěn)定粘土，從而減輕結(jié)構(gòu)破壞的風險。因 此，當巖石結(jié)構(gòu)含有足以導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞的量的溶脹粘土（例如，大于10%重量的溶脹粘土的 量）時，優(yōu)選低鹽度水的總?cè)芙獾墓腆w含量（TDS)在8, 000-15, 000 ppmv范圍。當巖石結(jié) 構(gòu)包含不導(dǎo)致顯著結(jié)構(gòu)破壞的量的溶脹粘土（例如，小于10%重量的溶脹粘土的量）時，低 鹽度水的 TDS 通常在 100-8, 000 ppmv 范圍，優(yōu)選 200-5, 000 ppmv，例如，200-3, 000 ppmv。
[0042] 包含在儲層中的油可為美國石油學會（API)重力為至少15°，優(yōu)選至少16°的原 油，例如在16-30°范圍的API重力。
[0043] 包含在儲層中的油在儲層條件下可通常具有在3-200厘泊（cP)范圍的粘度，例如 在5-175 cP范圍，特別是在10-150 cP范圍。然而，在某些方面，本發(fā)明特別涉及較高粘度 油。這在后面關(guān)于油的二次回收討論。在這種情況下，油的粘度在40-200 cP范圍，優(yōu)選 45-175 cP，特別是 47-150 cP。
[0044] 通常，與儲集巖締合的油具有其中溶解的氣體。
[0045] 稠化聚合物和灃射流體 通常，待用作稠化聚合物的聚合物可為在增強的油回收操作（EOR)中任何可用的聚 合物。聚合物可為均聚物或雜聚物（例如，共聚物、三元共聚物等等）。聚合物通常為離 子的，例如陰離子的。聚合物或一種或多種聚合物可為丙烯酰胺聚合物。聚合物可部分水 解。水解度（T )可為0. 15-0. 40,并且通常為0. 25-0. 35。聚合物可為部分水解的聚丙烯 酰胺（HPAM)，例如水解度為0. 15-0. 40或0. 25-0. 35。合適的聚合物可選自SNF SAS供應(yīng) 的FLOPAAM ?系列。可作為粉末或作為乳液供應(yīng)的FLOPAAM ?系列的成員包括FLOPAAM ? 3630、FL0PAAM? 3530、FL0PAAM? 3430、FL0PAAM? 3330、FL0PAAM? 2530、FL0PAAM? 2430 和 FLOPAAM? 2330。
[0046] 注射流體優(yōu)選為稠化聚合物在低鹽度水中的溶液。然而，注射流體也可為稠化聚 合物在低鹽度水中的分散體，并且這樣的分散體也包括在本發(fā)明中。
[0047] 有利地，聚合物或多種聚合物在注射流體內(nèi)基本上均勻分布。
[0048] 注射流體通常為含水的，因此通常為稠化聚合物的含水溶液或稠化聚合物的含水 分散體。
[0049] 任選聚合物可作為粉末供應(yīng)。優(yōu)選聚合物粉末為至少80%重量活性物質(zhì)，優(yōu)選至 少90%，例如超過95%重量活性物質(zhì)。優(yōu)選粉末用于制備聚合物在水中的母液或分散體，其 中聚合物濃度為至少5%重量，優(yōu)選至少10%重量，例如，5-20%重量。當制備母液或分散體 時，通常粉末將耗時約至少2小時來水合。或者，可將聚合物粉末直接加入到低鹽度水中， 以形成稠化的低鹽度注射流體。
[0050] 優(yōu)選，母液或分散體可包含高達20, 000 ppm重量的聚合物。例如，母液或分散體 可包含約10, 〇〇〇 ppm重量的聚合物。優(yōu)選將母液或分散體投料至低鹽度水中，使得所得到 的注射流體可包含高達2, 000 ppm重量的聚合物。注射流體通常包含至少500 ppm重量的 聚合物。例如，注射流體可包含約1,500 ppm、l, 250 ppm、l, 000 ppm或700 ppm重量的聚 合物。
[0051] 聚合物可以濃縮的分散體形式供應(yīng)，例如，膠態(tài)分散體（與隨后用于形成濃縮的 分散體的粉末形式供應(yīng)相反）。因此，可將聚合物在流體（例如，水）中的濃縮的分散體加 入到低鹽度水中。
[0052] 或者，聚合物可以包含分散的水相的乳液形式供應(yīng)，其中聚合物溶解或分散于連 續(xù)的油相中，例如，其中水相的液滴分散在油相中的乳液。優(yōu)選水相為高度濃縮的聚合物溶 液。
[0053] 優(yōu)選，油相為礦物油。優(yōu)選乳液包含28-32% (w/w)聚合物，例如30%聚合物（w/ w)。
[0054] 表面活性劑可存在于聚合物的溶液、乳液或其它分散體中。例如，如果聚合物以乳 液形式使用，表面活性劑可用于破壞聚合物乳液。
[0055] 優(yōu)選將母液、分散體或乳液投料至低鹽度水中，以得到在儲層條件下具有期望濃 度的聚合物和期望的粘度的注射流體。母液、分散體或乳液可通過專用水注射旋轉(zhuǎn)或通過 在注射歧管中的孔投料或注入低鹽度注射水中。
[0056] 通過向注射流體中引入一種或多種不同的聚合物，可控制和/或改變注射流體的 粘度，例如用第二聚合物置換第一聚合物，或向包含第一聚合物的流中引入第二聚合物。因 此，通過選擇聚合物的分子量和/或化學組成，可控制和/或改變注射流體的粘度。還可通 過改變聚合物在注射流體中的濃度來控制和/或改變注射流體的粘度。
[0057] 已發(fā)現(xiàn)聚合物溶液的粘度可取決于在聚合物中共聚單體的比率。例如，HPAM聚合 物通常為丙烯酸和丙烯酰胺的共聚物。聚合物溶液或分散體的粘度隨著在聚合物中衍生自 丙烯酸的結(jié)構(gòu)單元的摩爾％的提高而提高。然而，較高丙烯酸含量導(dǎo)致聚合物吸附至儲集 巖，從而降低原位聚合物濃度。因此，需要打破平衡。通常聚合物含有15-40摩爾％的丙烯 酸殘基，例如25-35摩爾％的丙烯酸殘基。
[0058] 聚合物溶液的粘度取決于用作聚合物的溶液或分散體的基礎(chǔ)流體的水的鹽度。粘 度隨著鹽度的降低而提高。因此，本發(fā)明在注射流體中使用低鹽度水的優(yōu)點在于，與采用高 鹽度基礎(chǔ)流體相比，可使用較低的聚合物濃度以實現(xiàn)相同的粘度。
[0059] 通常，本發(fā)明的方法可適用于具有高達140°C的溫度的儲層。較高溫度可在現(xiàn)有的 水解的聚丙烯酰胺聚合物的操作范圍之外。由于廣泛用于化學EOR方法的聚丙烯酰胺聚合 物傾向于在高溫下水解，并且如果多價陽離子濃度（例如，鈣濃度）超過200 ppmv，水解的 聚合物傾向于沉淀，本發(fā)明的方法在或超過100°c，以及低于KKTC的儲層溫度下可用，例 如，100°C -140°C的儲層溫度。本發(fā)明的方法還能夠使用具有較高初始水解度的聚丙烯酰胺 聚合物。"高水解度"指其中丙烯酰胺單元的水解度（T )為至少0. 33的聚丙烯酰胺聚合 物。
[0060] 本發(fā)明的方法可在含有油的儲層中實踐，該油具有比認為適合聚合物溢流的儲層 通常用的粘度低或高的粘度，例如，3-200 CP。
[0061] 聚合物溶液的粘度隨著剪切速率的提高而降低。聚合物溶液的粘度相對剪切速率 的相關(guān)的圖開始時遵循牛頓平臺期，換言之，當剪切速率提高高達某一點時，存在相對恒定 的粘度。超過該點，當提高剪切速率時，粘度開始降低。如果聚合物不降解，如果剪切速率降 低，粘度將遵循相同的曲線。如果剪切速率高以至于聚合物鏈解離，則隨著剪切速率降低， 粘度不再遵循相同的曲線，而是將在較低粘度下遵循不同的牛頓平臺期。因此，在最低剪切 速率下的粘度將低于如果未降解的粘度。
[0062] 粘度曲線隨著聚合物濃度的提高而向上偏移。優(yōu)選在儲層條件下的剪切速率將在 牛頓平臺期上。優(yōu)選井下剪切速率將導(dǎo)致最少剪切降解或更優(yōu)選沒有剪切降解。優(yōu)選設(shè)計 處理，使得井下條件接近聚合物溶液的粘度對剪切速率曲線的牛頓區(qū)域。
[0063] 本領(lǐng)域已知，聚合物溶液、分散體或乳液的粘度取決于某些因素，例如溫度和剪切 速率和多價陽離子濃度（尤其是鈣）中的一個或多個。通常不能控制在儲層深處的溫度和 剪切速率。然而，在儲層條件下注射的聚合物溢流（polymer flood)的粘度也取決于：（a) 聚合物類型（化學結(jié)構(gòu)），（b)聚合物的分子量，因此聚合物的任何剪切降解的程度，換言 之，聚合物鏈的解離；和（c)在注射流體中聚合物的濃度。
[0064] 優(yōu)選選擇在注射流體中聚合物的濃度，以在儲層條件下得到期望的粘度和/或流 動性，例如，在儲層內(nèi)的儲層溫度和壓力和估計的剪切速率。
[0065] 優(yōu)選油的流動性與注射流體的原位流動性的比率接近或者為1:1。通常該比率可 為0. 1-1:1-1. 5,例如0. 5-1:1-1. 5。優(yōu)選在儲層條件下注射流體的流動性不高于油。
[0066] 優(yōu)選，實驗室實驗用于預(yù)測在儲層中注射流體的粘度。例如，這樣的預(yù)測可基于聚 合物類型、聚合物分子量、聚合物濃度、儲層溫度、注射鹽水組成和在儲層內(nèi)的剪切速率中 的一個或多個。這是因為已知在投料點下游的注射管線中注射流體的粘度將與在儲層內(nèi)深 處（例如，距離注射井筒大于10米的徑向距離）的粘度不同。
[0067] 當選擇注射流體的優(yōu)化粘度時，還可考慮經(jīng)濟因素，特別是，期望所需的聚合物的 量最小化，由于聚合物可能相對昂貴，并且需要工程的凈現(xiàn)值（NPV)最大化。因此，當估計 注射流體的優(yōu)化的粘度時，可優(yōu)選進行儲層模擬，并任選，進行經(jīng)濟研究。因此，所述方法可 在成本和增加的油回收率之間實現(xiàn)優(yōu)化或接近優(yōu)化平衡。
[0068] 注射流體的粘度通常在3-200 cP范圍。通常選擇起始粘度以匹配在儲層中流體 的粘度。
[0069] 聚合物溶液的粘度為聚合物組成及其分子量、聚合物濃度、鹽水組成、溫度和剪切 速率的函數(shù)。由于儲層的所有其它因素固定，是所選的聚合物和配置在儲層處的濃度以及 含水基礎(chǔ)流體的鹽度決定降低水溢流（waterflood)的流動性比率和增強的油回收率。還 是所選的聚合物及其濃度和所選的鹽水組成限制向儲層的注射速率并且決定是否可保持 儲層空隙。此處流動性比率應(yīng)理解為指注射水（置換流體）的流動性與油（被置換的流 體）的流動性的比率。
[0070] 聚合物可為部分水解的聚丙烯酰胺（HPAM)，例如FLOPAAM? 3630S。該聚合物能 賦予含水流體高粘度（粘度取決于聚合物濃度）。優(yōu)選，聚合物的溶液剪切稀釋。因此，聚 丙烯酰胺聚合物在高溫下水解，并且在超過某一二價陽離子濃度下，易于沉淀。如果二價陽 離子濃度（例如鈣和鎂陽離子濃度）保持低于約500 ppm，優(yōu)選，低于200 ppm，則在高達 140°C的儲層溫度下，使用聚丙烯酰胺聚合物是可行的。
[0071] 段塞尺寸 如果注射流體由不具有稠化聚合物的低鹽度水組成，已發(fā)現(xiàn)直至注射的流體的量為約 〇. 3孔體積（PV)，才實現(xiàn)增加的油回收。超過低鹽度水的該孔體積，增加的油回收率急劇下 降，并且觀察到在油回收方面幾乎沒有進一步的益處。
[0072] 通過與存在于儲集巖的孔空間的原生水和/或任何先前注射的水和/或與隨后注 射的含水驅(qū)動流體混合，相信小于〇. 3 PV的由不具有稠化聚合物的低鹽度水組成的注射流 體段塞傾向于消散在儲層中。在另一方面，如果將至少0.3 PV的由不具有稠化聚合物的低 鹽度水組成的注射流體段塞注入儲層，相信段塞在儲層中保持完整，使得注射流體的前面 移動通過儲層，直至注射流體突破進入生產(chǎn)井。
[0073] 與其中注射流體為不具有稠化聚合物的低鹽度水的情況相反，在本發(fā)明中已發(fā)現(xiàn) 在超過0.3 PV的增加的油回收率方面，持續(xù)存在益處。在低粘度油的情況下，例如粘度為 3_40cP(例如約5 cP)的油，在約1.0-1. 2 PV的注射的流體下，增加的油回收率下降。在高 粘度油的情況下，例如油的粘度為40-200cP，或45-175 cP，或47-150 cP，例如約50 cP，約 0. 7-0. 8 PV的注射的流體下，增加的油回收率下降。
[0074] 根據(jù)本發(fā)明，注射流體（在低鹽度水中包含稠化聚合物）的段塞尺寸可在0.4 PV-2.0 PV范圍。然而，優(yōu)選在0.5-1. 5 PV范圍。在高粘度油的情況下，例如粘度為 40-200cP，或45-175 cP，或47-150 cP，例如約50 cP的油，注射流體的段塞尺寸可特別是 在0.5-0. 9 PV范圍，例如，0.6-0. 8 PV。在低粘度油的情況下，例如粘度為3-40cP，例如約 5 cP的油，注射流體的段塞尺寸可特別是在0.7-1. 5 PV范圍，例如，0.8-1. 2 PV。
[0075] 當選擇注射流體的優(yōu)化的段塞尺寸時，還可考慮經(jīng)濟因素，特別是，期望所需的聚 合物和低鹽度水的量最小化，由于聚合物和低鹽度水生產(chǎn)可相對昂貴。因此，當估計注射流 體的優(yōu)化的段塞尺寸時，可優(yōu)選進行儲層模擬，并且任選進行經(jīng)濟研究。因此，當在低鹽度 水中使用稠化聚合物時，所述方法可在成本和增加的油回收率之間實現(xiàn)優(yōu)化或接近優(yōu)化的 平衡。
[0076] 本文使用的術(shù)語〃孔體積〃（〃PV〃）指注射井和生產(chǎn)井之間的清掃體積。注射井 和生產(chǎn)井之間的孔體積可容易通過本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方法確定。這樣的方法包括建模 研究。然而，孔體積還可通過以下的方法來確定：使具有其中含有的示蹤劑的水從注射井至 生產(chǎn)井通過儲層。清掃體積為在注射井和生產(chǎn)井之間在所有流動路徑之上平均的注射流體 清掃過的體積。這可參考在產(chǎn)出水中示蹤劑分布的第一時間時刻來確定，如本領(lǐng)域技術(shù)人 員公知的。
[0077] 在距離注射井大于20英尺的徑向距離處，在儲層中注射流體的表觀速度通常在 0? 015-10英尺/天（0? 0045-3米/天）范圍，更通常在1-4英尺/天（0? 3-1. 2米/天）范 圍。在注射井和生產(chǎn)井之間的井間空間可通常為1000-8000英尺（304. 8-2438. 4米）。對 于釋放的油的庫和對于注射流體，可因此耗時數(shù)月或數(shù)年穿透進入生產(chǎn)井。因此，在開始向 儲層中注入注射流體和在生產(chǎn)井處回收增加的油之間存在延遲。
[0078] 在注射注射流體之后，可將驅(qū)動流體注入儲層。驅(qū)動流體可為比用于注射流體的 低鹽度水更高鹽度的水，并且例如，可為海水、高鹽度產(chǎn)出水或高鹽度蓄水層水。通常，高 鹽度驅(qū)動流體的TDS為至少20, 000 ppm，例如，至少30, 000 ppm。用作驅(qū)動流體的高鹽度 水通常為多價陽離子含量為至少100 ppmv的硬水，優(yōu)選，至少500 ppmv，特別是，至少1000 ppmv，例如，至少1500 ppmv。然而，驅(qū)動流體還可為如注射流體所定義的低鹽度水。本領(lǐng)域 技術(shù)人員將理解，對于近海儲層，可限制供應(yīng)低鹽度水，使得優(yōu)選使用高鹽度水作為驅(qū)動流 體。
[0079] 驅(qū)動流體清掃注射流體（因此，釋放的油的庫）通過儲層至生產(chǎn)井。除了將注射 流體清掃通過儲層以外，可能需要注射驅(qū)動流體以保持在儲層中的壓力。通常，驅(qū)動流體以 比注射流體更大的孔體積注入儲層，例如，至少1的孔體積，優(yōu)選，至少2,例如，在2-10范 圍? 通常，在儲層條件下注射流體的粘度在3-200厘泊范圍。與此相反，在儲層條件下驅(qū)動 流體的粘度通常在〇. 3-1厘泊范圍。
[0080] 在注射在低鹽度水中包含稠化聚合物的注射流體之前和/或之后，可將間隔流體 注入儲層。間隔流體可為低鹽度水基礎(chǔ)流體或軟化的高鹽度水。通常，間隔流體以至少0. 05 PV，例如，至少0.1 PV的量注射。使用具有低濃度的多價陽離子的間隔流體減輕在低鹽度 含水基礎(chǔ)流體中稠化聚合物的段塞的前端或尾部的聚合物遇到多價陽離子的風險，否則， 這些多價陽離子可使聚合物沉淀。
[0081] 在本發(fā)明的方法中，注射流體優(yōu)選在壓力下注射，例如，在10, 000-100, 000 kPa (100-1000巴）的壓力下注入至少一個與生產(chǎn)井隔開的注射井，并且從注射井直接通向儲 層的攜帶油的巖石。注射流體的通過從儲集巖置換油，迫使置換的油在其前端，并且朝向回 收油的生產(chǎn)井。
[0082] 回收樽式 本發(fā)明的方法可在從儲層開始油生產(chǎn)時使用（省略初次回收），采用二次回收模式（在 儲層的天然壓力下，在初次回收油之后）或三次回收模式（例如，在使用高鹽度水或低鹽度 水注水之后）。
[0083] 本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，在二次回收模式中，流體從注射井注入儲層以保持在儲 層中的壓力和將油清掃朝向生產(chǎn)井。在二次回收期間，將本發(fā)明注射流體注入儲層的優(yōu)點 在于，已配制注射流體，使得從儲集巖的孔的表面釋放另外的油和/或在通過儲層清掃釋 放的油時更有效。因此，可存在較長時間段的從生產(chǎn)井回收干性油，從而推遲水穿透。此 夕卜，即使在水穿透之后，與使用不具有稠化聚合物的低鹽度水作為注射水相比，仍存在增強 的油回收。此外，與使用不具有稠化聚合物的低鹽度水作為注射水相比，對于給定體積的產(chǎn) 出流體，可存在較少的水產(chǎn)量（更高的油與水比率）。如果本發(fā)明的方法從儲層開始油生產(chǎn) 時使用，這些優(yōu)點也適用。
[0084] 根據(jù)本發(fā)明，意外地發(fā)現(xiàn)，關(guān)于更粘稠的油，在二次回收中，觀察到在低鹽度水溢 流和聚合物溢流之間具有改善的協(xié)同行為。因此，當油的粘度為40-200 cP，或45-175 cP， 特別是47-150 cP時，優(yōu)選在二次回收中施用本發(fā)明的方法。
[0085] 本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，在三次回收模式中，停止注射初始的流體，并且將不同的 流體注入儲層，用于增強的油回收。因此，在三次回收期間注入儲層的流體為本發(fā)明的注射 流體（在低鹽度水中包含稠化聚合物），而在二次回收期間先前已注入儲層的流體可為低 鹽度水（不含任何聚合物）或高鹽度水例如海水或高鹽度產(chǎn)出水。
[0086] 可存在一個注射井和一個生產(chǎn)井，但優(yōu)選可存在多于一個注射井和多于一個生產(chǎn) 井。在注射井和生產(chǎn)井之間可存在許多不同的空間關(guān)系。注射井可位于生產(chǎn)井周圍?；蛘?注射井可為兩排或更多排，在每一排之間坐落生產(chǎn)井。這些構(gòu)型稱為〃型式溢流〃，本領(lǐng)域 技術(shù)人員將知道如何操作注射井，以在水溢流處理（二次或三次回收）期間獲得最大的油 回收率。當注射流體經(jīng)由具有兩個或更多個關(guān)聯(lián)的生產(chǎn)井的注射井注入儲層時，注射流體 的孔體積將為在注射井和兩個或更多個生產(chǎn)井之間的清掃體積。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解， 取決于注射井及其關(guān)聯(lián)的生產(chǎn)井的空間安排，注射流體可在不同的時間穿透進入每一個生 產(chǎn)井。
[0087] 本發(fā)明可陸上或近海操作。本發(fā)明設(shè)想的對聚合物使用的更大的控制和聚合物的 更有效利用可使得更多的近海點在EOR操作中使用聚合物溢流技術(shù)。
[0088] 計算機-執(zhí)行的方法和系統(tǒng) 為了確定油回收系統(tǒng)的各種部件的優(yōu)化設(shè)定，借助一個或多個模型模擬系統(tǒng)，如在國 際公布號W02010/139932 (其內(nèi)容通過引用結(jié)合到本文中）中描述的。每一個模型對于回 收系統(tǒng)的具體部件可能是專用的。
[0089] 可采用一種本領(lǐng)域已知的儲層模型，該模型為儲層的概念上的三維結(jié)構(gòu)，其由不 完整數(shù)據(jù)與由附近的井或由地震數(shù)據(jù)得到的數(shù)據(jù)估計的許多井間空間組成。儲層模型使用 預(yù)定的一組規(guī)則結(jié)合相關(guān)的輸入數(shù)據(jù)產(chǎn)生所需的輸出數(shù)據(jù)。與此結(jié)合，可采用儲層模擬，也 就是，預(yù)測流體通過多孔介質(zhì)的流動的計算機模型（因此基于儲層模型）。
[0090] 如以下進一步描述的，預(yù)測模型可預(yù)測從儲集巖置換的增加的油的量。使用儲層 模型，儲層模擬可利用信息，例如儲層的體積和形狀（包括上覆巖石結(jié)構(gòu)的安排和在巖石 結(jié)構(gòu)中任何故障或破裂的位置）、攜帶油的巖石結(jié)構(gòu)的孔隙率、在不同的方向攜帶油的巖石 結(jié)構(gòu)的滲透率（包括對油和水的相對滲透率）、攜帶油的巖石結(jié)構(gòu)的初始油飽和度、生產(chǎn)井 和注射井的位置、預(yù)測的清掃（通過向下注射至注射井的注射流體清掃的儲層的體積），與 預(yù)測模型的結(jié)果組合，以提供關(guān)于在生產(chǎn)井處有多少預(yù)測的置換的油可回收的指示。模型 優(yōu)選通過處理系統(tǒng)執(zhí)行，例如在平臺上的控制系統(tǒng)，其可包含常規(guī)的操作系統(tǒng)和儲存部件。
[0091] 通過預(yù)測模型預(yù)測的油的另外的量或增量為與輸入至預(yù)測模型的預(yù)定體積的油 相比，被置換或回收的油的量，例如，關(guān)于百分數(shù)、分數(shù)或體積。預(yù)定體積的油可包含"基礎(chǔ) "油置換（或回收）體積，其通過使用儲層模型運行"基礎(chǔ)水溢流"的模擬來計算?；谧?射流體的物理參數(shù)（例如注射壓力、注射流體的體積和注射速率）和特定儲層的物理參數(shù) (例如儲層壓力、結(jié)構(gòu)巖石的孔隙率和滲透率），該基礎(chǔ)值反映可回收或置換的油（通過儲 層模型，兩種計算是可能的）。通常，油的另外的或增量用預(yù)定的基礎(chǔ)值的百分數(shù)或分數(shù)表 達。或者，油的另外的或增加的體積可使用預(yù)測模型基于油的預(yù)定體積計算，該預(yù)定體積代 表在任何置換或回收油之前（在初次回收之前）或者緊鄰在提出的注射流體注射之前（例 如，在初次回收之后或在使用不同的注射流體二次回收之后），計算或估計放置在儲層中的 油的初始體積。
[0092] 通過使用預(yù)測模型的結(jié)果和運行儲層模型以模擬在生產(chǎn)井處置換的油的回收，通 過使用在低鹽度水中包含稠化聚合物的注射流體水驅(qū)儲層，將實現(xiàn)儲層模型預(yù)測殘余的油 飽和度，并且將該殘余油飽和度與使用包含單獨的低鹽度水的注射流體或在較高鹽度水中 包含稠化聚合物的注射流體已實現(xiàn)的儲層的油飽和度相比較，從而提供增加的油回收率的 預(yù)測。
[0093] 對于這些EOR技術(shù)中的每一種（與基線高鹽度水溢流，例如，海水溢流相比較），模 型能預(yù)測增加的油回收率。然而，比起低鹽度水溢流或在高鹽度水中使用稠化聚合物的聚 合物溢流，在低鹽度水中包含稠化聚合物的注射流體可能得到增加的油回收率。
[0094] 通過系統(tǒng)的接受工具接受的測量數(shù)據(jù)基于油儲層環(huán)境和注射流體的測量的化學 特性，如以下進一步解釋的。測量數(shù)據(jù)可包含通過適當布置的測量設(shè)備直接測量的特定的 測量的化學值，或化學特性的值的比率，或者可包含根據(jù)已知的技術(shù)衍生自多個單獨的化 學特性測量的值。
[0095] 為了使預(yù)測模型產(chǎn)生指示增加的置換油的預(yù)測量的數(shù)據(jù)，通過設(shè)置原油置換系統(tǒng) 以至于將具有測量的化學特性的注射流體（在低鹽度水中包含稠化聚合物）注入儲層而 實現(xiàn)，與注射流體、巖石結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)水和原油的某些化學特性關(guān)聯(lián)的測量數(shù)據(jù)應(yīng)輸入至模型 中。這些化學特性包括：儲集巖的整個巖石粘土含量，其可通過X-射線衍射（XRD)、掃描 電子顯微術(shù)（SEM)或紅外閃爍點計數(shù)測定；巖石的粘土部分的礦物質(zhì)含量，特別是，蒙脫石 類型（例如蒙脫土）、葉蠟石類型、高嶺石類型、伊利石類型和海綠石類型的粘土，其可通過 X-射線衍射（XRD)或掃描電子顯微術(shù)（SEM)測定；油的美國石油學會（API)重力（相對密 度）；油的總酸值（TAN值，酸性的度量）；油的浙青烯和樹脂組分的含量；在儲層壓力和溫 度下的油粘度；在標準條件下（例如，可在20°C、25°C和30°C下進行粘度測量）儲罐原油 (在生產(chǎn)設(shè)備處已分離的油）的粘度；結(jié)構(gòu)水的總?cè)芙獾墓腆w含量（TDS)、結(jié)構(gòu)水的多價陽 離子的濃度；提議的注射流體的多價陽離子的濃度；提議的注射流體的TDS含量（指示鹽 度）；在含水基礎(chǔ)流體中包含稠化聚合物的提議的注射流體的粘度，其可作為聚合物濃度、 聚合物分子量、聚合物類型（化學結(jié)構(gòu)）、在儲層條件下的剪切速率和含水基礎(chǔ)流體的鹽度 的函數(shù)，通過模型來計算；運輸參數(shù)例如在儲集巖（特別是，在粘土礦物質(zhì)）上的聚合物吸 附、滲透率降低、在粘土的Na和Ca位點與注射流體之間的陽離子交換和難接近的孔體積。 [0096] 可測量以提供輸入至模型的測量數(shù)據(jù)的其它優(yōu)選的或更特定的化學特性為：巖石 結(jié)構(gòu)的整個巖石XRD分析，包括在儲集巖中的所有礦物質(zhì)類型（包括粘土，和過渡金屬化合 物，例如氧化物和碳酸鹽，例如，氧化鐵、菱鐵礦和斜長石）；巖石的（電位；油的基礎(chǔ)數(shù)量； 總的油SARA分析（SARA代表飽和物質(zhì)、芳香物質(zhì)、樹脂和浙青烯，并且為有多少每一種類型 的油組分存在于樣品中的全面評價）；結(jié)構(gòu)水的鎂、鈣、鋇和/或鐵濃度；結(jié)構(gòu)水的pH ;注射 流體的鎂、鈣、鋇和/或鐵濃度；和注射流體的pH。
[0097] 可按需考慮另外的參數(shù)，以設(shè)置預(yù)測模型?？煽紤]的一些另外的參數(shù)為：油的傾點 溫度（°C );油的濁點溫度（°C );在15°C或在一些其它標準溫度下油的密度（g/ml);油的 沸點分布（重量％);油的沸點分布CC );油的總氮含量（ppm wt);油的堿性氮含量（ppm wt);油的表面張力（mN/m);油/鹽水界面張力（mN/m);和油/淡水界面張力（mN/m)。
[0098] 預(yù)測模型可用現(xiàn)有的核心溢流（coreflood)數(shù)據(jù)和用于驗證模型的單井化學示 蹤劑（SWCT)測試數(shù)據(jù)得到的數(shù)據(jù)來填充。系統(tǒng)軟件則確定化學特性和置換油之間的相關(guān) 性，并且使用這些相關(guān)性來預(yù)測從模制的儲層的結(jié)構(gòu)巖石的孔空間置換油，并且如果結(jié)合 儲層模型運行，則預(yù)測模制的儲層的增加的油回收率。
[0099] 基于預(yù)測數(shù)據(jù)，其優(yōu)選指示增加的油置換的值作為由輸入預(yù)測模型的數(shù)據(jù)指示的 油的體積百分數(shù)，系統(tǒng)可確定優(yōu)化或提議的操作模式，并且當這么做時通?？紤]另外的數(shù) 據(jù)。該另外的數(shù)據(jù)可包括關(guān)于可經(jīng)由流體注射井提供和注入儲層的注射流體的所需體積的 數(shù)據(jù)，以及可影響注射流體提供的任何技術(shù)限制或資源要求，例如使用脫鹽設(shè)備來生產(chǎn)所 需體積的注射流體的要求或聚合物成本。通常，將包含低鹽度稠化聚合物的注射流體連續(xù) 通向結(jié)構(gòu)或優(yōu)選將受控孔體積（PV)的注射流體段塞通向結(jié)構(gòu)。
[0100] 應(yīng)用計算機-執(zhí)行的方法和系統(tǒng)是有利的，其中存在具有優(yōu)化的或所需鹽度和/ 或優(yōu)化的或所需的多價陽離子含量的有限供應(yīng)的天然存在的注射流體，和/或任何脫鹽設(shè) 備生產(chǎn)有限供應(yīng)的具有優(yōu)化的或所需的鹽度和/或優(yōu)化的或所需的多價陽離子含量的注 射流體，或聚合物成本意味著可利用有限供應(yīng)的在低鹽度水中包含稠化聚合物的注射流 體。當可注入一個或多個儲層或井的優(yōu)化的注射流體的體積由于需要被限于通過將產(chǎn)出水 注入儲層或井來處理產(chǎn)出水時，應(yīng)用計算機-執(zhí)行的方法和系統(tǒng)也是有利的。
[0101] 操作點可包含將注射流體注入一個或多個所選的井的用法說明。在一個實例中， 當可利用有限體積的稠化聚合物和/或有限體積的低鹽度水用作注射流體（"低鹽度水" 如上定義）時，基于在儲層中適當位置的初始油，通過模型產(chǎn)生的預(yù)測的數(shù)據(jù)可指示特定 的井預(yù)測得到8%的增加的油回收率，而對于儲層的其它井，預(yù)測12%和4%的值。系統(tǒng)軟 件可設(shè)置用于基于這些生產(chǎn)結(jié)果排序或排列井為優(yōu)先順序，并且用于確定操作模式的預(yù)測 模型或其它系統(tǒng)軟件（例如儲層模型）可考慮多種因素，例如每一個儲層的初始油飽和度 (適當位置的初始油），置換增加的油用于在每一個井處生產(chǎn)所需的注射流體的可用的體 積和段塞體積。
[0102] 系統(tǒng)軟件還可設(shè)置用于提供生產(chǎn)井的修改評級，其考慮使用在低鹽度水中包含稠 化聚合物的注射流體可實現(xiàn)的增加的油置換，和使用產(chǎn)出水、低鹽度水和產(chǎn)出水的共混物 或在產(chǎn)出水中稠化聚合物作為注射流體可實現(xiàn)的增加的油置換，考慮在低鹽度水中包含稠 化聚合物的注射流體的可用的體積和例如期望再注射的產(chǎn)出水的體積。
[0103] 現(xiàn)在描述應(yīng)用計算機-執(zhí)行的方法和系統(tǒng)的其它實例。已知在單一儲層（垂直 和橫向方向二者）內(nèi)，巖石結(jié)構(gòu)、油和結(jié)構(gòu)水的化學性質(zhì)或特性可在空間上變化。因此，當 儲層包含兩個或更多個上覆的攜帶油的巖石結(jié)構(gòu)（下文中稱為儲層的上覆部分）時，這些 上覆部分可具有不同的化學特性（由于巖石結(jié)構(gòu)的化學特性的差異，或由于原油的化學特 性的差異，或包含在巖石結(jié)構(gòu)的孔內(nèi)的結(jié)構(gòu)水化學特性的差異）。儲層的上覆部分可具有 不同的初始油飽和度（也稱為適當位置的初始油）。另外，巖石結(jié)構(gòu)、油和結(jié)構(gòu)水的化學性 質(zhì)或特性可橫過儲層的層變化，使得可在不同的位置測量不同的化學性質(zhì)或特性。初始油 飽和度也可橫過儲層的層變化?？紤]到在儲層中不同的位置，儲層具有多個注射井，計算 機-執(zhí)行的方法可確定操作模式，其包含基于哪一個測量數(shù)據(jù)已經(jīng)被輸入到預(yù)測模型，指 示哪一個井應(yīng)注入具有測量的化學特性的注射流體（在低鹽度水中包含稠化聚合物的注 射流體），以便使置換的增加的油以及因此潛在回收的油最大化。因此，預(yù)測模型可包括在 儲層的不同的上覆層中儲集巖、油和結(jié)構(gòu)水的化學特性的測量以及包括在儲層的層內(nèi)不同 位置處這些化學特性的測量。
[0104] 例如，在使用在低鹽度水中包含稠化聚合物的注射流體的三次回收的情況下，可 存在儲層的差清掃區(qū)域。通過結(jié)合使用儲層模型得到的地理學數(shù)據(jù)使用預(yù)測模型，系統(tǒng)可 確定應(yīng)被另外的水溢流靶向的儲層的操作模式面積。當注射在低鹽度水中包含稠化聚合物 的注射流體時，操作模式可包含選擇可能靶向這些差清掃區(qū)域的井。另外，基于儲層滲透率 數(shù)據(jù)，可確定如果用非稠化的注射流體驅(qū)最可能繞過以及如果使用在低鹽度水中包含稠化 聚合物的注射流體驅(qū)可能導(dǎo)致另外的油置換的儲層區(qū)域。基于該測定，可通過系統(tǒng)軟件確 定用于進一步注射的注射井、用于新油田的注射井的位置或用于現(xiàn)有的儲層的加密井的位 置的選擇。
[0105] 例如，當用作注射流體的在低鹽度水中的稠化聚合物有限供應(yīng)時，計算機-執(zhí)行 的方法和系統(tǒng)特別有利，并且可如上所述采用預(yù)測模型用于排序或排列待以優(yōu)先順序注射 的井。用于確定操作模式的預(yù)測模型或其它系統(tǒng)軟件可使用預(yù)定的規(guī)則來考慮多種因素， 例如對于其中測量的油和/或結(jié)構(gòu)水化學特性和/或滲透率變化的儲層的每一個截面，置 換該增加的油所需的注射流體的可用的體積和段塞體積。
[0106] 化學特性可橫過儲層截面變化。因此，預(yù)測模型可用于排列注射井，這些注射井安 排在儲層中不同的位置，并且穿入儲層的截面。預(yù)測模型可因此確定操作模式，其中稠化的 低鹽度水用作注射流體，用于一個或多個但不是所有的穿入儲層截面的注射井。
[0107] 儲層模型或儲層模擬可與上述預(yù)測模型組合使用，以提供另外的有價值的信息。 該信息還可用于預(yù)測何時和在哪發(fā)生油的優(yōu)化的回收。基于這樣的預(yù)測數(shù)據(jù)，可預(yù)測注射 井和/或生產(chǎn)井的優(yōu)化位置，允許計劃儲層或甚至整個油田的布置，以允許油回收效率優(yōu) 化。預(yù)測數(shù)據(jù)還可用于預(yù)測加密注射井的優(yōu)化位置，用于注射在低鹽度水中包含稠化聚合 物的注射流體。
[0108] 鉬合的低鹽度水溢流和聚合物溢流樽擬的律樽研究 模型描述 在第一研究中，LandMark的市售可得的"VIP〃儲層模擬器用于模擬低鹽度水溢流 和聚合物溢流過程的組合。Jerauld等人（Jerauld, G. R.，Lin, C. Y.，Webb, K. J?，和 Seccombe，J. C. (2008) Modeling Low-Salinity Waterflooding(低鹽度水驅(qū)法建模）， SPE Reservoir Evaluation and Engineering，論文 SPE 102239,12 月，1000-1012)描述的 低鹽度模型的關(guān)鍵的特征為： 1.鹽被模擬為水相中的另外單一-成塊組分，其可注射和追蹤。水相的粘度和密度取 決于鹽度。
[0109] 2.相對滲透率和毛細管壓力為鹽度的函數(shù)。在高鹽度和低鹽度下，該依賴性消 失。高鹽度和低鹽度相對滲透率曲線為模型的輸入。在這些高鹽度和低鹽度之間插入滲透 率曲線的形狀。考慮對鹽度的依賴性是不可逆的，使得獲得的最低鹽度限定相對滲透率。
[0110] 3.原生水部分使得難接近，以證明原生水的筑堤對過程的影響。
[0111] 4.包括在吸入和二次-排水相對滲透率之間的滯后，以精確模擬油-庫發(fā)展。
[0112] 5.包括在水相內(nèi)的分散體模型，以能夠更嚴格研究分散體的影響。
[0113] 在VIP儲層模擬器中用于聚合物流變學、化學和運輸?shù)木酆衔锬Ｐ团cUTCHEM模 型的早期版本相同(The University of Texas Chemical Compositional Simulator, Camilleri 等人-Camilleri, D. , Engelsen, S. , Lake, L. W. , Lin, E. C. , Ohno, T. , Pope, G.和 Sepehrnoori, K. (1987) Description of an Improved Compositional Micellar /Polymer Simulator (改進的組成膠束/聚合物模擬器的描述），SPE Reservoir Engineering, 11 月，第 427-432 頁；Camilleri, D. , Fil, A. , Pope, G. A. , Rouse, B. A. and Sepehrnoori,K. ,(1987) Improvements in Physical-Property Models Used in Micellar /Polymer Flooding(用于膠束/聚合物驅(qū)的物理性質(zhì)模型的改進），SPE, Reservoir Engineering, 11月，第433-440頁）。聚合物模型的關(guān)鍵的特征為： 1.聚合物溶液粘度為聚合物濃度、剪切速率和鹽度的函數(shù)。溫度對聚合物粘度的影響 沒有直接模擬。
[0114] 2.考慮所有運輸參數(shù)，例如聚合物吸附、滲透率降低、陽離子交換和難接近的孔 體積。
[0115] 3.其它效果（例如在混合和表面設(shè)備中以及在井和注射管線中的聚合物降解） 認為是模型的外部。
[0116] 模擬 一維（ID)模擬研究。進行ID模擬運行，以研究組合低鹽度水溢流和聚合物溢流過程對 置換效率的影響。不希望束縛于任何理論，相信出于不同的原因，低鹽度水和聚合物二者均 影響油的ID置換。由于可濕性變化朝向更多的水-濕巖石，低鹽度水溢流改變相對滲透率 曲線的形狀，如圖3所示。通過端點按比例，由高鹽度相對滲透率估計低鹽度相對滲透率。 基于一些典型的X-射線衍射（XRD)預(yù)測工具結(jié)果，15%的另外的油回收率適用于構(gòu)建低鹽 度相對滲透率曲線。如下計算經(jīng)基線高鹽度水溢流的增加的回收率：
【權(quán)利要求】
1. 一種使用注射流體從地下攜帶油的儲層回收油的方法，所述注射流體在低鹽度水 中包含稠化聚合物，其中所述低鹽度水的總?cè)芙獾墓腆wCTDS)含量為15,000 ppmv或更少， 并且其中所述低鹽度水的多價陽離子含量與儲層的原生水的多價陽離子含量的比率小于 1，所述儲層被一個或多個注射井并且被一個或多個生產(chǎn)井穿入，所述方法包括以0. 4-1. 5 孔體積（PV)范圍的段塞尺寸將注射流體注入至少一個注射井。
2. 權(quán)利要求1的方法，其中所述注射流體以0. 5-1. 0 PV，優(yōu)選，0. 6-0. 9 PV的段塞尺 寸注射。
3. 權(quán)利要求1或2的方法，其中在二次回收期間注射所述注射流體。
4. 權(quán)利要求3的方法，其中所述油的粘度為40-200 cP。
5. 前述權(quán)利要求中任一項的方法，其中所述低鹽度水的TDS含量小于12, 000 ppmv， 更優(yōu)選，小于10, 〇〇〇 ppmv,最優(yōu)選，小于8, 000 ppmv,特別是，小于5, 000 ppmv。
6. 前述權(quán)利要求中任一項的方法，其中所述低鹽度水的總?cè)芙獾墓腆w（TDS)含量為 至少100 ppmv,優(yōu)選，至少200 ppmv,更優(yōu)選，至少500 ppmv,最優(yōu)選，至少1000 ppmv。
7. 前述權(quán)利要求中任一項的方法，其中所述低鹽度水的多價陽離子含量與儲層的原 生水的多價陽離子含量的比率小于〇. 9,例如，小于0. 8。
8. 前述權(quán)利要求中任一項的方法，其中被用作注射流體的基礎(chǔ)流體的所述低鹽度水 的多價陽離子含量小于200 ppmv,更優(yōu)選，小于100 ppmv,特別是，40 ppmv或更少，例如，小 于 25 ppmv。
9. 前述權(quán)利要求中任一項的方法，其中所述稠化聚合物為丙烯酰胺聚合物。
10. 前述權(quán)利要求中任一項的方法，其中所述注射流體為稠化聚合物在低鹽度水中的 溶液。
11. 權(quán)利要求1-9中任一項的方法，其中所述注射流體為稠化聚合物在低鹽度水中的 分散體。
12. 前述權(quán)利要求中任一項的方法，其中所述注射流體包含至少500ppm重量的聚合 物。
13. 前述權(quán)利要求中任一項的方法，其中所述油的流動性與注射流體的原位流動性的 比率接近或者為1:1。
14. 前述權(quán)利要求中任一項的方法，其中所述注射流體的粘度在3-200 cP范圍。
15. 前述權(quán)利要求中任一項的方法，其中所述油的粘度為40-200cP，并且所述注射流 體的段塞尺寸在〇. 5-0. 9 PV范圍。
16. 權(quán)利要求1-14中任一項的方法，其中所述油的粘度為3-40cP，并且注射流體的段 塞尺寸在0.7-1. 5 PV范圍。
17. 前述權(quán)利要求中任一項的方法，其中在注射注射流體之后，可將驅(qū)動流體注入儲 層。
18. 權(quán)利要求1-16中任一項的方法，其中在注射注射流體之后，可將驅(qū)動流體注入儲 層，所述驅(qū)動流體將注射流體清掃通過儲層至生產(chǎn)井。
19. 權(quán)利要求17或18的方法，其中所述驅(qū)動流體以比注射流體更大的孔體積注入儲 層。
20. 權(quán)利要求19的方法，其中所述驅(qū)動流體以至少1，優(yōu)選，至少2,例如，在2-10范圍 的孔體積注入儲層。
21. 前述權(quán)利要求中任一項的方法，其中在注射注射流體之前和/或之后將間隔流體 注入儲層。
22. 前述權(quán)利要求中任一項的方法，其中所述注射流體在壓力下注入至少一個與生產(chǎn) 井隔開的注射井，并且從注射井直接通向儲層的攜帶油的巖石。 23?權(quán)利要求22的方法，其中在10, 000-100, 000 kPa (100-1000巴）的壓力下注射 所述注射流體。
【文檔編號】E21B43/20GK104334678SQ201380019135
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2013年2月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月9日
【發(fā)明者】G.R.杰羅爾德, H.莫哈馬迪 申請人:英國石油勘探運作有限公司