本發(fā)明涉及油氣田開發(fā)工程，具體來講，涉及一種多元稠油采油方法。

背景技術(shù)：

1、稠油由于其原始油藏條件下的原油黏度較高(地層原油黏度大于50mpa·s或地面脫氣原油黏度大于100mpa·s)，單純依靠天然能量或者水驅(qū)、化學(xué)驅(qū)等冷采技術(shù)難以有效開發(fā)，產(chǎn)能較低，因此有效降粘是稠油油藏開發(fā)面臨的主要難題。注蒸汽熱采已成為國(guó)內(nèi)外稠油油藏的主要開發(fā)技術(shù)，包括蒸汽吞吐、蒸汽驅(qū)及蒸汽輔助重力泄油(sagd)3種技術(shù)。其中蒸汽吞吐是應(yīng)用最為廣泛的稠油熱采開發(fā)方式，吞吐采收率為20%~35%，汽油比為3.0~5.22，適合油層厚度超過10m、埋深低于900m、孔隙度高于0.3、含油飽和度高于0.4的油藏。

2、傳統(tǒng)的注蒸汽熱采技術(shù)在低滲稠油油藏進(jìn)行應(yīng)用時(shí)存在以下問題：

3、（1）井間蒸汽竄流問題：汽竄產(chǎn)生的原因包括層內(nèi)或?qū)娱g非均質(zhì)性、厚油層內(nèi)嚴(yán)重的蒸汽超覆、注汽參數(shù)不合理、注入流體沿注采井間主流線舌進(jìn)、連續(xù)注蒸汽導(dǎo)致井間熱連通或壓力連通等。

4、（2）滲流過程中蒸汽干度隨運(yùn)移距離的增加極速降低，因而蒸汽熱量波及范圍小，換熱效率低。

5、（3）邊底水體侵入問題：邊底水侵入是影響稠油熱采開發(fā)效果的重要問題。帶有邊底水稠油油藏在熱采開發(fā)過程，由于水體侵入形成的水錐或水脊是導(dǎo)致熱采效果差的主要因素，原因包括儲(chǔ)層非均質(zhì)性、固井質(zhì)量差、射開水層、熱采改善措施不當(dāng)及注汽參數(shù)不合理等地質(zhì)和工程因素。當(dāng)熱采井與水層建立連通后，油井平均含水率急劇上升，影響油井正常生產(chǎn)。

6、目前，常規(guī)的單一蒸汽注入方式已經(jīng)不適合稠油油藏的高效開發(fā)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)：為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種多元稠油采油方法，該多元稠油采油方法中提出了基于復(fù)合氣體+蒸汽+化學(xué)助劑方式的多元熱復(fù)合開發(fā)技術(shù)。二氧化碳在稠油中具有高溶解性，有助于抽提出稠油中的輕質(zhì)組分，但單一采用二氧化碳進(jìn)行蒸汽驅(qū)油，容易導(dǎo)致發(fā)生嚴(yán)重汽竄；氮?dú)庠诔碛椭械娜芙庑圆罴芭蛎浵禂?shù)大，能夠擴(kuò)大蒸汽的加熱范圍，在一定程度上注入氮?dú)饽軌蛞种七叺姿Z進(jìn)，本發(fā)明通過一定比例復(fù)配二氧化碳與氮?dú)庑纬蓮?fù)合蒸汽驅(qū)替，打開高滲透通道，又不會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重汽竄。多元熱流體開采技術(shù)是將n2、co2氣體與高溫蒸汽同時(shí)注入油藏驅(qū)替原油的一種復(fù)合熱采技術(shù)，水蒸汽的高溫可有效降低原油黏度，co2與原油混相不僅進(jìn)一步降低了原油黏度，而且原油溶解co2后原油體積可膨脹10%-40%，改善了原油流態(tài)；n2的壓縮系數(shù)較大，高壓注入時(shí)，較高的膨脹能可補(bǔ)充地層能量。在多元熱流體注入地層過程中，多元熱流體中的氣體快速滲流加快了熱傳遞速度，可有效克服蒸汽驅(qū)的沿程熱損失，同時(shí)蒸汽在與地層流體進(jìn)行熱交換后形成的熱水在一定程度上緩解了氣竄的形成。此外，化學(xué)助劑的加入，可以進(jìn)一步降低稠油粘度，促進(jìn)稠油流動(dòng)，稠油流出后產(chǎn)生的孔隙為后續(xù)的氮?dú)?、二氧化碳蒸汽?qū)提供了高滲通道，提高稠油油藏采出程度。

2、本發(fā)明提供了一種多元稠油采油方法，所述多元稠油采油方法包括以下步驟：

3、s1：將二氧化碳和氮?dú)馀c蒸汽混合后，以混合氣的形式協(xié)同注入注入井，其中，二氧化碳的摩爾分?jǐn)?shù)為20%-30%，氮?dú)獾哪柗謹(jǐn)?shù)為70%-80%。

4、s2：當(dāng)生產(chǎn)油氣比大于1000m3/t時(shí)，進(jìn)行化學(xué)助劑段塞注入階段，通過注入井將化學(xué)助劑段塞注入地層中；其中，化學(xué)助劑注入量為0.5-1pv；

5、其中，所述化學(xué)助劑為納米材料和水溶性聚合物改性得到的復(fù)合助劑；或者化學(xué)助劑為納米材料和油溶性聚合物改性得到的復(fù)合助劑。參考圖1所示，圖1示出了本發(fā)明多元稠油采油方法的流程圖。

6、可選的，步驟s1中，二氧化碳的摩爾分?jǐn)?shù)為24%-27%，氮?dú)獾哪柗謹(jǐn)?shù)為73%-76%。本發(fā)明通過控制二氧化碳與氮?dú)獾呐浔?，防止二氧化碳含量過多時(shí)，導(dǎo)致嚴(yán)重起竄。

7、可選的，混合氣的注氣速度為1-2ml/min。一般而言當(dāng)混合氣體的注氣速率過大時(shí)，會(huì)導(dǎo)致起竄較早發(fā)生，導(dǎo)致蒸汽來不及向遠(yuǎn)距離傳熱。本發(fā)明通過一定配比的二氧化碳與氮?dú)饣旌?，在該注氣速度范圍?nèi)，能夠擴(kuò)大蒸汽的擴(kuò)大范圍同時(shí)擴(kuò)大蒸汽的作用距離。

8、可選的，步驟s1中，二氧化碳的摩爾分?jǐn)?shù)為25%，氮?dú)獾哪柗謹(jǐn)?shù)為75%。

9、可選的，稠油為地層埋深超過1800米、滲透率小于300md、原油粘度大于200mpa·s的油藏。可選的，原油粘度大于10000mpa·s。

10、可選的，所述水溶性聚合物為十二烷基磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、9,10-二羥基硬脂酸鈉、月桂醇聚醚硫酸酯鈉、十六烷基氨基苯磺酸、十六烷基四甲基溴化銨中的一種或多種。

11、可選的，所述納米材料為四氧化三鐵、鐵酸銅、納米二氧化硅、納米二氧化鈦、納米纖維素、納米多孔石墨烯、碳納米管中的一種或多種。

12、其中，十二烷基磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、9,10-二羥基硬脂酸鈉和月桂醇聚醚硫酸酯鈉為陰離子型乳化降粘劑，具有良好的耐溫性，但一般陰離子型乳化降粘劑極易與地層中的高價(jià)陽(yáng)離子產(chǎn)生沉淀，導(dǎo)致性能降低。而納米材料具有粒徑?。ㄆ骄叫∮?00nm），比表面積大的特點(diǎn)，具有良好的吸附稠油瀝青質(zhì)的能力，但納米材料很難分散到稠油體系中。將納米材料與陰離子型乳化降粘劑進(jìn)行改性復(fù)配，在一定程度上，可以避免陰離子型乳化降粘劑與地層中陽(yáng)離子產(chǎn)生作用，同時(shí)使納米材料均勻分散到稠油體系中。

13、此外，十六烷基氨基苯磺酸和十六烷基四甲基溴化銨為陽(yáng)離子型乳化降粘劑，由于大多數(shù)巖石帶負(fù)電，對(duì)陽(yáng)離子型乳化降黏劑有強(qiáng)吸附作用，會(huì)導(dǎo)致其性能降低，本發(fā)明通過將納米材料與陽(yáng)離子型乳化降粘劑進(jìn)行改性復(fù)配，在一定程度上，可以避免陽(yáng)離子型乳化降粘劑與地層中陰離子產(chǎn)生作用。

14、可選的，納米材料和水溶性聚合物或油溶性聚合物的質(zhì)量比為0.3-1:1。

15、可選的，所述水溶性聚合物或油溶性聚合物均為通過至少3種不飽和單體之間發(fā)生均聚或共聚反應(yīng)形成的聚合物；

16、其中，不飽和單體為馬來酸酐、硬脂酸、苯乙烯、醋酸乙烯、丙烯酸、丙烯酸十八酯、4-乙烯基吡啶、丙烯酰胺、疏水烷基丙烯酰胺、丙烯酰胺基烷基氯化銨季銨鹽或非離子聚醚丙烯酸酯。

17、可選的，鐵酸銅的制備方法包括以下步驟：

18、將fe3+鹽溶液與cu2+鹽溶液進(jìn)行混合，加堿調(diào)節(jié)ph至7-8，在溫度90-105℃進(jìn)行反應(yīng)，然后經(jīng)洗滌、干燥、研磨后，置于400℃-500℃進(jìn)行焙燒，得到磁性納米材料鐵酸銅。

19、其中cu2+與fe3+的摩爾比為1:2-3。

20、可選的，堿為氫氧化鈉或氫氧化鉀。

21、可選的，fe3+鹽溶液可以是硝酸鐵或氯化鐵溶液。cu2+鹽溶液可以是氯化銅、硝酸銅或硫酸銅溶液。

22、鐵酸銅磁性納米粒子具有高磁性且不易被氧化和腐蝕，無毒無害，可以作為降粘劑的磁性材料，該磁性材料與其他納米材料、水溶性或油溶性聚合物進(jìn)行復(fù)配得到的復(fù)合助劑，在使用結(jié)束后，可以進(jìn)行回收再利用。

23、可選的，所述復(fù)合助劑的制備方法包括以下步驟：

24、（1）將納米材料置于無水乙醇中進(jìn)行超聲分散，然后加入偶聯(lián)劑升溫至80-100℃，劇烈攪拌，然后降至室溫，經(jīng)離心、洗滌、干燥，得到改性納米材料。經(jīng)改性后的納米材料提高了相容性。

25、（2）將丙烯酸十八酯、4-乙烯基吡啶、丙烯酰胺加入反應(yīng)容器中，加入甲苯作為反應(yīng)溶劑，然后再加入改性納米材料，在溫度80-90℃，滴加引發(fā)劑，反應(yīng)結(jié)束后降至室溫，采用甲醇溶脹反應(yīng)產(chǎn)物，讓納米材料枝接共聚物沉淀，然后依次經(jīng)洗滌、干燥，得到復(fù)合助劑；

26、其中，丙烯酸十八酯、4-乙烯基吡啶、丙烯酰胺的摩爾比為4-5：2-3：1，改性納米材料的添加量為不飽和單體總質(zhì)量的20%-30%。

27、進(jìn)一步講，通過該方法制備得到的復(fù)合助劑，將丙烯酸十八酯、4-乙烯基吡啶、丙烯酰胺這3種單體與改性的納米材料共聚得到復(fù)合助劑。丙烯酸十八酯具有長(zhǎng)鏈烷基，可以增加共聚物的油溶性，4-乙烯基吡啶具有芳香環(huán)結(jié)構(gòu)，對(duì)稠油中的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)的聚集體系有很好的滲透性，而且吡啶環(huán)上的n原子可以和丙烯酰胺中的強(qiáng)極性酰胺基團(tuán)協(xié)同作用，破壞稠油中的氫鍵結(jié)構(gòu)，利用接枝共聚物的油溶性和空間位阻，提高了納米材料在稠油中的溶解性和分散性，同時(shí)發(fā)揮納米材料的吸附性能和油溶性聚合物的滲透拆解作用，達(dá)到二者協(xié)同降粘的效果。

28、可選的，所述復(fù)合助劑的制備方法包括以下步驟：

29、（1）將納米材料置于無水乙醇中進(jìn)行超聲分散，然后加入偶聯(lián)劑升溫至80-100℃，劇烈攪拌，然后降至室溫，經(jīng)離心、洗滌、干燥，得到改性納米材料；

30、（2）將丙烯酰胺、疏水烷基丙烯酰胺、丙烯酰胺基烷基氯化銨季銨鹽和非離子聚醚丙烯酸酯加入反應(yīng)容器中并加入蒸餾水，降溫到10℃以下，調(diào)節(jié)ph至7-8，然后加入改性納米材料，加入引發(fā)劑進(jìn)行聚合反應(yīng)，然后加入堿在溫度70-80℃下進(jìn)行水解，經(jīng)流化床干燥、粉碎篩分，得復(fù)合助劑。

31、其中，丙烯酰胺、疏水烷基丙烯酰胺、丙烯酰胺基烷基氯化銨季銨鹽和非離子聚醚丙烯酸酯的摩爾比為2-3：2-3：1-2：1，改性納米材料的添加量為不飽和單體總質(zhì)量的10%-20%。

32、進(jìn)一步講，通過該方法制備得到的復(fù)合助劑，在丙烯酰胺聚合物主鏈中引入具有表面活性單體、非極性剛性單體與改性納米材料進(jìn)行共聚，得到的復(fù)合助劑具有兩親性、高分子抗溫耐鹽特性及高分子效率，同時(shí)聚合物分子主鏈中引入的高界表面活性基團(tuán)，又實(shí)現(xiàn)了分子的高表面活性及較高的乳化降粘性能，同時(shí)發(fā)揮納米材料的吸附性能和聚合物的滲透拆解作用，達(dá)到二者協(xié)同降粘的效果。

33、可選的，所述引發(fā)劑為偶氮二異丁腈、硫酸銨或亞硫酸氫鈉中的一種或多種。

34、可選的，偶聯(lián)劑可以是硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑中的一種或多種。

35、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少取得以下有益效果中的一項(xiàng)：

36、（1）本發(fā)明多元稠油采油方法通過一定比例復(fù)配二氧化碳與氮?dú)庑纬蓮?fù)合蒸汽驅(qū)替，打開高滲透通道，又不會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重起竄?；瘜W(xué)助劑的加入，可以進(jìn)一步降低稠油粘度，促進(jìn)稠油流動(dòng)，稠油流出后產(chǎn)生的孔隙為后續(xù)的氮?dú)狻⒍趸颊羝?qū)提供了高滲通道，提高稠油油藏采出程度。

37、（2）本發(fā)明多元稠油采油方法中將丙烯酸十八酯、4-乙烯基吡啶、丙烯酰胺這3種單體與改性的納米材料共聚得到復(fù)合助劑。丙烯酸十八酯具有長(zhǎng)鏈烷基，可以增加共聚物的油溶性，4-乙烯基吡啶具有芳香環(huán)結(jié)構(gòu)，對(duì)稠油中的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)的聚集體系有很好的滲透性，而且吡啶環(huán)上的n原子可以和丙烯酰胺中的強(qiáng)極性酰胺基團(tuán)協(xié)同作用，破壞稠油中的氫鍵結(jié)構(gòu)，利用接枝共聚物的油溶性和空間位阻，提高了納米材料在稠油中的溶解性和分散性，同時(shí)發(fā)揮納米材料的吸附性能和油溶性聚合物的滲透拆解作用，達(dá)到二者協(xié)同降粘的效果。

38、（3）本發(fā)明多元稠油采油方法中在丙烯酰胺聚合物主鏈中引入具有表面活性單體、非極性剛性單體與改性納米材料進(jìn)行共聚，得到的復(fù)合助劑既高分子抗溫耐鹽特性及高分子效率，同時(shí)聚合物分子主鏈中引入的高界表面活性基團(tuán)，又實(shí)現(xiàn)了分子的高表面活性及較高的乳化降粘性能，同時(shí)發(fā)揮納米材料的吸附性能和聚合物的滲透拆解作用，達(dá)到二者協(xié)同降粘的效果。