一种针对低温储层的自生CO2提高采收率的方法

一种针对低温储层的自生co2提高采收率的方法
技术领域
1.本发明属于油田开发领域，涉及油藏水驱后利用自生气提高采收率的方法，尤其涉及一种针对低温储层的自生co2提高采收率的方法。


背景技术：

2.我国大多数油田已处于高含水和高采出程度阶段，需通过三次采油技术进一步提高采收率，利用co2驱油是目前三次采油过程中十分有效的方法。发明专利“一种基于气举法采油的ccus系统及应用”(cn105114045b)，通过二氧化碳捕集、利用与封存技术(carbon capture，utilization and storage，ccus)，对生产过程中排放的二氧化碳进行提纯，继而投入到新的生产过程中可以循环再利用，但该技术中二氧化碳的脱附、压缩和转运过程需要消耗大量能量，操作繁琐且成本较高。发明专利“一种用于油水井解堵增能的层内自生气体系及其使用方法”(cn103333670a)，通过尿素在地层温度下热解产生大量co2，此方法成本虽然较低但适用油藏范围小，产气量优化较为困难。发明专利“低温地层自生气体解堵剂的制备方法及解堵工艺”(cn1693656a)，由盐酸、冰醋酸和互溶剂混合成a剂,尿素和硝酸铵混合成b剂，通过双液法分段塞将化学剂注入地层从而生产co2，但双液法生气体系无法在地面混合，两个段塞间需要添加隔离段塞，施工复杂，且无法保证两种化学剂充分反应，易造成原料浪费，从而增加施工成本。有学者通过化学剂在一定的地层温度下分解或发生化学反应，从而产生气体，但该方法的分解温度要求较高，分解反应为吸热反应，会造成地层局部降温而产生冷伤害(宋丹,蒲万芬,徐晓峰,等.自生co2驱油技术体系及驱油效果研究[j].石油钻采工艺,2007,29(1):82-85)。现有的单液法自生co2技术多适用于120℃以上的高温储层，适用油藏范围小，双液法自生co2技术对油藏温度没有要求，但其工艺复杂，生气效率低。


技术实现要素：

[0003]
本发明的目的在于提供一种针对低温储层的自生co2提高采收率的方法，该方法成本低且操作简便，通过使用尿素酶增加了尿素在地层的分解速度，降低了尿素分解要求的温度，从而将自生co2提高采收率扩展到了60℃以下的储层，对于进一步提高储层采收率十分有效，具有广阔的市场应用前景。
[0004]
为达到以上技术目的，本发明采用以下技术方案。
[0005]
一种针对低温储层的自生co2提高采收率的方法，依次包括以下步骤：
[0006]
(1)确定自生气体系由尿素混合液与尿素酶混合液两部分组成，所述尿素混合液中，尿素为5-10wt％，聚丙烯酰胺为0-3wt％，其余为去离子水；所述尿素酶混合液中，海藻糖为0.5-1wt％，尿素酶为50u/ml，其余为去离子水；
[0007]
(2)在常温常压下，将尿素、聚丙烯酰胺和去离子水按比例在配液罐中混合，制备尿素混合液；将尿素酶、海藻糖和去离子水按比例在另一配液罐中混合，制备尿素酶混合液；充分搅拌使其混合均匀；
[0008]
(3)采用吞吐或驱替的方式，将步骤(2)制备的尿素混合液和尿素酶混合液通过注入井注入到目标储层，注入方式为两种混合液按比例同时注入或以段塞形式交替注入，若同时注入，则尿素酶混合液和尿素混合液的注入比例范围为0.2-1，若以段塞形式交替注入，则尿素酶混合液和尿素混合液的注入比例范围为0.02-0.2；
[0009]
(4)注入过程中，控制尿素混合液与尿素酶混合液到达目标储层前在井筒内的滞留时间，防止尿素水解时间过长产生过量co2、nh3涌出井筒。
[0010]
进一步地，所述步骤(1)中，尿素酶为低温催化剂，来自洋刀豆提取物、大豆提取物或微生物(真菌或酵母)。
[0011]
进一步地，所述步骤(1)中，聚丙烯酰胺可由黄原胶、瓜儿胶等代替。
[0012]
进一步地，所述步骤(3)中，进行吞吐作业时，加入聚合物会增加水粘度从而造成排液困难，影响吞吐效果，因此吞吐作业无需加入聚合物；进行驱替作业时，加入聚合物能提高水粘度从而改善油水流度比，可以显著提高驱油效率。
[0013]
进一步地，所述步骤(3)中，若进行吞吐作业，以段塞形式交替注入尿素混合液和尿素酶混合液，确定合理的焖井时间，保证尿素酶不失去活性且尿素足量分解；若进行驱替作业，同时注入尿素混合液和尿素酶混合液，按照井间距选择合理注入速度，根据所选体系的反应速率，保证溶液井间滞留时间足够释放足量co2。
[0014]
进一步地，所述步骤(3)中，向目标储层注入尿素酶混合液时，根据作业现场尿素转化情况，在地面配液罐中改变海藻糖用量，从而降低尿素酶水解尿素后溶液ph变化导致酶失活的影响。
[0015]
进一步地，所述步骤(4)中，控制尿素混合液与尿素酶混合液抵达目标储层的时间小于4小时。
[0016]
本发明中，尿素在尿素酶的存在下，发生如下反应：
[0017][0018]
h2co3→
h2o+co2ꢀꢀ
(2)
[0019]
尿素酶在低温条件下(15℃～60℃)可催化尿素水解为氨基甲酸和氨气，氨基甲酸自发水解成碳酸，当碳酸浓度较高时便分解为co2。对于地层温度较低(《60℃)的储层，尿素不会发生热解，加入尿素酶后可催化发生该反应。
[0020]
地面条件下避免尿素与尿素酶接触，防止在液罐中的尿素分解反应带来风险。
[0021]
聚丙烯酰胺可提高尿素混合液粘度，提高其波及效率；海藻糖分子包裹在尿素酶分子周围或填充在尿素酶空间结构内，特别是酶活性部位附近，并在酶分子内外部形成玻璃态，将尿素酶的空间结构固定，从而保护尿素酶活性。
[0022]
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0023]
(1)所用尿素、尿素酶成本低廉，容易取得；
[0024]
(2)通过使用尿素酶，降低尿素分解所需的温度，适用油藏温度范围广；
[0025]
(3)尿素酶催化下co2生成速率高，能胜任油藏尺度提高采收率应用。
附图说明
[0026]
图1为未使用尿素酶时注入量pv与累产气量和原油饱和度的关系曲线。
[0027]
图2为使用尿素酶时注入量pv与累产气量和原油饱和度的关系曲线。
具体实施方式
[0028]
下面根据附图和实例进一步说明本发明，以便于本技术领域的技术人员理解本发明。但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，均在保护之列。
[0029]
对比例
[0030]
一种针对低温储层的自生co2提高采收率的方法，具体步骤如下：
[0031]
(1)将100g尿素、25g聚丙烯酰胺、875g去离子水加入配液罐中配制尿素混合液，作为自生气体系；
[0032]
(2)使用渗透率为1500md的长岩心，岩心直径2.5cm，长90cm，使用原油对其进行饱和，并建立束缚水。驱替实验在12mpa、120℃进行；
[0033]
(3)以0.02ml/min对该岩心进行水驱，直至出口端含水率达到100％，记录残余油饱和度；
[0034]
(4)以0.02m1/min向岩心中注入自生气体系1pv，并记录采油量；
[0035]
(5)以0.02m1/min向岩心注水，完成后续水驱直至出口端含水率达到100％；
[0036]
(6)以0.02m1/min向岩心中注入自生气体系1pv后停止注入72小时，并记录采油量；
[0037]
(7)以0.02ml/min向岩心注水，完成后续水驱直至出口端含水率达到100％，记录最终采油量。
[0038]
实施例
[0039]
一种针对低温储层的自生co2提高采收率的方法，具体步骤如下：
[0040]
(1)在常温、常压下，将100g尿素、25g聚丙烯酰胺、875g去离子水加入配液罐中配制尿素混合液，将10g酶保护剂海藻糖、50mg尿素酶和990g去离子水在另一配液罐中混合得到尿素酶混合液，自生气体系由尿素混合液与尿素酶混合液两部分组成；
[0041]
(2)使用渗透率为1500md的长岩心，岩心直径2.5cm，长90cm，使用原油对其进行饱和，并建立束缚水。驱替实验在12mpa、40℃进行；
[0042]
(3)以0.02ml/min对该岩心进行水驱，直至出口端含水率达到100％，记录残余油饱和度；
[0043]
(4)以0.02m1/min向岩心中注入自生气体系，以段塞的形式注入，尿素混合液段塞大小为0.1pv，尿素酶混合液段塞大小为0.02pv，共注入5个段塞，并记录采油量；
[0044]
(5)以0.02m1/min向岩心注水，完成后续水驱直至出口端含水率达到100％；
[0045]
(6)以0.02m1/min向岩心中注入自生气体系1pv后停止注入72小时，注入形式同(4)，记录采油量；
[0046]
(7)以0.02ml/min向岩心注水，完成后续水驱直至出口端含水率达到100％，记录最终采油量。
[0047]
图1为未使用尿素酶时注入量pv与累产气量和原油饱和度的关系曲线，从图1中可以看到，最终采收率达到40％，累产co2为50ml。
[0048]
图2为使用尿素酶时注入量pv与累产气量和原油饱和度的关系曲线，从图2中可以
看到，最终采收率达到64％，累产co2为82.5ml。

技术特征：
1.一种针对低温储层的自生co2提高采收率的方法，依次包括以下步骤：（1）确定自生气体系由尿素混合液与尿素酶混合液两部分组成，所述尿素混合液中，尿素为5-10wt%，聚丙烯酰胺为0-3wt%，其余为去离子水；所述尿素酶混合液中，海藻糖为0.5-1wt%，尿素酶为50u/ml，其余为去离子水；（2）在常温常压下，将尿素、聚丙烯酰胺和去离子水按比例在配液罐中混合，制备尿素混合液；将尿素酶、海藻糖和去离子水按比例在另一配液罐中混合，制备尿素酶混合液；（3）采用吞吐或驱替的方式，将步骤（2）制备的尿素混合液和尿素酶混合液通过注入井注入到目标储层，注入方式为两种混合液按比例同时注入或以段塞形式交替注入，若同时注入，则尿素酶混合液和尿素混合液的注入比例范围为0.2-1，若以段塞形式交替注入，则尿素酶混合液和尿素混合液的注入比例范围为0.02-0.2；（4）注入过程中，控制尿素混合液与尿素酶混合液到达目标储层前在井筒内的滞留时间，防止尿素水解时间过长产生过量co2、nh3涌出井筒。2.如权利要求1所述的一种针对低温储层的自生co2提高采收率的方法，其特征在于，所述步骤（1）中，尿素酶为低温催化剂，来自洋刀豆提取物、大豆提取物或微生物。3.如权利要求1所述的一种针对低温储层的自生co2提高采收率的方法，其特征在于，所述步骤（1）中，聚丙烯酰胺可由黄原胶或瓜儿胶代替。4.如权利要求1所述的一种针对低温储层的自生co2提高采收率的方法，其特征在于，所述步骤（3）中，进行吞吐作业时，无需加入聚合物；进行驱替作业时，加入聚合物能显著提高驱油效率。5.如权利要求1所述的一种针对低温储层的自生co2提高采收率的方法，其特征在于，所述步骤（3）中，若进行吞吐作业，以段塞形式交替注入尿素混合液和尿素酶混合液，确定合理的焖井时间，保证尿素酶不失去活性且尿素足量分解；若进行驱替作业，同时注入尿素混合液和尿素酶混合液，按照井间距选择注入速度，保证溶液井间滞留时间足够释放足量co2。6.如权利要求1所述的一种针对低温储层的自生co2提高采收率的方法，其特征在于，所述步骤（3）中，向目标储层注入尿素酶混合液时，根据作业现场尿素转化情况，在地面配液罐中改变海藻糖用量，降低尿素酶水解尿素后溶液ph变化导致酶失活的影响。7.如权利要求1所述的一种针对低温储层的自生co2提高采收率的方法，其特征在于，所述步骤（4）中，控制尿素混合液与尿素酶混合液抵达目标储层的时间小于4小时。

技术总结
本发明涉及一种针对低温储层的自生CO2提高采收率的方法，包括：确定自生气体系由尿素混合液与尿素酶混合液组成，尿素混合液中，尿素为5-10wt%，聚丙烯酰胺为0-3wt%，其余为去离子水；尿素酶混合液中，海藻糖为0.5-1wt%，尿素酶为50u/mL，其余为去离子水；采用吞吐或驱替的方式，将尿素混合液和尿素酶混合液注入到目标储层，注入方式为两种混合液按比例同时注入或以段塞形式交替注入；控制尿素混合液与尿素酶混合液到达目标储层前在井筒内的滞留时间，防止尿素水解时间过长产生过量CO2、NH3涌出井筒。本发明通过使用尿素酶增加尿素在地层的分解速度，降低尿素分解温度，进一步提高了低温储层采收率。储层采收率。储层采收率。


技术研发人员：王烁石 赵文桦 郭平 汪周华 杜建芬 胡义升 刘煌 涂汉敏
受保护的技术使用者：西南石油大学
技术研发日：2023.06.08
技术公布日：2023/9/12