一种化学强化采气工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种化学强化采气工艺，该工艺至少使用注入系统、产出系统和气液分离设备以完成化学强化采气，该工艺包括如下步骤：基于对油气井的分析使用注入系统以指定的速率向注入井中注入至少包括改性聚氧乙烯醚和双子磺酸盐且改性聚氧乙烯醚与双子磺酸盐的重量比为15～20︰1的起泡剂，起泡剂在重力和/或压力作用下到达地层后向注入井四周扩散以降低地层水表面张力并使地层中的油和/或气通过产出系统提升到气液分离设备，经气液分离设备分离后的气体和液体分别输送至气体存储器或液体存储器存储，分离后的注水混合物输送至注水混合物存储器进行存储，基于对注水混合物的分析将注水混合物与起泡剂按比例混合后再次通过注入系统注入注水井中。

【技术实现步骤摘要】
一种化学强化采气工艺
本专利技术涉及油气田开发工程领域，尤其涉及一种化学强化采气工艺。
技术介绍
在油气田开采中，随着气藏压力和气流动速度的逐步降低，致使气藏中的产出水或凝析液不能随气流携带出井筒，从而滞留在井筒中。滞留在井筒中的液体在一段时间内聚集于井底，形成液柱，对气藏造成额外的静水回压，导致气井自喷能量持续下降。若是持续出现该状况，井筒聚集的液柱最终会将气压住，导致气井停产。这种现象便称之为气井积液。为了强化采油采气工艺，国内普遍采用的方法有优选管柱采气工艺、柱塞气举采气工艺、泡沫排水采气工艺、涡轮泵排水采气工艺、同心毛细管技术等。其中，以泡沫排水采气工艺应用最为广泛。泡沫排水采气工艺的基本原理是在气井采气过程中加入起泡剂，通过起泡剂的作用以降低地层水表面张力及井筒液柱密度，改善水气流动状态，达到排水采气的目的。起泡剂能够降低地层水的表面张力，使水在气流的扰动下容易被分散，大液滴变成细小的液珠，进而有利于汽水流态由举升效果差的气泡流或段塞流向易举升的雾状流或段塞流转变，减少气液的滑脱损失。常规的泡沫排水采气工艺是将泡排药剂加注在井筒中，与井内积液混合后利用井筒中的天然气流进行搅动后产生大量的泡沫，降低井内流体密度，改变井筒流态，达到排水采气目的。该工艺适用于具有一定能量的气井，对于产量极低井、多层合采井效果差。为此，中国专利(公布号为CN105114046A)公布了一种增能型泡沫排水采气工艺。该工艺首先向气井内的积液内投入A试剂，然后再投入B试剂，其中的A试剂包括亚硝酸钠A1和氯化铵A2，所述的B试剂为催化剂与起泡剂，本专利技术通过分批次、分通道向井内注入化学药剂，化学药剂在井内发生化学反应，产生大量的气体和泡沫，在化学反应产生的气体作用下，泡沫向上运移，排出井筒积液，将常规的泡沫排水采气工艺向产量极低的边缘井、水淹井拓展，进一步提高气井的采出程度。然而，该专利至少还有如下问题未考虑到：(1)起泡剂的价格并不便宜，如何提高起泡剂的利用率，即如何充分利用起泡剂以降低生产成本。(2)气井下的温度和盐度较高，现有起泡剂的发泡效率不高、泡沫稳定性差，耐温耐盐性能差，如何改善起泡剂的性能以使其能够适应井底的高温高盐环境。(3)为了改善起泡剂的性能，现有技术在起泡剂中加入非离子表面活性剂，而非离子表面活性剂中较多的聚合物，油气井的深度为几十米甚至上百米，如此跨度的深度，使得聚合物类非离子表面活性剂不可避免的会受到剪切力和加速力的影响，剪切力和加速力会导致聚合物类非离子表面活性剂降解，从而削弱起泡剂的起泡效果。因此，提供一种起泡性能良好且具有较好耐温耐盐性能的起泡剂及适用于该起泡剂的注入装置成为亟待解决的技术问题。
技术实现思路
现有技术的泡沫排水采气工艺使用化学药剂在井内发生化学反应产生的气体排出井筒积液，不可避免的，加入的化学药剂存在未充分反应的问题，为了降低生产成本，需要提高起泡剂的利用率。为此，本专利技术提供了一种化学强化采气工艺，尤其是一种循环式化学强化采气方法。优选地，所述循环可以包括多个循环。所述循环例如是，所述采气工艺将未充分反应的起泡剂分离后混合新鲜的起泡剂再次加入注入井中，形成起泡剂的循环使用，从而可以降低生产成本。所述循环例如是，起泡剂通过注入油气井后，在油气井中反应，产出井将产出的油和/或气提升到气液分离设备进行分离，再次将起泡剂注入油气井中，形成注入-产出-注入的循环，从而确保起泡剂在井底能够充分反应。优选地，注入-产出-注入的循环周期可以是1天～1年，更优选为3天～6个月，更优选地为1个月～3个月。每个循环周期也可以随着时间的增加而延长。例如，后一循环周期相较于前一循环周期的时间延长5～15％，优选为8～10％。进一步地，所述工艺至少使用注入系统、产出系统和气液分离设备以完成化学强化采气。所述工艺包括如下步骤：通过所述注入系统向注入井中注入起泡剂，所述起泡剂的各组分在所述注入系统中均匀混合并在重力和/或压力作用下到达地层后向所述注入井四周扩散；所述起泡剂在混相流扰动下起泡分散以降低所述注入井中流体密度并使地层中的油和/或气通过产出系统提升到气液分离设备；经所述气液分离设备分离后的气体和液体分别输送至气体存储器或液体存储器进行存储，分离后的注水混合物输送至注水混合物存储器进行存储，并且基于对所述注水混合物的分析将所述注水混合物与起泡剂按比例混合后再次通过所述注入系统注入所述注水井中。本专利技术向油气井中注入高效起泡剂，起泡剂在混相流的扰动下起泡、分散，不仅可以提高气井携液能力，还能提高气泡流态的鼓泡高度，减少气体滑脱损失，增加气体流速。进一步地，本专利技术使用的起泡剂为改性聚氧乙烯醚非离子表面活性剂和双子磺酸盐表面活性剂。所述改性聚氧乙烯醚与所述双子磺酸盐的重量比为15～20︰1。优选地，所述改性聚氧乙烯醚非离子表面活性剂的重量百分比为95％，所述双子磺酸盐表面活性剂的重量百分比为5％。本专利技术采用改性聚氧乙烯醚非离子表面活性剂作为主剂，与双子磺酸有复配后能够提高主剂的起泡性能。优选地，与改性聚氧乙烯醚非离子表面活性剂复配的表面活性剂不限于双子磺酸盐表面活性剂，还可以是十二烷基苯磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、脂肪醇醚硫酸钠、椰子油烷基硫酸盐、脂肪皂中的一种或多种。该类表面活性剂的效果好、价格适中。进一步地，所述改性聚氧乙烯醚是以氨基磺酸作为磺化剂，尿素为催化剂对以氢氧化钠为催化剂，长链脂肪醇在无水和无氧气存在的情况下与环氧乙烷发生开环聚合反应而制得的脂肪醇聚氧乙烯醚进行磺化改性而制得脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠，并且所述脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠制备过程的化学式如下：ROH+n(C2H4O)→RO(CH2CHO)nHRO(CH2CHO)nH+HSO3NH2→RO(CH2CHO)nSO3NH4RO(CH2CHO)nSO3NH4+NaOH→RO(CH2CHO)nSO3Na+NH3↑+H2O其中，n为脂肪醇聚氧乙烯醚的聚合度且2≤n≤10。进一步的，所述起泡剂的主剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠，并且所述脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠的制备方法至少包括如下步骤：S1：选用聚合度为2～10的脂肪醇聚氧乙烯醚作为原料，氨基磺酸作为磺化剂，尿素作为催化剂，将脂肪醇聚氧乙烯醚加入反应器中并将温度升高至80～100℃。S2：按磺化剂、催化剂与脂肪醇聚氧乙烯醚的摩尔比为1.2～2.5︰1～1.5︰1的比例称取磺化剂和催化剂，混合均匀后加入所述反应器中。S3：边加边搅拌，同时将反应器内的温度控制为80～100℃，保持所述温度并继续搅拌30～90min。S4：按氢氧化钠与脂肪醇聚氧乙烯醚的摩尔比为2～2.5︰1的比例称取氢氧化钠并将所述氢氧化钠配成饱和溶液，边加边搅拌，反应结束后将pH调节至8～8.5即得脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠。本专利技术的改性聚氧乙烯醚发泡效率高，泡沫稳定性好，在双子磺酸盐表面活性剂的复配下，具有很好的耐温耐盐性能，适合高矿化度高温气井。进一步地，基于所述起泡剂的波及系数及待处理油气田范围，本专利技术的化学强化采气工艺设置有多个注入系统和多个产出系统。所述注入系统所包括的至少三个注入井与所述产出系统所包括的至少三个产出井彼此共同形成规则排列。优选地，位于油气田非边缘区域的所述注入系统的至少三个注入井形成为中心对称图形且本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种化学强化采气工艺，尤其是一种循环式化学强化采气方法，在所述方法中，至少使用注入系统(10)、产出系统(20)和气液分离设备(30)以完成化学强化采气，所述方法包括如下步骤：基于对油气井的分析使用所述注入系统(10)以指定的速率向注入井中注入至少包括改性聚氧乙烯醚和双子磺酸盐且所述改性聚氧乙烯醚与所述双子磺酸盐的重量比为15～20︰1的起泡剂，所述起泡剂在重力和/或压力作用下到达地层后向所述注入井四周扩散以降低地层水表面张力并使地层中的油和/或气通过所述产出系统(20)提升到所述气液分离设备(30)，经所述气液分离设备(30)分离后的气体和液体分别输送至气体存储器(40)或液体存储器(50)存储，分离后的注水混合物输送至注水混合物存储器(60)进行存储，并且基于对所述注水混合物的分析将所述注水混合物与起泡剂按比例混合后再次通过所述注入系统(10)注入注水井中，其特征在于，在布置所述注入系统(10)的注入井与所述产出系统(20)的产出井时，按照取决于所述注入井与所述产出井的在油气田的位置的方式相应采用至少两种彼此相异的拓扑形式。

【技术特征摘要】
1.一种化学强化采气工艺，尤其是一种循环式化学强化采气方法，在所述方法中，至少使用注入系统(10)、产出系统(20)和气液分离设备(30)以完成化学强化采气，所述方法包括如下步骤：基于对油气井的分析使用所述注入系统(10)以指定的速率向注入井中注入至少包括改性聚氧乙烯醚和双子磺酸盐且所述改性聚氧乙烯醚与所述双子磺酸盐的重量比为15～20︰1的起泡剂，所述起泡剂在重力和/或压力作用下到达地层后向所述注入井四周扩散以降低地层水表面张力并使地层中的油和/或气通过所述产出系统(20)提升到所述气液分离设备(30)，经所述气液分离设备(30)分离后的气体和液体分别输送至气体存储器(40)或液体存储器(50)存储，分离后的注水混合物输送至注水混合物存储器(60)进行存储，并且基于对所述注水混合物的分析将所述注水混合物与起泡剂按比例混合后再次通过所述注入系统(10)注入注水井中，其特征在于，在布置所述注入系统(10)的注入井与所述产出系统(20)的产出井时，按照取决于所述注入井与所述产出井的在油气田的位置的方式相应采用至少两种彼此相异的拓扑形式。2.如权利要求1所述的化学强化采气工艺，其特征在于，所述改性聚氧乙烯醚是以氨基磺酸作为磺化剂，尿素为催化剂对以氢氧化钠为催化剂，长链脂肪醇在无水和无氧气存在的情况下与环氧乙烷发生开环聚合反应而制得的脂肪醇聚氧乙烯醚进行磺化改性而制得脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠，并且所述脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠制备过程涉及的化学式如下：ROH+n(C2H4O)→RO(CH2CHO)nHRO(CH2CHO)nH+HSO3NH2→RO(CH2CHO)nSO3NH4RO(CH2CHO)nSO3NH4+NaOH→RO(CH2CHO)nSO3Na+NH3↑+H2O其中，n为脂肪醇聚氧乙烯醚的聚合度且2≤n≤10。3.如权利要求1或2所述的化学强化采气工艺，其特征在于，所述起泡剂的主剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠，并且所述脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠的制备方法至少包括如下步骤：选用聚合度为2～10的脂肪醇聚氧乙烯醚作为原料，氨基磺酸作为磺化剂，尿素作为催化剂，将脂肪醇聚氧乙烯醚加入反应器中并将温度升高至80～100℃，按磺化剂、催化剂与脂肪醇聚氧乙烯醚的摩尔比为1.2～2.5︰1～1.5︰1的比例称取磺化剂和催化剂，混合均匀后加入所述反应器中，边加边搅拌，同时将反应器内的温度控制为80～100℃，保持所述温度并继续搅拌30～90min，按氢氧化钠与脂肪醇聚氧乙烯醚的摩尔比为2～2.5︰1的比例称取氢氧化钠并将所述氢氧化钠配成饱和溶液，边加边搅拌，反应结束后将pH调节至8～8.5即得脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠。4.如前述权利要求之一所述的化学强化采气工艺，其特征在于，所述工艺设置有多个注入系统(10)和多个产出系统(20)，所述注入系统(10)所包括的至少三个注入井与所述产出系统(20)所包括的至少三个产出井彼此共同形成规则排列，其中，位于油气田非边缘区域的所述注入系统(10)的至少三个注入井形成为中心对称图形且...

【专利技术属性】
技术研发人员：白德旭，李绍和，曾义勇，刘丹，张林，刘利，丘家友，
申请(专利权)人：成都百联油田技术服务有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51