一种气凝胶纳米流体改善稠油热采开发效果的方法技术

本发明专利技术属于油田开采技术领域，特别涉及一种气凝胶纳米流体改善稠油热采开发效果的方法。所述方法为采用乙醇水溶液作为溶剂将疏水性SiO2气凝胶分散后，注入油藏储层，在岩石表面形成隔热吸附层，从而提高石油热采中蒸汽的利用率。利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种气凝胶纳米流体改善稠油热采开发效果的方法


[0001]本专利技术属于油田开采
，特别涉及一种改善稠油热采开发效果的方法。

技术介绍

[0002]蒸汽驱作为稠油油藏的主要开发方式之一，是一种由注入井连续不断地往油层中注入高干度的蒸汽，蒸汽不断地加热油层，从而使稠油粘度降低的技术。蒸汽驱技术在国内外的应用中均提高了驱油效率，从而提高了采收率。
[0003]中国专利CN104847322A(申请号CN201410054218.5)提供了一种深层普通稠油水驱后转蒸汽驱提高采收率的方法，从而能够大幅提高水驱后普通稠油油藏原油采收率。专利文献CN101539012A(申请号CN200910011365.3)提供了一种在稠油蒸气吞吐或蒸汽驱动过程中注入一种具有催化氧化和裂化双功能的催化剂，并辅以一定量的空气注入的开采方法，从而使原油轻质化降粘，同时生成能改善原油流动性的表面活性剂。
[0004]以上两种方法所提供的技术方案虽然能优化稠油开采方法，提高采收率，但是并没有考虑到，在稠油油藏热采开发的过程中，由于蒸汽驱过程中蒸汽的沿程热损失较大，大量的热量进入注入井近井地带，无法深入稠油油藏深部，或热量流失进入对开采过程无效的地层，蒸汽热利用效率低。注入蒸汽热量有限，一进入地层则与岩石和流体进行热交换，随着蒸汽流动范围不断扩大，传递到油藏深部的热量大幅降低，导致储层中后段稠油升温降粘率低，无法得到有效动用；而通过单纯的提高蒸汽的注入量来提升蒸汽驱油的增产措施受到经济油气比的限制。

技术实现思路

[0005]针对现有的技术不足，本专利技术提供一种气凝胶纳米流体改善稠油热采开发效果的方法。
[0006]一种改善稠油热采开发效果的方法，其特征在于，向油藏储层注入疏水性SiO2气凝胶纳米颗粒，在岩石表面形成隔热吸附层，以减少在蒸汽驱的过程中热量向储层前缘的岩石和流体传递，而将更多的热量带入储层深部，提高深部油藏稠油的流动性。
[0007]所述气凝胶纳米流体改善稠油热采开发效果的方法，具体操作步骤如下：
[0008]1)油藏选择：根据油藏地质特征与开发现状，进行粗筛选油藏，所述油藏满足一般蒸汽驱开发利用的条件，即：
[0009]油藏深度≤1600m
[0010]原油粘度<10000mPa s
[0011]含油饱和度≥45％
[0012]储层渗透率≥200
×
10
‑3μm2[0013]2)布井：在油藏的前后各1/4处钻两口垂直井，井底距离油藏底部3
‑
5m，靠近前端的井用于注气凝胶纳米颗粒和蒸汽，靠近后端的井为生产井；
[0014]3)配制含气凝胶纳米颗粒的乙醇水溶液：将气凝胶纳米颗粒用溶剂进行分散，随
后加入去离子水。
[0015]4)气凝胶溶液驱动：向储层注入含气凝胶纳米颗粒的溶液后关闭两口井，2d后待纳米颗粒在储层岩石颗粒表面吸附稳定，注入蒸汽进行蒸汽驱，多次驱动气凝胶纳米颗粒的保温效果变差后，可再次采用气凝胶溶液驱动，补充气凝胶纳米颗粒。
[0016]需要说明的是，若采用亲水性二氧化硅气凝胶纳米颗粒，容易产生如下缺陷：亲水性气凝胶纳米颗粒遇水后，水分子会进入其多孔结构内部，由于巨大的界面张力会使多孔结构坍塌，气凝胶也失去应用价值，从而达不到较好的隔热效果。本申请采用疏水性二氧化硅气凝胶作为隔热材料可以达到更优异的隔热效果，其中，步骤3)中所述气凝胶纳米颗粒为疏水性SiO2气凝胶纳米颗粒包括但不限于：三甲基氯硅烷疏水改性的SiO2气凝胶、六甲基二硅氮烷改性的SiO2气凝胶、三甲基乙氧基硅烷改性的SiO2、六甲基二硅氧烷改性的SiO2、二甲基二氯硅烷改性的SiO2气凝胶、甲基三乙氧基硅烷改性的SiO2气凝胶、3,3,3
‑
三氟丙基甲基二甲氧基氯硅烷改性的SiO2气凝胶。
[0017]步骤3)中所述溶剂为无水乙醇。
[0018]进一步地，上述去离子水与无水乙醇的体积比为：7：1～10:1；优选的，去离子水与无水乙醇的体积比为9:1。
[0019]步骤4)中所述气凝胶纳米颗粒的质量分数为0.5％～1％。当注入浓度过低时，纳米颗粒在流体中游离程度大，与岩石颗粒接触并产生吸附作用的概率降低，且吸附不稳定，易随产液流出；当注入浓度过大时，纳米颗粒分散度降低，易堵塞入口端流体流动通道，导致注入压力急剧升高，颗粒不能向前缘部分移动，无法形成有效隔热带。
[0020]步骤4)中所述含气凝胶纳米颗粒的溶液注入量为0.5～1PV。当注入量较多时，纳米颗粒随流体驱动向填砂模型后端迁移，产出液纳米颗粒浓度升高、颗粒数量增多，因吸附已达饱和量，未吸附的颗粒随产液流出；当注入量过少时，进入模型中吸附滞留的颗粒数量有限，形成的吸附带过短且隔热效果较差。
[0021]步骤4)中所述蒸汽注入温度为200～250℃；
[0022]疏水性SiO2气凝胶驱动原理：
[0023]疏水性SiO2气凝胶分散在溶液中后，注入到注入井内，待气凝胶在储层前段吸附稳定后，在岩石表面形成隔热吸附层。随后注入蒸汽，注入井通过蒸汽驱动后与生产井之间形成热连通，蒸汽在油藏中窜流，将热量传递到波及区域，使油层原油温度升高减小粘度，进而提高稠油流动性，随蒸汽一同产出。
[0024]疏水性的SiO2气凝胶是一种密度低、孔隙度大、导热系数低的多功能材料，其固态热导率比相应的玻璃态材料低2
‑
3个数量级。气凝胶的孔径与粒径分别接近标准状态下气体分子的平均自由程与声子的平均自由程，故能够有效抑制材料内的气相与固相热传导，宏观上表现为阻止环境温度的红外热辐射，是一种理想的隔热材料。且疏水性SiO2气凝胶可以克服亲水性SiO2气凝胶遇水后，水分子会进入其多孔结构内部产生巨大界面张力，致使气凝胶多孔结构坍塌，隔热性能失效的问题。纯蒸汽驱动时液滴在岩石表面冷凝示意图及气凝胶纳米颗粒在岩石表面形成隔热吸附层抑制蒸汽冷凝作用示意图分别如图8及图9所示，从图中可以看出纯蒸汽驱动时蒸汽在岩石表面冷凝，导致大量热量流失进入对开采过程无效的地层，而气凝胶纳米颗粒在岩石表面形成隔热吸附层能有效抑制蒸汽的冷凝，从而提高蒸汽热利用率。
[0025]有益效果
[0026]1、将疏水性SiO2气凝胶纳米颗粒应用于稠油热采，用以促进蒸汽腔扩展，将热量带入油藏深部，使该处原油升温降粘。
[0027]2、无水乙醇作为油水均互溶的溶剂，无毒，能够对疏水性气凝胶形成物理吸附作用，使其与乙醇水溶液配制成含疏水性SiO2气凝胶纳米颗粒的乙醇悬浊液，从而带入地层中，并且不会导致材料性能失效。
[0028]3、通过减小注入量的同时增大注入浓度可将气凝胶纳米颗粒滞留在储层的前段，形成吸附带。
附图说明
[0029]图1为油藏与布井示意图
[0030]图2为实验例1中纯蒸汽驱动和气凝胶纳米颗粒溶液驱动后填砂管各处温度变化图
[0031]图3为实验例2中纯蒸汽驱本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改善稠油热采开发效果的方法，其特征在于，向油藏储层注入疏水性隔热材料，在岩石表面形成隔热吸附层，以减少在蒸汽驱的过程中热量向储层前缘的岩石和流体传递，而将更多的热量带入储层深部，提高深部油藏稠油的流动性。2.根据权利要求1所述的改善稠油热采开发效果的方法，其特征在于，所述疏水性隔热材料为疏水性SiO2气凝胶纳米颗粒。3.根据权利要求2所述的改善稠油热采开发效果的方法，其特征在于，所述疏水性SiO2气凝胶纳米颗粒包括：三甲基氯硅烷疏水改性的SiO2气凝胶、六甲基二硅氮烷改性的SiO2气凝胶、三甲基乙氧基硅烷改性的SiO2、六甲基二硅氧烷改性的SiO2、二甲基二氯硅烷改性的SiO2气凝胶、甲基三乙氧基硅烷改性的SiO2气凝胶、3,3,3
‑
三氟丙基甲基二甲氧基氯硅烷改性的SiO2气凝胶。4.根据权利要求2所述的改善稠油热采开发效果的方法，其特征在于，步骤包括：1)布井：在油藏的前后各1/4处打两口垂直井，井底距离油藏底部3
‑
5m，靠近油藏前端的井用于注气凝胶纳米颗粒和蒸汽，后井则为生产井；2)配制含疏水性SiO2气凝胶纳米颗粒的溶液：将疏水性SiO2气凝胶纳米颗粒用溶剂进行分散，随后加入去离子水并进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宾飞，杜利平，鹿腾，李兆敏，班晓春，王宏远，郭二鹏，王壮壮，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：