水注入系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种从孔隙中含原油和原生水的多孔地下碳酸盐地层强化原油采收的方法，所述方法包括：确定原生水的离子强度；和将离子强度低于原生水的水性置换流体注入地层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及将水注入含烃地层的系统和方法。
技术介绍
通过钻入地下地层的井(称为生产井)采收或生产积聚在地下含油地层中的油。如果仅通过初级采竭进行生产、即仅使用地层能量采收油的话，会有大量这种油留在地下地层中。当初始地层能量不足或者已经耗尽时，可以利用补充操作，通常也称为二次、三次、强化或后初级采收操作。在这些操作的一些中，通过经由一个或多个钻入地层的注入井泵送而将流体注入地层，在地层中的油被置换和移动通过地层，并从一个或多个钻入地层的生产井产出。在此类特定的采收操作中，可以采用海水、油田水或油田盐水作为注入流体，该操作称为水驱。注入水可以称为驱油液体或驱油水，以与原位地层或原生水相区别。后期注入的流体可以称为驱动流体。水可以独自或者作为混溶或不混溶置换流体的组分注入。通常可以将海水(对于海上油井)和产自相同或附近地层的盐水(对于陆地油井)用作水源。Hiorth、Cathles 和 Madland 在他们于 2010 年 2 月 24 日发表于 Transp PorousMed(2010，85:1-21)的文章“The Impact of Pore Water Chemistry on CarbonateSurface Charge and Oil Wettability”公开了已经实验证明水化学对水膜稳定性和有机油组分在矿物表面吸着具有影响。当油被水置换时，已经证明水化学影响采油。至少两种机理可以解释这些效应，水化学会改变岩石表面的电荷和影响岩石润湿性，和/或水化学的变化会溶解岩石矿物和影响岩石润湿性。对于油置换水的解释不必与水吸入和置换油相同。该文章通过建立和应用化学模型，将本体水与表面化学联系起来并且处理了矿物沉降和溶解，来研究水化学在类似于Stevns Klint白垩的纯碳酸钙岩石中如何影响表面电荷和岩石溶解。他们对70-130°C温度下的海水和地层水进行计算。他们建立的模型预言了方解石的表面电势和从孔隙水吸附硫酸根离子。表面电势的变化不能解释观察到的由孔隙水化学或温度变化引起的采油变化。另一方面，方解石的化学溶解依赖于实验中观察到的化学品和温度，可以解释实验采收体系。基于该初步分析，他们得出结论:尽管表面电势可以解释现有自发吸入数据组的一些方面，但矿物溶解似乎是控制因素。PCT专利申请公开W02010/092095公开了一种从含原油和原生水的石灰石或白云石地层强化采油(EOR)的方法。PCT专利申请公开W02010/092097公开了一种从孔隙中含原油和原生水的多孔地下地层强化原油采收的方法，该方法包括:_确定原生水的离子强度(mol/L);和_将离子强度(mol/L)低于原生水的水性置换流体注入地层，该水性置换流体的离子强度进一步低于0.15mol/L。注入离子强度低于原生水的水性置换流体改进采油(IOR)。 美国专利申请公开US2003/0230535公开了一种脱除含水层盐水的方法和井，其中含水层盐水从地下含水层直接流入脱盐水产出井的井下含水层流入区，其中设置了一个或多个脱盐和/或纯化膜的井下组件，该组件将含水层盐水分离为通过该井产出到地表的初级脱盐水物流和次级浓缩废盐水物流，可将该次级浓缩废盐水物流处理至地下盐水处理区。美国专利申请公开US2009/0308609公开了一种系统，该系统包括:钻入地下地层的井；井上部的生产设备；与生产设备相连的水生产设备；其中水生产设备通过除去一些离子并加入增加水的粘度和增加从地层的烃采收的试剂来生产水，和将水注入井。参照图1所示的现有技术系统100。系统100包括水体102、地下地层104、地下地层106和地下地层108。可在水体102的表面提供生产设备110。井112贯穿水体102和地层104，并在地层106中具有开孔。地层106的一部分可以被压裂和/或穿孔，如附图标记114所示。油和气可以从地层106通过井112产出到生产设备110。可将气体和液体彼此分离，可将气体储存在气体储存装置116中，可将液体储存在液体储存装置118中。本领域需要用于从地下地层生产油和/或气的改进的系统和方法。特别地，本领域需要例如在碳酸盐地层中提供改进的水驱的系统和方法。
技术实现思路
本专利技术的一个方面提供一种从孔隙中含原油和原生水的多孔地下碳酸盐地层强化原油采收的方法，该方法包括:确定原生水的离子强度；和将离子强度低于原生水的水性置换流体注入地层。附图说明图1描述了现有技术的油和气生产系统。图2描述了油和气生产系统。图3描述了水处理系统。图4描述了水处理系统。图5描述了实验结果。图6描述了实验结果。具体实施例方式参照图2，其中描述了在本专利技术的一个实施方案中的系统200。系统200包括地层202、地层204、地层206和地层208。可在地层202的表面提供生产设备210。井212贯穿地层202和地层204，并在地层206中具有开孔。部分地层可以被压裂和/或穿孔，如附图标记214所示。当油和气从地层206产出后，它进入部分214，并通过井212上行到生产设备210。可将气体和液体分离，和可将气体送至气体储存装置216中，可将液体送至液体储存装置218中，可将水送至水生产装置230。生产设备210可以处理例如来自地层202和/或井212或其它水源的水，如海水、湖水、河流、来自污水处理厂的灰水、市政供水或其它，可在水生产装置230中对水进行处理和储存。可将来自井212的水送至水生产装置230。可将经处理的水通过井232向下泵送至地层206的压裂部分234。水穿过地层206以辅助生产油和气，然后可将水、油和气全部产出至井212，再到生产设备210。然后可将水循环，例如通过将水返回至水生产装置230，水在那里经过处理，然后再注入井232。可以通过穿入含烃地层或储层的生产井孔212从地球的地下地层206采收烃如油和/或气。可以从生产井孔206到地层部分214穿孔以利于烃从含烃地层流至生产井孔。可在压力下将水注入在地下地层206中形成的注入区234以促进通过油田中生产井生产烃。水可以独自或者作为混溶或不混溶置换流体的组分注入。可以将海水(对于海上油井)和产自相同或附近地层的盐水(对于陆地油井)用作水源。该水可以包含一定量(浓度)的前体离子如二价硫酸根(S042_)，当它们与存在于地层中的阳离子如Ba++、Sr++和Ca++接触时会形成不溶性盐。得到的盐出&304、3604和CaSO4)在地下地层温度和压力下可能相对不溶。这类盐会从溶液中沉淀出来。不溶盐的沉淀物会积累，因而堵塞地下流体通道。堵塞效应在接近注入井232的地层中的通道内和生产井212的穿孔处最为严重。随着注入水通过生产井212产出至地表，由于温度和压力随着流体通过生产井移动至地表而下降，不溶盐的溶解度会进一步降低。地下或地层流体通道可以包括地层基体内的孔、裂缝、空隙、空穴、晶簇、通过井的穿孔和流体通道(包括套管井和未套管井)、井中的管线和其它流体路径。沉淀物可以包括不溶盐、结晶或污垢。堵塞可以包括流体通道和用于产出井流体和处理该流体的管道的孔隙率和/或渗透率减小。注入水可以包括任何含水流体，将该流体注入地下地层以利于从地下地层采收烃。注入井232的一个目的是辅助烃从储层流向生产井212。一种方法是在压力下将本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.10.15 US 61/393,4711.一种从孔隙中含原油和原生水的多孔地下碳酸盐地层强化采收原油的方法，所述方法包括: 确定所述原生水的离子强度；和 将离子强度低于所述原生水的水性置换流体注入所述地层。2.权利要求1的方法，其中所述水性置换流体的离子强度(I)低于所述原生水离子强度的约10%。3.权利要求1或2的方法，其中所述水性置换流体的离子强度(I)低于所述原生水离子强度的约0.5%。4.权利要求1-3任一项的方法，其中所述方法进一步包括: 确定所述原生水的总多价阳离子水平(mol/vol);和 注入总多价阳离子水平(mol/vol)低于所述原生水的水性置换流体。5.权利要求1-4任一项的方法，其中所述水性置换流体包含至少一种选自表面活性齐U、发泡剂、水溶性聚合物和水溶性溶剂的添加剂，所述水溶性溶剂在水中的摩尔溶解度为至少1%和辛醇-水分配系数为至少1，和所述水溶性溶剂选自醇、胺...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·J·利格特尔姆，J·罗马努卡，B·M·J·M·苏伊捷凯尔布伊捷克，
申请(专利权)人：国际壳牌研究有限公司，
类型：
国别省市：