本發(fā)明涉及一種向油層注入泡沫空氣和富氧高溫裂解熱化學(xué)復(fù)合空氣驅(qū)采油技術(shù)，屬采油工程領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

泡沫流體應(yīng)用于油田，在國內(nèi)外已有40多年的歷史，最初的泡沫驅(qū)為了防止因注氣的粘度過低而導(dǎo)致發(fā)生過早氣竄現(xiàn)象，只是簡單地加油性劑水溶液進(jìn)行處理，但在實(shí)踐中由于常規(guī)泡沫穩(wěn)定性較差，阻礙了它的推廣應(yīng)用，空氣泡沫驅(qū)油技術(shù)是在常規(guī)泡沫驅(qū)和注空氣驅(qū)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一項(xiàng)三次采油新技術(shù)，其主要原理是注空氣時(shí)空氣驅(qū)油發(fā)生低溫氧化反應(yīng)，產(chǎn)生尾氣，形成多相混相氣驅(qū)，空氣泡沫復(fù)合驅(qū)技術(shù)除具有常規(guī)泡沫的驅(qū)油機(jī)理外，還有空氣驅(qū)時(shí)的低溫氧化效果，這項(xiàng)新技術(shù)集中了注空氣驅(qū)和普通泡沫驅(qū)的雙重優(yōu)點(diǎn)，可顯著提高油層波及體積的同時(shí)，也提高了已水洗的驅(qū)油效率，從而可大幅度提高采收率，理論上有較高研究價(jià)值在實(shí)踐上有非常的指導(dǎo)價(jià)值，近年來越來越受到人們的重視。

現(xiàn)有泡沫流體的半衰期比較短，僅為48小時(shí)，且對采油井氣竄封堵效果不好。本發(fā)明提供一種向油層注入泡沫空氣和富氧高溫裂解復(fù)合空氣驅(qū)采油方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種向油層注入泡沫空氣和富氧高溫裂解復(fù)合空氣驅(qū)采油方法，通過向油層中注入發(fā)泡劑產(chǎn)生泡沫，對底層進(jìn)行暫堵，調(diào)剖改善地層波及體系，此為第一注入階段；后續(xù)注入富氧混合氣，進(jìn)行對油層點(diǎn)火，此為第二階段；后續(xù)注入空氣驅(qū)油生產(chǎn)。

向油層注入泡沫空氣和富氧高溫裂解熱化學(xué)復(fù)合空氣驅(qū)采油方法，分三部分，一注入泡沫階段，二注入富氧階段，三后續(xù)空氣驅(qū)，具體步驟如下：

1.注入泡沫階段：將發(fā)泡劑與清水均勻混合制得泡沫溶液，混合過程必須避免發(fā)泡劑發(fā)泡，通過注氣井將泡沫溶液注入地層中。泡沫溶液注入完畢后注入空氣，在將泡沫溶液推入油層裂隙過程中泡沫開始發(fā)泡，對油層中的裂縫及孔道進(jìn)行封堵；泡沫溶液的具體成分及所占水溶液中百分質(zhì)量比為：磺酸鹽二辛基琥珀酸酯磺酸鈉3-4％和十二烷基苯磺酸鈉4-6％、增稠劑6501椰子油脂肪酸二乙醇酰胺4-6％、螯合劑硅酸鈉1-2％、犧牲劑羥基丁二酸1-3％、醇類乙二醇1-2％、余量為清水。

2.注入富氧階段：注入泡沫結(jié)束后，通過氮?dú)夥蛛x機(jī)分離出氧氣質(zhì)量百分比含量為50-70％和氮?dú)赓|(zhì)量百分比含量為50-30％的富氧混合氣，使原油發(fā)生快速裂解反應(yīng)，釋放大量熱量，完成油層的自燃點(diǎn)火程序。

通過注泡沫改善地層波及體積，使注富氧時(shí)優(yōu)先進(jìn)入小孔道，并且在小孔道中進(jìn)行自然點(diǎn)火，而繼后泡沫失效后，空氣進(jìn)入大孔道，進(jìn)行自燃點(diǎn)火，改變大孔道及裂縫性質(zhì)，實(shí)現(xiàn)對可能竄氣通道的封堵。

注富氧的優(yōu)勢，能增加點(diǎn)火成功率，由于進(jìn)入小孔道，富氧能更成功的點(diǎn)燃小孔道。

3.在完成點(diǎn)火程序后，從生產(chǎn)井注入空氣，進(jìn)行后續(xù)空氣驅(qū)工作。緊密觀察生產(chǎn)井尾氣狀況，如發(fā)現(xiàn)尾氣流量異常增大及套管壓力持續(xù)升高的情況，重復(fù)注入泡沫階段及注入富氧階段工作。

優(yōu)選的，泡沫溶液的具體成分及所占水溶液中百分質(zhì)量比為：磺酸鹽二辛基琥珀酸酯磺酸鈉3.2-3.8％和十二烷基苯磺酸鈉4.5-5.5％、增稠劑6501椰子油脂肪酸二乙醇酰胺4.5-5.5％、螯合劑硅酸鈉1.2-1.9％、犧牲劑羥基丁二酸1.5-2.6％、醇類乙二醇1.2-1.8％、余量為清水。

更優(yōu)選的，泡沫溶液的具體成分及所占水溶液中百分質(zhì)量比為：磺酸鹽二辛基琥珀酸酯磺酸鈉3.4-3.6％和十二烷基苯磺酸鈉4.8-5.3％、增稠劑6501椰子油脂肪酸二乙醇酰胺4.8-5.3％、螯合劑硅酸鈉1.4-1.6％、犧牲劑羥基丁二酸1.8-2.3％、醇類乙二醇1.4-1.6％、余量為清水。

優(yōu)選的，富氧混合氣中氧氣質(zhì)量百分比含量為60％和氮?dú)赓|(zhì)量百分比含量為40％。

在地層中，二辛基琥珀酸酯磺酸鈉和十二烷基苯磺酸鈉的分子結(jié)構(gòu)對于油水界面張力有很大的影響，具有較強(qiáng)降低界面張力的能力，而兩種表面活性劑的復(fù)配可以有效降低其在油層巖石中的吸附性。

增稠劑6501(椰子油脂肪酸二乙醇酰胺)為非離子表面活性劑，在陰離子表面活性劑與之配伍增稠效果特別明顯，并能與多種表面活性劑配伍，水中形成一種不透明的霧狀溶液，對原油具有一定的滲透、乳化、分散作用。

螯合劑硅酸鈉作用原理為，地層中，硅酸鈉可以優(yōu)先吸附在活性位上(黏土正中核的棱角邊上)，代替表面活性劑被吸附，并且對多價(jià)金屬陽離子(Ca²⁺、Mg²⁺等)起到螯合作用。

犧牲劑羥基丁二酸的作用原理為，地層中黏土礦物具有選擇性吸附的特性，加入吸附性強(qiáng)的有機(jī)質(zhì)，使其陰離子型表面活性劑競爭吸附位置，有機(jī)質(zhì)首先被吸附于巖石礦物上成為犧牲劑，從而減少表面活性劑的吸附損失。

醇類乙二醇的醇類作用原理為，在泡沫溶劑中加入低級醇可以降低表面活性劑的損失量。

在地層中泡沫起到以下作用：

起到洗油作用：由于泡沫中含有表活劑成分，可以有效溶解地層原油中的輕質(zhì)分，降低界面張力，改變潤濕角，起到一定的驅(qū)油作用。

泡沫起到調(diào)剖的作用：泡沫注入裂縫及孔道后，將大孔道封堵為小孔道，可以有效控制裂解帶前進(jìn)速度及方向，防止氣竄現(xiàn)象發(fā)生，造成裂解帶不均勻前進(jìn)及大孔道方向不裂解的現(xiàn)象，并配合后續(xù)注入氣體進(jìn)入原本難以進(jìn)入的小孔道，起到提高波及體積的目的。

本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)其優(yōu)點(diǎn)在于：

泡沫能夠堵住大孔道，堵水而不堵油，封堵高滲孔道，泡沫與空氣交替注入能有效防止氣竄，并可達(dá)到調(diào)驅(qū)目的，可較好驅(qū)替殘余油，實(shí)現(xiàn)連通注水未波及區(qū)域，提高原油驅(qū)替和波及效率。

泡沫能降低水和氣的相對滲透率，增加裂縫油藏及高滲層及非均質(zhì)油藏的氣驅(qū)采收率，同時(shí)，發(fā)泡劑本身是活性較強(qiáng)的陰離子表面活性劑，能較大幅度的降低油水界面張力，改善巖石表面的潤濕性，提高注入劑洗油效率，從而達(dá)到提高采收率的目的。

空氣泡沫驅(qū)綜合了注氣、泡沫兩種驅(qū)替作用，充分發(fā)揮泡沫驅(qū)和空氣驅(qū)兩種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，更高效提高波及系數(shù)和洗油效率。可以有效控制裂解帶前進(jìn)速度及方向，防止氣竄現(xiàn)象發(fā)生，造成裂解帶不均勻前進(jìn)及大孔道方向不裂解的現(xiàn)象，并配合后續(xù)注入氣體進(jìn)入原本難以進(jìn)入的小孔道，起到提高波及體積的目的。

本發(fā)明的富氧混合氣中氧氣的質(zhì)量百分比為50-70％，在此高濃度氧氣作用下，可以快速啟動油藏裂解溫度，裂解溫度高，采油速度高，反應(yīng)周期短。

采用本案中特定磺酸鹽、增稠劑、螯合劑、犧牲劑及醇類之間的相互作用，使得發(fā)泡劑的半衰期可延長至240小時(shí)，明顯高于現(xiàn)有技術(shù)的半衰期48小時(shí)。

附圖說明

圖1油層注入泡沫示意圖。

圖2注入富氧示意圖。

圖3前期裂解示意圖。

圖4后期裂解示意圖。

1小孔道；2.巖層；3.泡沫；4.大孔道；5.富氧空氣；6.裂解反應(yīng)帶。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉具體實(shí)施方式，還包括各具體實(shí)施方式間的任意組合。

向油層注入泡沫空氣和富氧高溫裂解復(fù)合空氣驅(qū)采油方法，分三部分，一注入泡沫階段，二注入富氧階段，三后續(xù)空氣驅(qū)。具體步驟如下：

1.注入泡沫階段：將發(fā)泡劑與清水均勻混合制得泡沫溶液，混合過程必須避免發(fā)泡劑發(fā)泡，通過注氣井將泡沫溶液注入地層中。泡沫溶液注入完畢后注入空氣，在將泡沫溶液推入油層裂隙過程中泡沫開始發(fā)泡，對油層中的裂縫及孔道進(jìn)行封堵。泡沫溶液的具體成分及所占水溶液中百分質(zhì)量比為：磺酸鹽二辛基琥珀酸酯磺酸鈉3-4％和十二烷基苯磺酸鈉4-6％、增稠劑6501(椰子油脂肪酸二乙醇酰胺)4-6％、螯合劑硅酸鈉1-2％、犧牲劑羥基丁二酸1-3％、醇類乙二醇1-2％、余量為清水。

2.注入富氧階段：注入泡沫結(jié)束后，通過氮?dú)夥蛛x機(jī)分離出氧氣質(zhì)量百分比含量為50-70％和氮?dú)赓|(zhì)量百分比含量為50-30％的富氧混合氣，使原油發(fā)生快速裂解反應(yīng)，釋放大量熱量，完成油層的自燃點(diǎn)火程序。

通過注泡沫改善地層波及體積，使注富氧時(shí)優(yōu)先進(jìn)入小孔道，并且在小孔道中進(jìn)行自然點(diǎn)火，而繼泡沫失效后，空氣進(jìn)入大孔道，進(jìn)行自燃點(diǎn)火，改變大孔道及裂縫性質(zhì)，實(shí)現(xiàn)對可能竄氣通道的封堵。

注富氧的優(yōu)勢，能增加點(diǎn)火成功率，由于進(jìn)入小孔道，富氧能更成功的點(diǎn)燃小孔道。

3.在完成上述兩個(gè)階段后，從生產(chǎn)井注入空氣，進(jìn)行后續(xù)空氣驅(qū)工作。緊密觀察生產(chǎn)井尾氣狀況，如發(fā)現(xiàn)尾氣流量異常增大及套管壓力持續(xù)升高的情況，重復(fù)注入泡沫階段及注入富氧階段工作。

實(shí)施例1

向油層注入泡沫空氣和富氧高溫裂解復(fù)合空氣驅(qū)采油方法：

1.注入泡沫階段：將發(fā)泡劑與清水均勻混合制得泡沫溶液，混合過程必須避免發(fā)泡劑發(fā)泡，通過注氣井將泡沫溶液注入地層中。泡沫溶液注入完畢后注入空氣，在將泡沫溶液推入油層裂隙過程中泡沫開始發(fā)泡，對油層中的裂縫及孔道進(jìn)行封堵。泡沫溶液的具體成分及所占水溶液中百分質(zhì)量比為：磺酸鹽二辛基琥珀酸酯磺酸鈉3.5％和十二烷基苯磺酸鈉5％、增稠劑6501(椰子油脂肪酸二乙醇酰胺)5％、螯合劑硅酸鈉1.5％、犧牲劑羥基丁二酸2％、醇類乙二醇1.5％、余量為清水。

2.注入富氧階段：注入泡沫結(jié)束后，通過氮?dú)夥蛛x機(jī)分離出氧氣質(zhì)量百分比含量為60％和氮?dú)赓|(zhì)量百分比含量為40％的富氧混合氣，使原油發(fā)生快速裂解反應(yīng)，釋放大量熱量，完成油層的自燃點(diǎn)火程序。

3.在完成上述兩個(gè)階段后，從生產(chǎn)井注入空氣，進(jìn)行后續(xù)空氣驅(qū)工作。緊密觀察生產(chǎn)井尾氣狀況，如發(fā)現(xiàn)尾氣流量異常增大及套管壓力持續(xù)升高的情況，重復(fù)注入泡沫階段及注入富氧階段工作。

實(shí)施例2

跟實(shí)施例1相比，不同在于步驟1中泡沫溶液的具體成分及所占水溶液中百分質(zhì)量比為：磺酸鹽二辛基琥珀酸酯磺酸鈉3.2％和十二烷基苯磺酸鈉4.5％、增稠劑6501(椰子油脂肪酸二乙醇酰胺)4.5％、螯合劑硅酸鈉1.2％、犧牲劑羥基丁二酸1.5％、醇類乙二醇1.2％、余量為清水。

實(shí)施例3

跟實(shí)施例1相比，不同在于步驟1中泡沫溶液的具體成分及所占水溶液中百分質(zhì)量比為：磺酸鹽二辛基琥珀酸酯磺酸鈉3.8％和十二烷基苯磺酸鈉5.5％、增稠劑6501(椰子油脂肪酸二乙醇酰胺)5.6％、螯合劑硅酸鈉1.9％、犧牲劑羥基丁二酸2.6％、醇類乙二醇1.8％、余量為清水。

實(shí)施例4

跟實(shí)施例1相比，不同在于步驟2中的富氧混合氣中氧氣質(zhì)量百分比含量為50％和氮?dú)赓|(zhì)量百分比含量為50％。

實(shí)施例5

跟實(shí)施例1相比，不同在于步驟2中的富氧混合氣中氧氣質(zhì)量百分比含量為70％和氮?dú)赓|(zhì)量百分比含量為30％。