[发明专利]水注入系统和方法

说明书

技术领域

本公开涉及将水注入含烃地层的系统和方法。

背景技术

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 Porous Med(2010,85:1-21)的文章“The Impact of Pore Water Chemistry on Carbonate Surface 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℃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WO2010/092095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WO2010/092097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。

发明内容

本发明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。