[发明专利]非冷凝气体注入以及刺激石油开采工艺

说明书

本发明涉及提高石油的采取率。更具体一些，本发明涉及用气体泡沫注入的方法提高石油的采收率。

许多产油地层需要使用辅助手段才能进行有经济价值的开采。石油可以使用气体驱进行开采，其中气体与就地石油相混或产生就地石油的混相驱，有时该气体驱还可降低石油的粘度和强化石油向生产井的流动。但是，当在生产井开始见到气体后，该注入气体就会优先沿着最短路径流动。这样一来，注入气体所扫及的地层数量就会受到限制。现已经使用商业表面活性剂的溶液（这些表面活性剂如普罗克特-甘布尔（Procter    &    Gamhle）公司的orvus    K    Liquid和GAF公司的Alipal    CD-128）和气体一同注入而形成泡沫注入物，这些材料分别是改性烷基硫酸铵和硫酸化直链伯醇乙氧化物的铵盐。表面活性剂和气体形成的泡沫能阻止气体流入仅含残余油饱和度的区域。残余油饱和度的定义是指留在气体或其他强化开采手段作用过的贮层区的未动石油。这样一来，就使气体能够驱动可采石油从油层的未枯竭区域流向生产井。

为了最大限度地从地层中开采石油，期望有一些发泡表面活性，它们可以阻止在仅含残留油饱和度气区的气体流动。还期望在气体泡沫采油工艺中找到一些表面活性剂，它们阻止仅含残留油饱和度区域内的气体流动，并加强含可采石油区域内的气体的流动。但期望在含油饱和度大于残油饱和度区域内的可采石油的流动不会受到阻止。

我们发明了一种在没有蒸汽存在的情况下从地下油层开采石油的表面活性剂气体泡沫工艺方法。该气体可以是任何非冷凝气体，如CO₂，N₂， CH₄，CO，烟道气，等，此方法包括在至少一口注入井中向注入气体注入一类作为起沫剂的α-烯基磺酸盐，α-烯基磺酸盐的齐聚物（如二聚物）或它们的混合物，来强化至少一口生产井的石油开采，α-烯基磺酸盐和/或α-烯基磺酸盐的二聚物的起泡特性可加强蒸汽对地层的扫及作用，这能提高生产井的石油采收率。根据地层的不同，可单独选用α-烯基磺酸盐，α-烯基磺酸盐的二聚物，也可选用这些材料的混合物来提高石油的采收率。该表面活性剂/气体泡沫混合物也可以从先前仅被气体扫及地层中的残留油饱和区域中采出额外的石油。将气体和表面活性剂溶液的发泡性混合物由注入井注入地层，而其随后被继续注入的发泡性混合物，单独的气体，或一种水驱驱替而流向生产井，从而从地层中采出石油。

可以通过泡沫的几种特性的比较来评价用来注入的发泡表面活性剂，其中阻力系数R₁就可以用来评价。R₁是用泡沫发生器或填沙层两边的压降决定的。泡沫发生器或填沙层是在下列条件下一同通入难压缩气体和盐水：（1）残油饱和度时使用表面活性剂，（2）含油饱和度时用或不用表面活性剂。R₁的定义如表1。

R₁值高表明表面活性剂可产生对含有残余油气区的气体流动有强大阻止力的气泡，该参数在此之前已经用来评价表面活性剂和气体注入物。R值越高表明表面活性剂越理想。另外阻力系数数R₂，R₃对评价表面活性剂的效率也是很重要的，R₂值高表明表面活性剂在含残油的气区产生的气泡对流动的阻止力要比在含可采石油气区的情况要强大的多，这样就产生了一种效果，即把已被扫过可采石油地层区域 封闭 起来，并使另外的气体注入物驱动可采石油流向生产井。R₃的值应接近1，最好小于1。R₃的值小于1表明相对于不用表面活性剂来说表面活性剂本身实际上可以提高气区中可采石油的流动性。因此高的R₁，R₂和小于1的R₃表示了一种理想的表面活性剂，它能使气体离开枯竭的油区，从而促进了气区的扩大，提高了在一定的气体的注入量下原油的生产速度和产量。

本发明的α-烯基磺酸盐显示出了比传统的硫酸盐表面活性剂更加优越的R₁-R₃值，这些传统的表面活性剂如Alipal CD-128，它是硫酸化的直链伯醇乙氧化物的铵盐。