[发明专利]在地下含油地层中改进波及效率的泡沫体

说明书

本发明涉及从地下含油地层中采收石油的方法，更具体地说是利用泡沫体的石油采收方法。

大家熟知，把驱替流体注入地下含烃地层中从而促进烃的生产。水和各种气体，以及更复杂的流体，比如表面活性剂溶液和聚合物溶液都是常见的驱替液，它们既可用于可溶混也可用于不可溶混的石油驱替注水中。

石油驱替注水的效率部分地取决于驱替流体波及效率。由于地层中的波及问题和驱替流体的差的流动特性而使波及效率显著地降低。波及问题的一般特征是在一给定地层内高渗透率和低渗透率流路的相互邻近。波及问题或者是裂缝型的或者是基岩型的。当单一裂缝或裂缝网与钻入地层的注入井和/或生产井相连通时就出现裂缝型波及问题。当地层内不同渗透率的岩层或区域相邻时就出现基岩型波及问题。

当把驱替流体注入具有波及问题的地层内时，高渗透率流路就基本上使全部驱替流体从低渗透率流路上转移开。结果，驱替流体不扫过低渗透率流路并且地层中驱替流体的波及效率差。

波及问题可通过波及改进处理（CIT）排除，CIT用堵塞材料有效地堵住或阻塞住高渗透率流路。通过堵住或阻塞住高渗透率含油饱和度的地层流路，可使随后注入的驱替流体优先扫过低渗透率高含油饱和度的地层流路。从而，CIT改进了驱替流体的波及效率，使之能接触并驱替更多石油，并且促使石油采收率不断增加。

目前常用凝胶作为CIT堵塞材料。正如Sydansk等人在美国专利4，683，949中所述，聚丙烯酰胺与铬Ⅲ交联形成的凝胶对大多数CIT是有效的。美国专利4，683949描述了把专门制备的交联的丙烯酰胺凝胶有效地用于处理裂缝型和基岩型波及问题。发现在某些情况下，使用常规凝胶的CIT由于相当高的化学药品价格而使费用过高。例如，在高渗透率流路远远地延伸到地层内部而离开注入井和/或生产井的地方，在获得有效的渗透率降低量之前流路就会消耗掉大量体积的凝胶。结论是由于CIT对化学药品的需要量太高而使得用该处理所得到的增加的石油采收率不能抵消CIT成本。此外，使用这种凝胶的CIT成本上不合算并且经济上不实用。

因此希望找到一种成本上比使用凝胶作为堵塞材料的常规CIT方法更合算的方法。更具体地说是需要一种化学药品成本比常规凝胶处理更低而至少与常规凝胶处理等效的CIT方法。此外需要一种在常规凝胶处理不能经济地使用的条件下，比如当高渗透率流路渗透穿过地层时经济地使用的方法。

业已发现，常规凝胶不仅在某些CIT中不经济而且在类似于CIT的某些其它堵塞处理中不能满意地使用。例如，对于选择性地堵塞从含油生产区延伸到气顶内的竖直裂缝，凝胶一般是无效的。这些裂缝如果不被堵住，当生产时气体就会容易地被吸入到生产区而产生不希望的气的锥进状态。不幸的是，由于常规凝胶的密度和裂缝的竖直取向，把凝胶选择性地置于这些裂缝的上部区域是相当困难的，而这种堵塞对防止气的锥进产生是最有效的。重力使得凝胶或者进入与气顶不连通的较低部分的裂缝中或者仅仅无效地沉降到与气顶连通的裂缝的下部区域。这样，需要有效的处理以便充分地堵住气顶和石油生产区之间的竖直裂缝以防止在生产井孔中产生气的锥进。

除了波及问题之外，驱替流体流动性能差也会降低地层内的波及效率。流动性能差可通过使用本领域已知的比驱替流体粘性更高的一种流度控制液来排除。然而，发现对于扫过含油裂缝，特别是含有水和重力分层油的裂缝或者是与含水层呈流体连通的裂缝而言，常规流度控制液是无效的。

常规流度控制液会首先把位于石油下面的密度比石油更高的水驱出，而后再把石油驱出。因此需要一种方法，使用更加有效的流度控制液充分地从地下含油地层中特别是从含有重力分层石油的含油裂缝中或者是从与含水层呈流体连通的含油裂缝中把油驱出。

本发明是一种使用低密度泡沫体组合物改进在地下含油地层中的波及效率的方法。泡沫体含有一种液体溶剂、一种聚合物、一种交联剂、一种表面活性剂以及一种起泡气体。泡沫可经把聚合物、交联剂以及溶解在溶剂中的表面活性剂溶液混合，把起泡气体导入溶液中并交联聚合物至完成来制备。

本发明的一种实施方案是，用泡沫体代替CIT方法中的常规凝胶以克服基岩型或裂缝型波及问题。因为泡沫体相对于凝胶而言化学药品成本大大地降低了而不会使CIT的有效性显著降低，所以与已知凝胶处理方法相比本发明特别好。由于比凝胶便宜得多的气体组成了泡沫体的相当低的成本占据与凝胶同样的体积。尽管如此，泡沫体虽然气体分数相当大而仍然具有作为CIT堵塞材料所必需的强度和结构以有效地使用。