[发明专利]降低气体锥进的聚合物增强泡沫

说明书

本发明涉及从生产井开采液态烃的工艺方法，该井与地下含烃地层由液体连通，有一气顶覆盖在液态烃产层之上。更具体地说，在这种工艺方法中，是把增强泡沫的聚合物注入地层中，以防低气体向生产井的锥进。

从具有气顶的地下地层的含油层段开采液态烃时，经常遇到的一个特殊问题叫做“气体锥进”现象。当产油层与气顶间有流体连通时，就发生这种现象。在足够的压差条件下，气顶气向下移动，并与产油层中的液态烃一起采出。由于气顶气有较高的流动性，气体优先进入井眼，排斥液态烃，从而阻止液态烃流入井眼。因此，气体锥进的特征是，采出的液体中气-油比明显增加及生产井中的液态烃采出速度相应明显下降。

气体锥进的处理方法，一般通过在气顶气与液态烃生产井之间的地层中放置堵气试剂，基本上封堵气体进入生产井的垂直流动通道。U.S.专利5105884（属Sydansk）公开了以交联的聚合物凝胶增强的普通油田泡沫用作气顶和受气体锥进影响的液态烃产层间垂直裂缝的堵气剂。虽然含凝胶的泡沫可非常有效地达到预定目的，但用含凝胶的泡沫，仍然有明显（即使很小）的作业复杂性和风险。采用任何化学反应时，交联剂与聚合物间的交联反应，要求作业者十分注意对工艺方法的控制，保证反应适度地进行。此外，因为生成的泡沫的强度，如果没有正确地注入地层，或如果希望随后把地层恢复到它原始状况的渗透性，就很难把泡沫除去。

经过对比，普通泡沫，一般是只是由表面活性剂溶液和起泡气体组成，比含凝胶的泡沫配制简便、价格便宜，又可避免一些作业上的复杂性，比较容易从地层中排除，不需要附加工艺控制和交联反应的化学剂费用。但是，由于在处理气体锥进中已证明普通泡沫的性能不够好，因而仍然认为含凝胶的泡沫优于普通泡沫。

其实，普通油田泡沫在烃类驱替过程中，作为动态流度控制液，一般能达到满意的结果，而不同的效能需求，要求泡沫起静态堵气剂的作用。在这种情况下，在气体锥进进行中，会受到连续不断的气体流动的压力变化，普通油田泡沫往往没有满足长期有效所需要的足够的结构强度、稳定性或临界压力梯度。另外，普通油田泡沫在遇到井下特殊的地层条件、尤其是有液态烃存在时，往往没有足够的稳定性以保持其完整性。

U.S.专利5129  457（属Sydansk）说明了将加入未交联的聚合物的泡沫应用于特定的烃类驱替，特别是，这种泡沫被公开用作流度控制烃类驱替流体或者作为普通烃类驱替流体的分流剂。Persoff等人发表的“Aqueous  Foams  for  Controt  of  Gas  Migration  and  Water  Coning  in  Aquifer  Gas  Strorage”，Energy  Sources，V.12，PP.479-497，1990中，也提出用加聚合物的泡沫，针对性地用来稳定封堵地下储气库含水层的水锥进的泡沫。然而，没有一种参考文献提到或建议加入未交联的聚合物泡沫处理含油层的气体锥进并且克服与此有关的特殊问题和复杂性的潜在用途。尤其是在此之前没有人认为只加有未交联的聚合物的泡沫具有足够的强度和稳定性，能有效地处理气体锥进，特别是在有液态烃存在时。

由上述可知，需要有一种处理气体锥进的工艺方法，它使用的堵气剂具有含凝胶泡沫的可预见的效果和可靠性，并且具有普通油田用泡沫的作业简便和费用低的特点。因此，本发明的目的是提供一种用于处理气体锥进的替代堵气剂，它能克服使用已知气体锥进处理剂所遇到的问题。本发明的另一目的是提供一种经济、作业简便的替代封堵剂，并在置于地层时，有高的强度和稳定性。

本发明是使用聚合物增强泡沫的一种工艺方法，它能保持或提高通过与地层流体连通的生产井从地下含烃层开采液态烃的开采速率。这种工艺方法对流体与气顶液体连通、气顶覆盖在液态烃产层之上的地下地层特别有效。聚合物增强泡沫用作堵气剂，调节气体锥进对液态烃进入生产井的阻滞效应。

聚合物增强泡沫包括聚合物、水溶剂、表面活性剂和气体。泡沫放置在垂直流体通道中，流体通道由为气顶与液态烃生产井间提供流体流通的可渗透气体的基质岩或异常带组成。泡沫有效地封堵气顶的气体向下流入生产井，并促使更多的液态烃通过井眼采出。

图1a是实施例1所述的本发明的聚合物增强泡沫和普通油田泡沫排水率对比图。

图1b是实施例1所述的本发明的聚合物增强泡沫和普通油田泡沫的泡沫破裂速率对比图。

图2是实施例3所述的本发明的聚合物增强泡沫和普通油田泡沫中作为泡沫质量标准的泡沫粘度对比图。