一种提高油藏采收率的方法与流程

1.本发明涉及油气开采技术领域，具体涉及一种提高油藏采收率的方法。


背景技术：

2.提高采收率研究是油气田开发永恒存在的主题之一。在油田开采一定时期后，由于油田能量的不足和油藏的客观地质情况决定了需要对油田进行增能开发。现有的增能开发方式主要包括向油藏注水、注气(如，注天然气、氮气、二氧化碳、空气，等)、地层自生气增能三大方式。
3.油藏自喷采出的油气总量一般不超过地质储量的10％。我国绝大多数油田都采用早期注水，就是在油田开采初期就开始注水，以保持油层压力，大庆油田采用早期注水，使油田稳产30年，在世界上享有较高声誉。而注水开发中，往往存在诸多问题，例如，对于低渗透油藏，往往存在注水启动压力梯度高、驱油效率低等问题，难以实现有效开发。注气开发比注水开发的增产效果更好，易于实现注采平衡，相较于注水，注气流压往往低于注水流压，有利于防止产生窜进现象，能够解决注水困难或水敏性油藏的很多问题，且其工艺流程更简单且更经济。
4.然而，现有的的注水或注气开发方式还存在一定的弊端，主要体现在：1)给地下油气藏注水补充能量时，要严格控制注入水中的机械杂质和矿化物的种类与含量，否则就会污染油气层，堵塞油气层的孔隙通道，在补充能量的同时又带来了很多麻烦；2)对于低渗透油藏，不论是注水还是注气，都面临注入困难的问题，注不进，采不出；3)注水时需要消耗大量的水资源，注气时，需要提供气源设备，且容易出现气窜问题，波及范围受到一定限制；4)注入的氮气、二氧化碳等气体在后续的生产过程中，需要进行复杂分离，增加了流程复杂性。
5.申请号201810245921.2公开了一种油气井自生气泡沫增能提高采收率的方法，向地层中注入产气剂及发泡剂，在地层条件下产气剂中几种组分相互反应，放出热量，产生大量气体，在提高油气采收率的同时实现了安全环保，但其仍然需要提供相应的药剂注入设备，后续同样需要进行需要进行复杂分离。


技术实现要素：

6.为解决上述技术问题，本发明提供一种提高油藏采收率的方法，目的是消除或减少现有技术的至少一个缺陷，或者至少向现有技术提供有用的替代方案。
7.本发明提供一种提高油藏采收率的方法，该方法包括以下步骤：s1、制备电石颗粒，所述电石颗粒包括药剂层和油溶性保护层；s2、在油井自喷生产压力降低至一定值时，将制备的电石颗粒和支撑剂颗粒随压裂液一起注入油井的第一井井筒中，以对含油储层进行压裂施工；s3、利用电石颗粒与含油储层中的水进行反应，生成气体，增加含油储层能量，从而提高采收率。
8.其中，药剂层为电石层，油溶性保护层包覆在药剂层的外侧，油溶性保护层的材料选自沥青、石蜡或油溶性酚醛树脂中的一种或他们的组合。
9.其中，步骤s1中，电石颗粒的制备主要包括以下步骤：a、选取电石原料；b、利用粉碎设备对选取的电石原料进行粉碎处理；c、将粉碎后的电石进行筛分处理，筛分出的粗颗粒回到粉碎设备进行二次粉碎；d、筛分合格的电石粉粒通过喷嘴在液氮作用下形成低温射流流体并进入包覆炉，同时，包覆原料依次经过高温和雾化处理形成包覆流体并被输送至包覆炉中，所述低温射流流体与所述包覆流体碰撞混合，此时，低温射流流体中的电石粉粒被包覆流体包覆，紧接着，在低温射流流体中的液氮/氮气的作用下，被包覆后的电石粉粒快速成粒，得到初始电石颗粒；e、将初始电石颗粒进行分离处理，得到符合要求的电石颗粒。
10.其中，对电石粉粒的筛分还包括剔除粒径过小的粉粒；优选的，合格的电石粉粒应满足，电石粉粒的平均粒径为压裂施工所用支撑剂颗粒粒径的1/4～1/2，以确保后续经过包覆后得到的电石颗粒的粒径小于压裂施工时所用的支撑剂颗粒的粒径。
11.其中，步骤d中，在形成低温射流流体的喷嘴的下游设置有扩散管，扩散管为喇叭形开口结构，且其内径较大一端位于下游，包覆原料采用雾化喷嘴进行雾化，雾化喷嘴均匀分布在扩散管管壁内侧，且雾化喷嘴所在平面位于与扩散管的中心轴线垂直的平面。
12.其中，包覆炉的中部或中下部形成有电石颗粒接收室，电石颗粒接收室的下方的包覆炉侧壁上设置有连通至包覆炉外部的排气通道以供包覆后形成的低温氮气通过，该低温氮气能够对已造出的电石颗粒起到维持低温的作用。
13.其中，步骤e中，先利用筛分设备得到初选的第一电石颗粒，之后，选取部分初选的第一电石颗粒作为样品倒入低温清水容器中，检测产气情况，若无气体或几乎无气体产生，则，在无气体产生的情况下将低温清水容器中的所述第一电石颗粒倒出，晾干，再将其倒入柴油中，最终析出电石颗粒，则表明初选的第一电石颗粒包覆完好，此时将剩余的所述第一电石颗粒全部倒入低温清水容器中，在无气体产生的情况下将低温清水容器中的电石颗粒倒出，得到第二电石颗粒，即符合要求的电石颗粒；若在将所述部分初选的第一电石颗粒作为样品倒入低温清水容器中后，检测出气体产生并超过了施工要求的预设阈值，则表明包覆质量不合格，将剩余的第一电石颗粒利用液氮形成低温射流流体射入雾化后的包覆流体中进行进一步包覆，直至得到符合要求的电石颗粒为止。
14.其中，在进行压裂施工时，电石颗粒和支撑剂颗粒混合注入油井的第一井井筒，电石颗粒和支撑剂颗粒的密度相当或基本相当，在压裂施工时，含油储层中形成了主裂缝和分支裂缝，压裂施工结束时，主裂缝和分支裂缝均填充满混合的电石颗粒和支撑剂颗粒。
15.其中，电石颗粒和支撑剂颗粒分别采用段塞式的方式注入井内，将携带电石颗粒的压裂液段塞记为段塞a，将携带支撑剂颗粒的压裂液段塞记为段塞b，将段塞a的注入体积记为v
ai
，将段塞b的注入体积记为v
bi
，则需满足：段塞a与段塞b的注入段数相等，且v
ai
v
bi
＝c，且v
ai 1
v
bi 1
＝c，v
ai 1
＝k*v
ai
‑△
v
其中，c为一体积常数，由现场施工要求来确定；k为修正系数，无量纲；
△
v为段塞体积变量，由现场施工要求来确定，单位m3；i为段塞a和段塞b中的单个段塞的段塞数，为大于等于1的正整数。
16.进一步优选的，该方法还包括以下步骤：压裂施工完毕后，立即进行低排量放喷排液，排液过程中，在井口检测所排液体中的气体成分，当检测到所排液体中的气体成分中的乙炔气体达到一定值时，闷井4
‑
5天，这期间，利用井口测压曲线监测井口压力变化，井口压力持续增高至一定值后出现上下波动并逐渐趋于稳定，则表明含油储层中的含水较多，且电石颗粒与地层中的水进行了充分反应，增加了含油储层能量，后续只需根据生产需要进行放喷生产即可；若关井后压力增幅不大，则继续低排量放喷排液，排液期间，井口测压曲线显示井口压力逐渐增加，再次关井发现井口压力增加不大，则表明含油储层中的含水较少，电石颗粒未与水进行充分反应，但继续进行低排量放喷排液，能够使得电石颗粒彻底反应，增加含油储层能量，满足增能需要；若排液过程中，仅在排液初期检测到少量乙炔气体，之后几乎未检测到乙炔气体，进行氯根检测发现所排液中几乎不含水，则表明含油储层为无水油层，电石颗粒未与水进行充分反应，且后续放喷排液过程中，电石颗粒也不能被充分反应，则在生产过程中，当含油储层能量达不到生产要求时，可向含油储层进行注热水或注水蒸气的操作。
17.其中，当含油储层为无水油层时，在第一井井筒的裂缝作用范围内钻设有第二井井筒，在含油储层能量达不到生产要求时，利用第一井井筒进行注热水或注水蒸气操作，在注热水或注水蒸气操作后，关闭第一井井筒，第二井井筒进行小排量生产，当在第二井井筒检测到乙炔气体超过预设值时，闷井一段时间后，利用第二井井筒进行开井生产。
18.本发明的有益效果在于：1)采用电石颗粒与支撑剂颗粒一起注入地层，在压裂操作的同时完成了储层增能，一步到位，无需后期进行大量注水或注气操作来补充储层能量；2)电石颗粒被压入储层的裂缝深部后再产生气体，增能的同时，提高压裂效果，能够形成更为复杂的缝网结构，相较于地面注气等方式，作用范围更广，储层动用更大，此外，电石颗粒在与地层水进行反应的同时释放出大量热量，提高了油流的流动能力，电石颗粒只有在与水接触时才会发生反应，对于含水量不大的储层，其反应随着开采而持续进行，由此确保储层持续增能；3)相较于氮气、二氧化碳等气体的注入方式，电石颗粒与地层水反应产生的气体为乙炔气体，本身属于烃类气体，无需进行复杂分离；
附图说明
图1是本发明所采用的电石颗粒的结构示意图；图2是本发明所采用的电石颗粒的制作流程图；图3是本发明的电石颗粒注入井下的示意图；图4是图3所示a
‑
a位置放大后的示意图；图5是本发明的一种实施例所布井的示意图。
19.其中，附图中的附图标记为：1
‑
药剂层，2
‑
油溶性保护层，3
‑
第一井井筒，4
‑
含油储层，5
‑
分支裂缝，6
‑
主裂缝，
7
‑
支撑剂颗粒，8
‑
电石颗粒，9
‑
上部岩层，10
‑
第二井井筒。
具体实施方式
20.下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
21.本发明提供一种提高油藏采收率的方法，该方法包括以下步骤：s1、制备电石颗粒8，所述电石颗粒包括药剂层1和油溶性保护层2；s2、在油井自喷生产压力降低至一定值时，将制备的电石颗粒8和支撑剂颗粒7随压裂液一起注入油井的第一井井筒中，以对含油储层4进行压裂施工；s3、利用电石颗粒与含油储层中的水进行反应，生成气体，增加含油储层能量，从而提高采收率。
22.参见图1，其中，药剂层1为电石层，油溶性保护层2包覆在药剂层1的外侧，油溶性保护层2的材料优选为沥青、石蜡或油溶性酚醛树脂。
23.参见图2，步骤s1中，电石颗粒的制备主要包括以下步骤：a、选取电石原料；b、利用粉碎设备对选取的电石原料进行粉碎处理；c、将粉碎后的电石进行筛分处理，筛分出的粗颗粒回到粉碎设备进行二次粉碎；d、筛分合格的电石粉粒通过喷嘴在液氮作用下形成低温射流流体并进入包覆炉，同时，包覆原料(油溶性原料)依次经过高温和雾化处理形成包覆流体并被输送至包覆炉中，所述低温射流流体与所述包覆流体碰撞混合，此时，低温射流流体中的电石粉粒被包覆流体包覆，紧接着，在低温射流流体中的液氮/氮气的作用下，被包覆后的电石粉粒快速成粒，得到初始电石颗粒；e、将初始电石颗粒进行分离处理，得到符合要求的电石颗粒。
24.其中，对电石粉粒的筛分还包括剔除粒径过小的粉粒；此外，优选的，合格的电石粉粒应满足，电石粉粒的平均粒径为压裂施工所用支撑剂颗粒粒径的1/4～1/2，以确保后续经过包覆后得到的电石颗粒的粒径小于压裂施工时所用的支撑剂颗粒的粒径。这样设置，可以使得电石颗粒在压裂施工时能够尽可能多的进入含油储层4，使得所生成的气体能过作用于储层的更深部，并且在电石颗粒的油溶性保护层2溶解后尽可能的不影响支撑剂颗粒的支撑效果。
25.优选的，步骤d中，在形成低温射流流体的喷嘴的下游设置有扩散器，例如扩散管，扩散管为喇叭形开口结构，且其内径较大一端位于下游，便于对形成的低温射流流体进行扩散喷射。
26.进一步优选的，对包覆原料的雾化采用雾化喷嘴实施，雾化喷嘴均匀分布在扩散管管壁内侧，且雾化喷嘴所在平面位于与扩散管的中心轴线垂直的平面，以此使得混合均匀。
27.优选的，包覆炉的中部或中下部形成有电石颗粒接收室，电石颗粒接收室的下方的包覆炉侧壁上设置有连通至包覆炉外部的排气通道以供包覆后形成的低温氮气通过，该低温氮气能够对已造出的电石颗粒起到维持低温的作用。
28.优选的，步骤e中的分离处理是指，先通过粒径筛分设备筛除粒径不符合要求的电
石颗粒，之后利用振动式密度分离筛将符合密度要求的电石颗粒筛选出来，得到初选的第一电石颗粒。
29.优选的，步骤e中，在得到初选的第一电石颗粒后，还包括：选取部分初选的第一电石颗粒作为样品倒入低温清水(5
‑
20℃)容器中，检测产气情况，若无气体或几乎无气体(根据施工要求确定)产生，则，在无气体产生的情况下将低温清水容器中的所述第一电石颗粒倒出，晾干，再将其倒入柴油中(需加热)，最终析出电石颗粒，则表明初选的第一电石颗粒包覆完好，此时将剩余的所述第一电石颗粒全部倒入低温清水容器中，在无气体产生的情况下将低温清水容器中的电石颗粒倒出，得到第二电石颗粒，即符合要求的电石颗粒；若在将所述部分初选的第一电石颗粒作为样品倒入低温清水容器中后，检测出气体产生并超过了施工要求的预设阈值，则表明包覆质量不合格，将剩余的第一电石颗粒利用液氮形成低温射流流体射入雾化后的包覆流体中进行进一步包覆，直至得到符合要求的电石颗粒为止。
30.参见图3
‑
4，在进行压裂施工时，电石颗粒8和支撑剂颗粒7混合注入油井的第一井井筒，优选的，电石颗粒8和支撑剂颗粒7的密度相当或基本相当，这样能够确保在进入含油储层4时，两者混合均匀；参见图3，在压裂施工时，含油储层中形成了主裂缝6和分支裂缝5，主裂缝6和分支裂缝5均填充满混合的电石颗粒8和支撑剂颗粒7(图3
‑
4中仅示出了主裂缝中的情况)。
31.作为替代的技术方案，电石颗粒8和支撑剂颗粒7还可分别采用段塞式的方式注入井内，例如，在压裂施工时，在注入滑溜水等前置液流体后，先注入携带电石颗粒8的压裂液，随后注入携带支撑剂颗粒7的压裂液，再注入携带电石颗粒8的压裂液，以此类推，直至在形成的主裂缝6和分支裂缝5中填满电石颗粒8和支撑剂颗粒7而无法进一步注入时为止。采用段塞式注入的优点在于，后续不会因为电石颗粒的溶解、反应而影响支撑剂颗粒的支撑效果，能够确保有效支撑。在采用段塞式注入时，将携带电石颗粒8的压裂液段塞记为段塞a，将携带支撑剂颗粒7的压裂液段塞记为段塞b，则优选的，段塞a与段塞b的注入段数相等，将段塞a的注入体积记为v
ai
，将段塞b的注入体积记为v
bi
，其中，i为单个段塞(即段塞a或段塞b)的段塞数，为大于等于1的正整数，注入段塞时需满足：v
ai
v
bi
＝c，且v
ai 1
v
bi 1
＝c，v
ai 1
＝k*v
ai
‑△
v，其中，c为一体积常数，由现场施工要求来确定；k为修正系数，无量纲；
△
v为段塞体积变量，由现场施工要求来确定，单位m3。这样设置，使得两种段塞(段塞a和段塞b)的混合段塞在整体上均衡注入，但段塞a在远离井筒的方向用量递增，段塞b在远离井筒的方向用量递减，使得电石颗粒更多的朝向含油储层聚集，使得后续产生的气体能够更多的作用于含油含油储层深部，提高作用范围。
32.压裂施工完毕后，立即进行低排量放喷排液(排液的目的在于，使得含油储层的油流快速作用于电石颗粒，使其外部油溶性保护层在地层油流或高温作用下溶解，而低排量的目的是为了避免地层流体将支撑剂颗粒等带入井筒)，排液过程中，在井口检测所排液体中的气体成分，当检测到所排液体中的气体成分中的乙炔气体达到一定值时，闷井4
‑
5天，这期间，利用井口测压曲线监测井口压力变化，井口压力持续增高至一定值(高于压裂前原井口压力)后出现上下波动并逐渐趋于稳定，则表明含油储层中的含水较多，且电石颗粒与
地层中的水进行了充分反应，增加了含油储层能量，后续只需根据生产需要进行放喷生产即可；若关井后压力增幅不大，则继续低排量放喷排液，排液期间，井口测压曲线显示井口压力逐渐增加，再次关井发现井口压力增加不大，则表明含油储层中的含水较少，电石颗粒未与水进行充分反应，但继续进行低排量放喷排液，能够使得电石颗粒彻底反应，增加含油储层能量，满足增能需要；若排液过程中，仅在排液初期检测到少量乙炔气体，之后几乎未检测到乙炔气体，进行氯根检测发现所排液中几乎不含水，则表明含油储层为无水油层，电石颗粒未与水进行充分反应，且后续放喷排液过程中，电石颗粒也不能被充分反应，则在生产过程中，当含油储层能量达不到生产要求时，可考虑向含油储层进行注热水或注水蒸气的操作。
33.优选的，参见图5，当含油储层为无水油层时，可在第一井井筒3的裂缝作用范围内钻设第二井井筒10，并在含油储层能量达不到生产要求时，利用第一井井筒3进行注热水或注水蒸气操作，在注热水或注水蒸气操作后，关闭第一井井筒3，第二井井筒10进行小排量生产，当在第二井井筒10检测到乙炔气体超过预设值时，闷井一段时间后，利用第二井井筒10进行开井生产。
34.作为进一步优选的实施方案，还可以利用现有的五点井网法、反九点井网法等方式进行布井，并利用一部分井进行注电石颗粒和支撑剂颗粒压裂，另一部分井用于开采，并在开采一段时间后，将压裂井和开采井进行转换；期间也同样可进行注水等操作。
35.以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。