CN107435534A - 基于纳米磁流体的靶向投放表面活性剂的***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于纳米磁流体的靶向投放表面活性剂的***及方法。基于纳米磁流体的靶向投放表面活性剂的***，包括：注入水容器、磁流体容器、表面活性剂容器、驱替液容器、高压泵组、电磁体；水、纳米磁流体及表面活性剂在驱替液容器中均匀混合经第一驱替液输送管线进入高压泵组增压，然后经第二驱替液输送管线进入注水井。本发明针对由于复杂地质结构造成的表面活性剂难以波及的剩余油区域，利用纳米磁流体作为基载液，灵活控制、改变表面活性剂在油层中的驱替方向，实现靶向投放的目的，从而提高表面活性剂的波及效率、有效动用剩余油，进而提高原油采收率。
Description
技术领域
本发明属于石油天然气工程领域，具体地，涉及一种利用纳米磁流体作为基载液，从而实现靶向投放表面活性剂的***及方法。
背景技术
目前，国内油田基本上都在采用注水开发方式采油、我国80％以上原油产量来自注水开发油田，由此可见，注水是油田二次采油的重要方式、是油田增产稳产的前提。但是现阶段大部分油田已进入注水开发后期，由于单独的水驱无法克服残余油所受的毛管力、粘附力和内聚力而很难将油驱出，油藏中一般还有50％以上的残余油。针对该问题，形成了利用当代物理、化学以及生物等技术进一步提高采收率，降低残余油饱和度的三次采油技术，主要包括化学驱、气驱、热力驱和微生物采油技术。其中，表面活性剂由于具有多种驱油机理，例如降低油水界面张力机理、乳化机理、改善岩石表面润湿性等等，而被广泛用到三次采油中。
但是，由于长期注水导致地下被冲刷出许多“优势通道”，以及储层的强非均质性、地下发育分布复杂、规律性差的裂缝等高导流通道，导致注入的表面活性剂并不能完全波及到剩余油区域。因此，目前表面活性剂驱面临的主要问题是波及效率(马涛,张晓凤,邵红云,等.驱油用表面活性剂的研究进展[J].精细石油化工,2008,25(4):78-82)。如何提高表面活性剂的波及效率是改善表面活性剂驱油效果的关键。
随着全球石油工业和纳米等技术的快速发展，“纳米油气”成为未来石油工业的发展方向，而相应的纳米油气驱替剂、纳米油气开采机器人等技术引起石油行业的关注。纳米磁流体作为一种新型的纳米功能材料，首先表现出一般流体的特征，其次由于它又是磁性物质，因而它的流动可以受到磁场的控制。目前国内外学者对纳米磁流体在石油工业中应用进行了探索性研究，具有广泛的应用前景。
发明内容
为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种利用纳米磁流体作为基载液，从而实现靶向投放表面活性剂的***及方法，为提高表面活性剂驱油效果、进一步挖潜剩余油提供一种改进的驱油技术手段。
为实现上述目的，本发明采用下述方案：
基于纳米磁流体的靶向投放表面活性剂的***，包括：注入水容器、磁流体容器、表面活性剂容器、驱替液容器、高压泵组、电磁体，其中：所述的注入水容器通过注入水输送管线与驱替液容器相连，所述的磁流体容器通过磁流体输送管线与驱替液容器相连，所述的表活剂容器通过表活剂输送管线与驱替液容器相连；所述的驱替液容器通过第一驱替液输送管线与高压泵组相连，所述高压泵组通过第二驱替液输送管线与注入井的井筒相连；所述的电磁体布置在生产井位于目标油层附近的井筒内。
相对于现有技术，本发明具有如下有益效果：
1、针对由于复杂地质结构造成的表面活性剂波及不到的剩余油区域，通过在周围井区安置上述***，调整相应生产井中电磁体的磁通量及纳米磁流体含量，可以灵活控制、改变表面活性剂在油层中的驱替方向，实现靶向投放的目的，进而提高表面活性剂的波及效率。
2、通过对剩余油区域有针对性的投放表面活性剂，可以减少在非目标区域中的耗散，从而一定程度上解决药耗问题。
3、将纳米磁流体作为基载液，能够在磁场吸引力作用下克服毛管力，从而带动表面活性剂进入孔隙喉道内并将原油驱替出来，提高可采储量。
附图说明
图1为基于纳米磁流体的靶向投放表面活性剂的***示意图；
图中：1、注入水容器；2、磁流体容器；3、表活剂容器；4、驱替液容器；5、高压泵组；6注入井；7、生产井；8、电磁体；9、注入水输送管线；10、磁流体输送管线；11、表活剂输送管线；12、第一驱替液输送管线；13、第二驱替液输送管线；14、地面；15、地层高导流通道。
具体实施方式
如图1所示，基于纳米磁流体的靶向投放表面活性剂的***，包括：注入水容器1、磁流体容器2、表活剂容器3、驱替液容器4、高压泵组5、电磁体8，其中：所述的注入水容器1通过注入水输送管线9与驱替液容器4相连，磁流体容器2通过磁流体输送管线10与驱替液容器5相连，表活剂容器3通过表活剂输送管线11与驱替液容器4相连；所述的驱替液容器4通过第一驱替液输送管线12与高压泵组5相连，高压泵组5通过第二驱替液输送管线13与注入井6的井筒相连；所述的驱替液通过第一驱替液输送管线12进入高压泵组5增压，经增压后的高压驱替液经第二驱替液输送管线12进入注入井6的井筒最终到达目标油层。
所述的电磁体8布置在生产井7井筒中的目标油层附近，电磁体8通过通入电流产生高通量外加磁场，使注入目标油层中的纳米磁流体受到来自生产井方向的吸引力，从而带动表面活性剂向生产井方向驱替。
注入水容器1中储存水；磁流体容器2中储存纳米磁流体，纳米磁流体是稳定的胶状液体，由直径为纳米量级的磁性固体颗粒、基载液和分散剂三者混合而成；表活剂容器3中储存表面活性剂，可以根据不同的油藏条件添加合适的表面活性剂，例如耐温、耐盐表面活性剂体系，水溶性、油溶性表面活性剂体系等等；水、纳米磁流体与表面活性剂按一定体积比例进入驱替液容器5中进行均匀混合后形成驱替液，通过调整水、纳米磁流体与表活剂的混合比例获得不同磁性强度、洗油效果的驱替液。
基于纳米磁流体的靶向投放表面活性剂的方法，采用上述***，具体步骤如下：
步骤1：布置施工现场
将注入水容器1、磁流体容器2、表活剂容器3中放入相应流体，并分别通过相应管线与驱替液容器4相连；将驱替液容器4通过第一驱替液输送管线12与高压泵组5相连；将高压泵组5通过第二驱替液输送管线13与注入井6井筒相连；在生产井7井筒相应的目标层位处放置电磁体8；
步骤2：将水、纳米磁流体和表面活性剂在驱替液容器4中均匀混合，然后通过第一驱替液输送管线12输送至高压泵组5，增压后经第二驱替液输送管线13进入注入井6井筒中；
步骤3：随着混合纳米磁流体及表面活性剂的驱替液不断被注入目标油层中，启动电磁体8，利用产生的高磁通磁场从而对驱替液中纳米磁流体施加磁吸引力，进而带动驱替液向生产井8方向驱替，克服注采井之间的高导流通道15(高渗带、裂缝)对驱替方向造成影响，避免由于复杂地质结构导致注入的表面活性剂波及效率低的问题；
步骤4：实时评估驱油效果并相应调节水、纳米磁流体与表活剂的混合比例以及电磁体磁通量；
步骤5：重复步骤3-4，灵活控制、改变驱替液在油层中的流动方向和速度，提高表面活性剂在剩余油区域的波及效率，有效动用区域内的剩余油；
优选地，在剩余油区域周围生产井井筒中均放入电磁体，重复步骤3-5，从而实现多方向驱替，进一步提高表面活性剂波及效率，进而提高原油采收率。
Claims (6)
1.一种基于纳米磁流体的靶向投放表面活性剂的***，包括：注入水容器、磁流体容器、表面活性剂容器、驱替液容器、高压泵组、电磁体，其特征在于：所述的注入水容器通过注入水输送管线与驱替液容器相连，所述的磁流体容器通过磁流体输送管线与驱替液容器相连，所述的表活剂容器通过表活剂输送管线与驱替液容器相连；所述的驱替液容器通过第一驱替液输送管线与高压泵组相连，所述高压泵组通过第二驱替液输送管线与注入井的井筒相连；所述的电磁体布置在生产井位于目标油层附近的井筒内。
2.根据权利要求1所述的基于纳米磁流体的靶向投放表面活性剂的***，其特征在于：注入水容器中储存水，磁流体容器中储存纳米磁流体；表活剂容器中储存表面活性剂；水、纳米磁流体与表面活性剂按一定体积比例进入驱替液容器中进行均匀混合后形成驱替液，通过调整水、纳米磁流体与表活剂的混合比例获得不同磁性强度、洗油效果的驱替液。
3.根据权利要求1-2所述的基于纳米磁流体的靶向投放表面活性剂的***，其特征在于：纳米磁流体是稳定的胶状液体，由直径为纳米量级的磁性固体颗粒、基载液和分散剂三者混合而成。
4.根据权利要求1-3所述的基于纳米磁流体的靶向投放表面活性剂的***，其特征在于：表面活性剂为耐温、耐盐表面活性剂体系，或者水溶性、油溶性表面活性剂体系。
5.一种基于纳米磁流体的靶向投放表面活性剂的方法，采用权利要求1-4之一所述的***，其特征在于，具体步骤如下：
步骤1：布置施工现场
将注入水容器、磁流体容器、表活剂容器中放入相应流体，并分别通过相应管线与驱替液容器相连；将驱替液容器通过第一驱替液输送管线与高压泵组相连；将高压泵组通过第二驱替液输送管线与注入井井筒相连；在生产井井筒相应的目标层位处放置电磁体；
步骤2：将水、纳米磁流体和表面活性剂在驱替液容器中均匀混合，然后通过第一驱替液输送管线输送至高压泵组，增压后经第二驱替液输送管线进入注入井井筒中；
步骤3：随着混合纳米磁流体及表面活性剂的驱替液不断被注入目标油层中，启动电磁体，利用产生的高磁通磁场从而对驱替液中纳米磁流体施加磁吸引力，进而带动驱替液向生产井方向驱替，克服注采井之间的高导流通道(高渗带、裂缝等)对驱替方向造成影响，避免由于复杂地质结构导致注入的表面活性剂波及效率低的问题；
步骤4：实时评估驱油效果并相应调节水、纳米磁流体与表活剂的混合比例以及电磁体磁通量；
步骤5：重复步骤3-4，灵活控制、改变驱替液在油层中的流动方向和速度，提高表面活性剂在剩余油区域的波及效率，有效动用区域内的剩余油。
6.根据权利要求1所述的基于纳米磁流体的靶向投放表面活性剂的方法其特征在于，在剩余油区域周围生产井井筒中均放入电磁体，重复步骤3-5，从而实现多方向驱替。
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