表活劑對(duì)提高綏靖油田采收率可行性研究

高攀鋒 王雪蓮 張波 閆忠 賀毓國(guó)

中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司第四采油廠 寧夏 銀川 750006

綏靖油田某長(zhǎng)6油藏是典型低滲透油藏，由于其滲透率很低，油氣水賴以流動(dòng)的通道很細(xì)微，滲流阻力很大，地層流體的滲流明顯具有非達(dá)西滲流的特性，具體表現(xiàn)就是具有啟動(dòng)壓力梯度[1]，在注水開(kāi)發(fā)中，達(dá)不到理想效果。本文結(jié)合該區(qū)儲(chǔ)層特征，開(kāi)展?jié)B流規(guī)律研究，對(duì)水驅(qū)和表活劑驅(qū)進(jìn)行室內(nèi)巖心評(píng)價(jià)，有效指導(dǎo)該油藏開(kāi)發(fā)。

1 長(zhǎng)6 儲(chǔ)層特征及開(kāi)發(fā)難題

1.1 儲(chǔ)層特征

綏靖油田某區(qū)長(zhǎng)6 油層平均有效厚度為15.1m，平均孔隙度為12.46%，平均空氣滲透率為0.77mD。滲透率總體上近似地服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布，中值為0.68mD。滲透率變異系數(shù)為0.69，非均質(zhì)系數(shù)22.0，級(jí)差127.0。砂巖碎屑物以細(xì)砂級(jí)為主（86%），另外含有少量的中砂。儲(chǔ)層儲(chǔ)集空間以粒間孔為主，濁沸石等溶孔為次。整體而言，儲(chǔ)層低滲且非均質(zhì)性強(qiáng)。

1.2 主要開(kāi)發(fā)難題

該長(zhǎng)6油藏2002年采用550mx140菱形反九點(diǎn)面積井網(wǎng)開(kāi)發(fā)，在建產(chǎn)過(guò)程中，隨著對(duì)儲(chǔ)層特征認(rèn)識(shí)，井排距由140m調(diào)整為120m；油水井注采比為3∶1，注水方式采用超前注水。目前依然面臨以下開(kāi)發(fā)難題：

采油速度低，采出程度低。該區(qū)初期單井產(chǎn)量高（3.6～5.5t/d）、開(kāi)發(fā)期單產(chǎn)低（0.9～1.2t/d），采油速度長(zhǎng)期處于0.4%～0.5%（同類油藏為0.8%左右），開(kāi)發(fā)20年后，采出程度不到10%。

一次井網(wǎng)提高采收率難度大。該區(qū)最小壓力啟動(dòng)梯度（0.0651MPa/m）和壓力啟動(dòng)梯度（0.5786MPa/m）較大，目前井網(wǎng)排距偏大，驅(qū)替系統(tǒng)難建立，側(cè)向井不易見(jiàn)效，且見(jiàn)效井效果不理想，是導(dǎo)致提高一次井網(wǎng)采收率難度大主要原因之一。

2 水驅(qū)和表活劑驅(qū)影響因素及效果評(píng)價(jià)

本文以該區(qū)25塊長(zhǎng)6儲(chǔ)層巖心為研究對(duì)象，對(duì)水驅(qū)和表活劑驅(qū)的影響因素進(jìn)行室內(nèi)分析，并對(duì)表活劑驅(qū)可行性進(jìn)行評(píng)價(jià)。實(shí)驗(yàn)所采用的實(shí)驗(yàn)用水為該油藏注入水，實(shí)驗(yàn)用油為該油藏所產(chǎn)原油配制。

2.1 水驅(qū)油影響因素分析

根據(jù)水驅(qū)油實(shí)驗(yàn)成果統(tǒng)計(jì)，長(zhǎng)6儲(chǔ)層無(wú)水期驅(qū)油效率20.92%，含水35%時(shí)的驅(qū)油效率22.64%（注入倍數(shù)1.09pv），含水95%時(shí)為41.06%（注入倍數(shù)2.57pv），含水98%時(shí)為44.72%（注入倍數(shù)4.174pv），最終驅(qū)油效率50.14%（注入倍數(shù)17.2pv）。通常非均質(zhì)性、裂縫對(duì)巖心驅(qū)油效率影響很大。

2.1.1 應(yīng)力影響

油田開(kāi)發(fā)中，地層壓力逐漸下降，受圍巖影響，作用在巖石顆粒上的有效應(yīng)力增加，導(dǎo)致巖石形變，使得巖石物性參數(shù)減小，從而影響到油藏流體的流動(dòng)動(dòng)態(tài)及油井產(chǎn)能，給高效、合理開(kāi)發(fā)帶來(lái)困難。地層壓力變化對(duì)巖石造成的傷害具有不可恢復(fù)性，屬于應(yīng)力敏感性影響。應(yīng)力敏感性傷害程度主要與儲(chǔ)層巖石成分、膠結(jié)類型有關(guān)。該區(qū)長(zhǎng)6儲(chǔ)層剛性碎屑組分較少，碎屑顆粒多為線狀接觸，膠結(jié)類型以接觸膠結(jié)為主，儲(chǔ)層物性差，應(yīng)力敏感性較強(qiáng)。若該區(qū)地層壓力下降，小于原始地層壓力，會(huì)導(dǎo)致儲(chǔ)層最低啟動(dòng)壓力梯度增大。

2.1.2 驅(qū)替速度影響

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：以最低流速為基準(zhǔn)（折算注水量4.4m3/d），折算注入水量分別為8.7m3/d，17.5m3/d，26.2m3/d，34.9m3/d，最終水驅(qū)油效率為43.7%，45.6%，46.8%，47.7%，分別提高了3%，1.9%，1.2%，0.9%?？梢钥闯觯?qū)替速度對(duì)驅(qū)油效率有一定的影響，但當(dāng)注入水一旦在巖心中形成相對(duì)穩(wěn)定的滲流通道后，驅(qū)替速度的提高對(duì)驅(qū)油效率的影響將明顯減弱，此時(shí)如不采取其他措施和改變相應(yīng)的注入條件，注入速度的提高只能加速滲流速度，而對(duì)提高驅(qū)油效率的作用不大。該數(shù)據(jù)也表明水驅(qū)期間礦場(chǎng)注水量17～26m3/d較好。

2.1.3 注入量影響

從本次實(shí)驗(yàn)水驅(qū)油過(guò)程來(lái)看，注入倍數(shù)對(duì)驅(qū)油效率的影響主要在1～2pv時(shí)。注入倍數(shù)在1pv時(shí)，驅(qū)油效率平均為18.9%，含水32.56%；2pv時(shí)，驅(qū)油效率為35.38%，含水93.76%；3pv時(shí)，驅(qū)油效率為39.98%，含水95.44%。注入倍數(shù)在1～2pv時(shí)，驅(qū)油效率增量比較明顯。因?yàn)?，此時(shí)水的滲流通道還沒(méi)有完全穩(wěn)定下來(lái)，水驅(qū)波及體積在增大，當(dāng)通道貫通了前后引槽，注水量增加對(duì)驅(qū)油效率的影響減弱，此時(shí)注入壓力的提高只會(huì)增加水的進(jìn)入，造成浪費(fèi)現(xiàn)象，在收益上是很少的。因此，礦場(chǎng)開(kāi)發(fā)在水驅(qū)注入達(dá)到2pv前，應(yīng)及時(shí)采取措施，改變驅(qū)替介質(zhì)。

2.2 水驅(qū)與表活劑驅(qū)效果對(duì)比

2.2.1 微觀對(duì)比

通過(guò)微觀實(shí)驗(yàn)觀察，單一水驅(qū)過(guò)后賈敏效應(yīng)下形成的體系阻力較大，因此不利于捕集，并且水線突破時(shí)間較早，突破后壓力迅速下降，沿通道竄進(jìn)，波及系數(shù)較低（見(jiàn)圖1）。單一表活劑注入模型后，形成油外相體系，利于形成油帶從而起到液流轉(zhuǎn)向的作用，提高波及系數(shù)（見(jiàn)圖2）。先水驅(qū)后注入表活劑，水驅(qū)之后，表活劑可以驅(qū)替出盲端內(nèi)部分或全部殘余油，且界面張力越低驅(qū)出的殘余油量越大（見(jiàn)圖3）。

圖1 水驅(qū)后效果圖

圖2 表活劑驅(qū)后效果圖

圖3 先水驅(qū)后表活劑驅(qū)效果對(duì)比圖

2.2.2 相滲曲線變化

表活劑驅(qū)與注入水驅(qū)相比：界面張力降低，兩相流動(dòng)范圍變寬，殘余油飽和度降低，而且油、水的相對(duì)滲透率都上升。因此，注入超低界面張力表活劑水溶液，可有效提高注入井的注水能力。實(shí)驗(yàn)中，劑驅(qū)等滲點(diǎn)平均增大3.25%；殘余油飽和度平均降低8.97%。

2.2.3 驅(qū)油效率對(duì)比

根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)，單一表活劑驅(qū)替時(shí)，儲(chǔ)層無(wú)水期驅(qū)油效率20.92%，含水35%時(shí)的驅(qū)油效率22.64%（注入倍數(shù)1.09pv），含水95%時(shí)的驅(qū)油效率41.06%（注入倍數(shù)2.57pv），含水98%時(shí)的驅(qū)油效率44.72%（注入倍數(shù)4.174pv）；在相同注入量下（17.2pv）水驅(qū)最終驅(qū)油效率50.14%，表活劑驅(qū)為61.08%，提高了10.94%。因采收率和驅(qū)油效率相關(guān)，因此，表活劑可以提高采收率。

2.2.4 啟動(dòng)壓力梯度對(duì)比

表活劑水能改變巖石的潤(rùn)濕性，使巖心向親水方向轉(zhuǎn)移，能夠有效降低特低滲透油田的注水壓力，提高注入能力。室內(nèi)實(shí)驗(yàn)證明：表活劑驅(qū)分別能將平均最小啟動(dòng)壓力梯度及平均啟動(dòng)壓力梯度降低27.8%和31.5%。

綜上所述，和水驅(qū)相比，表活劑在該區(qū)能改善開(kāi)發(fā)效果、提高采收率具有可行性。

2.3 表活劑驅(qū)影響因素及效果評(píng)價(jià)

2.3.1 濃度

當(dāng)注入量為0.5pv時(shí)，隨著表活劑濃度增加，巖心原油驅(qū)油效率提高值增加，濃度為200×10-6時(shí)達(dá)到最大；隨著表活劑濃度繼續(xù)增加，驅(qū)油效率提高值下降。因此，選擇活性水濃度為200×10-6較為合理（見(jiàn)圖4）。

圖4 注入濃度與增量曲線圖

2.3.2 注入量

隨著表活劑注入量增加，驅(qū)油效率的增量逐漸增加，當(dāng)注入量達(dá)到0.5pv時(shí)，驅(qū)油效率增量達(dá)到最大，此后，隨著表活劑注入量的增加，驅(qū)油效率的增量逐漸減小。因此，活性水注入量為0.5pv，驅(qū)油效果較為合理（見(jiàn)圖5）。

圖5 注入量與增量曲線圖

2.3.3 注入時(shí)機(jī)

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，含水率小于30%，注入活性水濃度為200×10-6時(shí)，驅(qū)油效率提高幅度最高為13.5%；隨著持續(xù)注入，含水30%～70%時(shí)，驅(qū)油效率提高幅度基本不變；含水70%以后，注入活性水，驅(qū)油效率提高幅度明顯降低。因此，從開(kāi)發(fā)技術(shù)角度看，在該油藏含水達(dá)70%前，適合開(kāi)展表活劑驅(qū)。

3 結(jié)論

1）通過(guò)該儲(chǔ)層水驅(qū)影響因素分析，隨著驅(qū)替速度的增大，其對(duì)驅(qū)油效率的影響逐漸減小，因此，礦場(chǎng)單井注水量17～26m3/d為宜。

2）表活劑驅(qū)對(duì)提高該區(qū)采收率具有可行性。表活劑水能改變巖石的潤(rùn)濕性，使巖心向親水方向轉(zhuǎn)移；能擴(kuò)大油、水兩相共滲區(qū)范圍，等滲點(diǎn)平均增大3.25%；能將平均最小啟動(dòng)壓力梯度及平均啟動(dòng)壓力梯度降低30.1%和24.7%；最終驅(qū)油效率提高10.94%。

3）初步實(shí)驗(yàn)表明：該區(qū)表活劑注入濃度為200×10-6、注入量為0.5pv、注入時(shí)機(jī)選在含水70%之前效果較好。