（石油与天然气工程专业论文）安塞油田改性水驱提高采收率效果评价.pdf

中文摘要 论文题目： 专业： 硕士生： 指导教师： 安塞油田改性水驱提高采收率效果评价 石油与天然气工程 王晓娥( 签名) 胥元刚( 签名) 黄远( 签名)一 乏髯粗 二静 ， 摘要 长庆低渗透油田具有低孔、低渗的特点，平面非均质性严重，天然微裂缝发育，造 成水线推进极不均匀，水驱波及程度低。另外，在安塞特低渗油层中，当含水饱和度达 到4 0 左右时，油相渗透率迅速下降，使得产液含水上升，产油量下降，注水开发效果 大幅度降低。安塞油田水驱的最终采收率仅为2 5 ，迫切需要采取有效措施，提高原油 采收率。为了经济高效地开发这类水驱油田，应提高注入水的波及系数及洗油效率，单 纯注入清水已无法达到这一目的。 本研究根据长庆油田的实际地质条件和局部区块存在的注水开发矛盾，选用化学膜 驱来取代清水，缓解开发矛盾，达到提高注水驱替效率的目的。针对不同类型的油藏， 通过实验筛选了化学膜驱油剂及其浓度，从注入倍数、产液速度、注水压力、驱油效率 等方面探讨了化学膜驱的可行性，研究了最佳膜剂用量的确定方法和最佳注入工艺参数。 安塞油田坪桥和王窑两个试验区1 3 个井组的现场试验累计增油5 8 2 9 4 吨，投入产出比l ： 1 4 ，初步收到效果，表明化学膜驱在低渗透油藏用于提高采收率是可行的。 关键词：低渗透油田化学膜驱采收率 论文类型：应用研究 s u b j e c t ：t h ee f f e c te v a l u a t i o no fm o d i f i e dw a t e r d r i v et oe n h a n c eo i lr e c o v e r yi n a l i s a io i i f i e i d s p e c i a l i t y ： n a m e ： i n s t r u c t o r ： o i l & g a se n g i n e e r i n g a b s t r a c t t h ec h a n g q i n go i l f i e l di sc h a r a c t e r i z e db yl o wp o r o s i t y , l o wp e r m e a b i l i t y , s e r i o u sp l a n e h e t e r o g e n e i t ya n dn a t u r a lt i n y f r a c t u r ed e v e l o p m e n t t h e s ec h a r a c t e r i s t i c sr e s u ri nu n e v e n w a r e ri n je c t i o na n dl o wd e g r e eo fw a t e ri n je c t i o n o t h e r w i s e ，o i lp e r m e a b i l i t yr a p i d l y d r o p p i n g ，w a t e rc u tr i s i n g ，o i l r a t ef a l l i n ga n dt h ee f f e c to fw a t e ri n j e c t i o nd e v e l o p m e n t b e c o m e sl a r g e l yp o o rw h e nw a t e rs a t u r a t i o nr e a c h e st oa b o u t4 0 i na n s a io i l f i e l d f i n a l r e c o v e r yr a t i oo fw a t e ri n 5 e c t i o ni so n l y2 5 a n de f f e c t i v em e a s u r e sa r ec r y e df o rb e i n g t a k e n t oe n h a n c ec r u d eo i lr e c o v e r yr a t i o i no r d e rt od e v e l o pt h e s er e s e r v o i r so fw a t e ri n j e c t i o n e c o n o m i c l va n de f f e c t i v e l y , a f f e c t e dc o e f f i c i e n ta n do i lw a s h i n ge f f i c i e n c yo fw a t e ri n j e c t i o n m u s tb ei m p r o v e d ，b u to n l yr i n s i n gi n j e c t i o nc a nn o ta c h i e v et h i sa i m o c c o r d i n gt op r a c t i c a lg e o l o g i c a l c o n d i t i o na n de x p l o i t a t i o nc o n t r a d i c t i o no fw a t e r i n e c t i o ni np a r tb l o c k , t h ec h e m i c a lm e m b r a n ei sc h o s e n t or e p l a c er i n s i n g ，t h i sp r o g r a mw i l l r e l i e v ed e v e l o p m e n tc o n f l i c t s , a n df i n a l l yr e a c ht ot h ea i mo fe n h a n c i n gd i s p l a c e m e n t e f f i c i e n c v a i m e dt od i f f e r e n to i lr e s e r v o i r s ，t h ec h e m i c a lm e m b r a n ed i s p l a c e m e n ta g e n ta n d i t sc o n c e n t r a t i o na r ef i l t e r e dt h r o u g ht h ee x p e r i m e n t t h ef e a s i b i l i t yo f t h e c h e m i c a lm e m b r a n e d i s p l a c e m e n ti s d i s c u s s e df r o mi n j e c t i o nm u l t i p l e ，l i q u i dr a t e ，w a t e ri n j e c t i o np r e s s u r e , d i s p l a c e m e n te f f i c i e n c ya n ds oo n t h ed e t e r m i n a t i o no f t h eo p t i m a ld o s a g ea n dt e c h n i c s f a c t o r so ft h eo p t i m a li n j e c t i o na r ea l s os t u d i e d t h ee x p e r i m e n t a ls e c t i o n so fp i n g q i a oa n d w a n g v a ot a t a l l yi n c r e a s e5 8 2 9 4t o no i la n di n p u to u t p u tr a t i oi s 1 ：1 4 t h eo i l f i e l dr e c e i v e s g o o de f r e c t t h i sr e s u l ti n d i c a t e st h a tt h ec h e m i c a lm e m b r a n ed i s p l a c e m e n ti s f e a s i b l ef o r e n h a n c i n gr e c o v e r yr a t i oi nl o w p e r m e a b i l i t yr e s e r v o i r k e y w o r d s ：l o w p e r m e a b i l i t yo i l f i e l dc h e m i c a l m e m b r a n ed i s p l a c e m e n tr e c o v e r y t h e s i s ：a p p l i c a t i o ms t u d y m 学位论文创新性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安石油大学或其它教育机构的学位 或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中做 了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 论文作者签名：墨噍琏 日期： 侈 学位论文使用授权的说明 本人完全了解西安石油大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读 学位期间论文工作的知识产权单位属西安石油大学。学校享有以任何方法发表、复制、 公开阅览、借阅以及申请专利等权利，同时授权中国科学技术信息研究所将本论文收录 到中国学位论文全文数据库并通过网络向社会公众提供信息服务。本人离校后发表 或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为西安石油大 学。 论文作者签名： 导师签名： 日期： 俘 日期：沙f ，j 7 注：如本论文涉密，请在使用授权的说明中指出( 含解密年限等) 。 第一章前言 弟一草 月u 舌 1 1低渗透油藏概述 1 1 1 低渗透油藏的形成条件 我国低渗透油层，形成于山麓冲积扇一水下扇三角洲沉积体系和浊积扇沉积体系， 有砾岩油层、跞状砂岩( 或含跞砂岩) 油层、砂岩( 粗中细砂岩) 和粉砂岩油层四种岩石类型。 主要包括由近源沉积的油层分选差、矿物成熟度低、成岩压实作用、近源深水重力流和 远源沉积物形成的油剧1 1 。 1 1 2 低渗透油田的概念和低渗透油藏的主要特征 所谓低渗透油田是一个相对的概念，世界上并无统一固定的标准和界限，因不同国 家、不同时期的资源状况和技术经济条件而划定，变化范围较大。根据我国生产实践和 理论研究，对于低渗透油层的范围和界限已经有了比较一致的认识。 低渗透油藏的主要特征，不言而喻，就是其渗透率很低、油气水赖以流动的通道很 微细、渗流的阻力很大、液固界面及液液界面的相互作用力显著。它导致渗流规律产生 某种程度的变化而偏离达西定律。这些内在的因素反映在油田生产上往往表现为单井日 产量小，甚至不压裂就无生产能力，稳产状况差，产量下降快，注水井吸水能力差；注 水压力高，而采油井难以见到注水效果：油田见水后，随着含水上升，采液指数和采油 指数急剧下降，对油田稳产造成很大困难。 1 1 3 低渗透油层界限 油层是原油储集和流动的场所，油层的物理化学性质影响油水在孔隙中的分布及渗 流的特征和规律。在渗流的范畴，油层属于多孔介质，它是由岩石的颗粒、胶结物作为 固体骨架和大量形态复杂的孔隙网络空间组成的。流体就在那些细小的孔隙网络中流动 【2 5 1 。 根据渗透率对采收率的影响程度及渗透率与临界压力梯度关系曲线的观察，渗透率 在4 0 1 0 。耐前后有较大的变化，即渗透率低于4 0 x l o 3 9 m 2 后，采收率明显降低，临界 压力梯度明显加大，从油田生产实际看，渗透率低于5 0 1 0 d 岬2 的储层，虽然具有工业 油流，但一般都要进行压裂改造，经过增产措施后，才能有效地投入正常开发，综上所 述，1 9 9 0 年油田开发工作会议上把低渗透油层上限定为5 0 1 0 刁岬2 【6 棚。 低渗透油层下限也就是通常所称的有效厚度下限( 截止值) ，对低渗透油田来说这是 一个十分重要的问题。在渗透率贡献分布图上，对应于渗透率累积贡献为9 8 的孔喉半 径即为有效孔喉半径下限，低于该下限的孔隙空间对渗透率基本无贡献，液体基本不流 动，如老君庙m 油层孔喉半径下限为0 6 9 1 9 m z 。 通过单层试油确定能够产油的有效厚度渗透率下限值为产油渗透率下限。单层试油 西安石油大学硕士学位论文 是储层物性、流体饱和度、流体性质和采油工艺技术水平的集中综合反应，是研究储层 中原油流动与不流动的直接资料，准确性较高，代表性较强。将单层试油成果反映到岩 心的物性参数上，建立采油量与油层渗透率的关系曲线，就可以确定油层有效厚度渗透 率下限。例如大庆油田在外围三肇地区专门对特低深透油层进行单层试油，证明渗透率 低于1 1 0 0 “m 2 的油层经过压裂改造后，仍有一定的生产能力。我国开发最早的延长油 田其油层渗透率只有( 0 1 1 o ) 1 0 3 l a m - ，经过简单压裂改造后，初期单井日产量可达 0 3 - 1 o t 。 根据以上所述，把低渗透油田油层下限定为大于或等于0 1 x l o 刁l a m 2 9 4 0 l 。 1 1 4 低渗透油田分类 根据实际生产特征，按照油层平均渗透率进一步把油田分为三类： 第一类为一般低渗透油田，油层平均渗透率为( 1 0 1 5 0 ) x1 0 3 心。这类油层接近正 常油层，油井能够达到工业油流标准，但产量太低，需要取压裂措施提高生产能力，才 能取得较好的开发效果和经济效益。 第二类为特低渗透油田，油层平均渗透率为( 1 1 l o ) x 1 0 3 心。这类油层与正常油层 差别比较明显。一般束缚水饱和度增高，测井电阻率降低，正常测试达不到工业油流标 准，必须采取较大型的压裂改造和其他相应措施，才能有效地投入工业开发。 第三类为超低渗透油田，油层平均渗透率为( 0 1 1 0 ) 1 0 3 9 m 2 。这类油层非常致密， 束缚水饱和度很高，基本没有自然生产能，一般不具备工业开发价值。但如果其它方面 条件有利，如油层较厚，埋藏较浅，原油性质较好等也可以进行工业开发【2 】。 1 1 5 低渗透油田开发历史及现状 低渗透油田开发在我国有悠久的历史和特别重要的意义。1 9 0 7 年9 月1 0 日，我 国陆上钻成的第一口油井延长油田l 号井，其产油层位就是举世闻名的特低渗透层 三叠系延长统油层，空气渗透率只有( 0 2 0 5 ) 1 0 。3 9 m 2 ，孔隙度7 哆扣9 ( 以后所取 资料1 ，初期日产油量1 o 1 5t 0 1 - 1 5 1 。 9 0 多年后的今天，不仅特低渗透的延长油区年产量超过6 0 x1 0 4t ，而且还发现整个 陕甘宁盆地低渗透储层广泛分布，石油和天然气工业都在蓬勃发展。 世界上许多生产石油的国家有个共同的发展趋势，就是在现代石油工业初期阶段， 发现的多是比较简单的较大油田，随着时间的延长，比较复杂的较小油田所占的比例愈 来愈大。例如俄罗斯近些年来新发现油田的规模愈来愈小，产量愈来愈低，在西西伯利 亚地区低渗( 小于5 0 1 0 弓l a m 2 ) 、薄层等低效储量已占探明储量的5 0 以上。 我国也有类似情况，进入9 0 年代以来，低渗透油田的储量增长很快，在总探明储 量中所占的比例愈来愈大。据初步统计，到1 9 9 4 年底，在探明未动用石油地质储量中， 小于5 0 1 0 。3 l a m 2 的低渗透层储量占5 8 。而近几年，在当年探明的石油地质储量中，低 2 第一章前言 渗透层储量所占的比例高达6 0 0 0 - - 7 0 以上。可见低渗透层将是今后相当一个时期增储 上产的主要资源基础，因此，应该进一步改善开发效果，提高经济效益，争取有更多的 低渗透油田投入开发，以保证石油工业的持续发展。 1 2 提高采收率技术发展 油田经注水驱油后，剩余油以不连续的油块圈捕在储油岩石孔隙内，这时作用于油 珠的两个主要力是粘滞力，若使油珠通过砂粒间狭窄通道时，必须使其发生形变，影响 其发生形变的主要因素是毛细管力，即油水的界面张力。如果减小了界面张力便减小了 油珠形变的阻力，即减小了残余油。2 0 世纪2 0 年代末，德格鲁特( d ec l r o o o 就提出了 水溶性表面活性剂有助于提高原油采收率。霍尔布鲁克( h o l b r o o k ) 提出过用于表面活性剂 驱的其它水溶性化合物，如有机高氟化合物、脂肪酸皂、聚二醇脂、脂肪酸盐或磺酸盐、 聚氧化烯等化合物。通过实验研究表明，这些活性剂的水溶液可降低界面张力，提高采 收率。后来有些人用各种盐水与表面活性剂联合使用可降低界面张力到最低值，并可以 抑制表面活性剂在油层中的吸附。这些技术导致低张力表面活性剂驱的产生。后来又在 此基础上陆续发展了胶束驱和微乳液驱。到了6 0 年代表面活性剂驱油技术开始有了较 大的发展。到目前为止，表面活性剂在驱油中起着极为重要的作用，直接影响驱油体系r 原油间的界面张力、驱油效率及原油破乳等，同时，能改变岩石的润湿性，在三次采油 中有着广阔的发展前途。因此有关驱油用表面活性剂的研究一直是较为活跃的研究领域， 表面活性剂驱也被认为是一种驱油效果比较理想、有前途的提高采收率方法b 6 - t 9 l 。 表面活性剂驱油提高采收率，目前有两种方法：一种是应用大孔隙体积、低浓度的 表面活性剂溶液；另一种是应用小孔隙体积、高浓度的表面活性剂溶液。虽然两种都是 表面活性剂驱，但它们的驱油机理却不同。因此，我们将第一种称为表面活性剂稀溶液 驱，而第二种方法是利用表面活性剂形成微乳液进行驱油，称为微乳液驱。 我国2 0 世纪8 0 年代初开始围绕提高石油采收率而进行二次和三次采油的各项研 究，目前在理论和实践中有了较大的进展，取得了不同的阶段性成果。主要有：石油大 学进行了对碱法造纸黑液在稠油开采中的应用研究；中国科学院广州化学所对改性木质 素磺酸盐减少驱油过程中石油碳酸盐的损失进行了研究；大庆石油学院进行了非离子表 面活性剂s n s 1 和改性植物羧酸盐s n h d 分别加聚合物的二元驱体系研究；大庆油田 勘探开发研究院进行了三次采油用烷基苯磺酸盐类表面活性剂的研究等。 1 3 低渗透油层化学驱应用前景 随着石油资源的不断开发和利用，将有更多的低渗透油田投入开发。因此，如何改 善低渗透油田的开发效果是我们亟待解决的问题。低渗透油层的孔隙细小、结构复杂、 流体在其中渗流时，受相界面的作用强烈，致使低渗透油层注水压力高、采收率低、开 发效果差。由于低渗透油层的特殊性，常规水驱采收率很低，目前在中、高渗透层已成 3 西安石油大学硕士学位论文 功推广应用的能够大幅提高采收率的技术( 如聚合物驱等) 也因注入压力高而无法在低渗 透油层应用，致使提高低渗透油层的采收率变得非常困难。研究表明，用超低界面张力 ( 1 0 3 m n m ) 的活性水驱油是提高低渗透油层采收率的重要途径之一，而目前常用的表面 活性剂水溶液与原油间的界面张力属低界面张力( 1 0 2m n m ) 范畴。为了实现提高采收率 的目的，人们常在这些活性剂中加入碱，以形成超低界面张力，但是碱的加入对低渗透 油层又会产生新的损害，不利于提高采收率。因此，不加碱就能与原油形成超低界面张 力的活性剂对提高低渗透油层的采收率具有重要价值。所以寻求能够形成超低界面张力 的新型活性剂，并以此提高低渗透油层的采收率是非常必要的。 目前，表面活性剂驱油法跟其他方法相比仍然处于探索研制开发阶段，实地采用的 不多。这主要是因为所使用的化学试剂成本较高，该法所带来的经济效益还不太明显。 但是使用表面活性剂驱油法提高采收率的幅度是非常可观的，这个突出的优点强烈地吸 引着人们的兴趣。可以肯定地说，随着地下石油资源的日趋紧张和表面活性剂驱油法在 技术工艺上的不断成熟和完善，可以预计在近几年该方法将逐渐显示出其巨大的经济效 益，进而成为主要的提高原油采收率方法之一。 1 4 论文的主要研究内容与技术思路 主要研究内容： ( 1 ) 改性水驱室内实验 对各种改变水驱性质的物理一化学方法在安塞油田长6 油层的适应性进行室内试验 评价，研究筛选出适合安塞油田油层特点的改性水驱工艺。 ( 2 ) 改性水注入工艺技术研究 ( 3 ) 通过现场改性水驱试验进行效果评价 技术路线： 在理论分析的基础上，室内实验与现场试验相结合，探讨低渗油田改性水驱提高采 收率的可行性。 4 第二章化学膜驱油实验研究 第二章化学膜驱油实验研究 2 1 化学膜驱油机理 化学膜剂是一种具有表面非活性的单分子有机化合物及其复合物，其驱油技术有别 于传统的化学驱( 聚合物驱、表面活性剂驱、活性水驱和复合驱等驱油方法) ，主要是化 学膜剂在油藏体系不同孔隙喉道上通过静电作用形成单层超薄膜后释放大量热量和形成 “能量场”、稳定粘土、疏通微小孔隙，改善渗透性能，降低原油粘附力来提高原油采收 率。该项新型化学驱油技术具有许多特点【2 妣2 1 。 2 1 1 静电作用形成单层膜 油砂颗粒表面带负电，膜剂分子在水溶液中带正电，当油砂表面吸附膜剂分子后， 中和油砂颗粒的一部分负电荷，使其电位降低。随着膜剂吸附量的增加电位逐渐增 大，当油砂颗粒的( 电位接近0 时，膜剂的l a a g m u i r 单分子层吸附也达到了平衡，达到 平衡后，油砂颗粒表面不再吸附膜剂分子( 图2 1 ) 。 铂 、 磕 鑫 颤 豁 醪 化学膜剂浓爱cm g l 图2 - 1 油砂颗粒的吸附量和z e t a 电位与化学膜剂浓度关系图 铲 譬 謇 墨 此外，化学膜剂在油藏体系运移过程中，既能与岩石界面自发形成单分子层超薄膜 释放热量，又能与原油界面自发生成单分子层膜释放热量，从而形成“能量场”来提高原 油采收率。这种成膜和能量作用在地层中主要表现为：降低原油粘度和提高水驱油效率 ( 表2 1 、表2 2 ) 。 表2 _ 1不同温度下化学膜剂在油砂上吸附放热 t ， a j ( m g l 1 )b ( l m g 。1 )么删m o l 。1 ) 1 8 08 80 4 5 3 4 - 5 7 8 3 3 0 08 70 1 8 3 3 西安石油大学硕士学位论文 表2 _ 2 不同温度下化学睡剂在原油界面吸附放热 t ， a f t ( r a gg - 1 )a , 4 ( m g9 1 )h 恤m 9 1 ) i a h ( k jm o t 。) 5 0 09 4 21 00 08 8 9 9 2 1 2 粘土稳定作用 化学膜剂分子与粘土矿物表面有较强的作用力，通过阳离子交换进入层间，同水分 子竞争，牢固地吸附在层表面，因此用去离子水反复冲洗、浸泡并不易解吸，层间距并 不发生变化，化学膜剂能够压缩粘土层间距，抑制粘土膨胀过程具有不可逆性。现场主 要表现为：疏通微小孔隙，改善渗透性能，增加排液量( 图2 - 2 ) 囝2 _ 2 常温常压粘土膨胀试验 2 i 3 降低枯附力 原子力显微镜结果表明，膜剂在油藏岩石表面成单分子层膜，原油与岩石闻的粘附 力明显降低。膜剂驱油过程中，粘附力的大小表示岩石表面与原油缀分之间的相互吸引 作用强弱，膜剂分子逐步形成单分子层吸附在岩石表面后，降低了岩石与原油之间的粘 附力，使得岩石与原油之间的相互作用减弱，原油更易剥离岩石表面( 图2 - 3 ) 。 第二章化学膜驱油实验研究 蕤貔力统，蒜 ( a ) 无膜剂 藕辫秀彩碰 ( b ) 有膜剂 图2 - 3 粘附力与吸附频次的关系 2 1 4 提高驱油效率 物模实验结果表明，膜剂驱油一般可提高驱油效率1 0 以上，且使相同水驱条件下 的注入倍数降低，水相相对渗透率明显下降和产液速度有较大上升。现场表现为：通过“降 低含水率”和“增加产液量”两种方式达到生产油井增产的目的( 图2 - 4 、图2 5 及表2 3 ) 。 象 、。 踌 较 饔 鬻 i 一一 。 ； ， ：一i 一 一，i ； n 童! 生謇-j - ! ji 二了臼咿 i 王| 0 1 w o 一 - i ： 嬲 ； 一 。l r “” j i 一 ； 二，1 ；，旌 一； ； 一 “”，“ 囊。i i i - - - - 爹 摹号岩苓i ； i- 亿罕腮荆 i m t w v 囊一，“m ，“ 绳最玻 ol o2 0如7 0l 掺吸时阂( ) 图2 - 4 不同注入剂的驱油效率对比图 表2 3 核磁共振岩心参数 样号井号长度g m直径c m孔隙度空气渗透率m d l 0 3 53 5 l2 4 81 7 1 42 2 9 l 20 3 53 5 52 4 91 7 6 42 2 2 4 3h 2 0 2 3 5 72 4 81 7 5 22 2 5 l 7 蠊如甄衢褥蝤m 5 0 西安石油大学硕士学位论文 i ；：一 j i l i i i 。茹卅慧黧蠹。” 圈2 - 5 水驱油与膜驱油的剩余油分布图 2 2 试验结果分析 2 2 1 驱油剂及其浓度的选择 a 驱油剂的选择 开展化学膜剂、活性剂与注入水及原油的配伍性试验分别配制2 0 0 0 m g i 的8 6 0 8 、 o r s - 4 l 、化学膜驱油剂、m i s - 6 8 四种样品，将样品与注入水及原油按l ：2 体积比混合， 放置4 5 的水浴中4 8 h ，观察试剂与注入水及原油配伍性情况。 4 5 条件下驱油剂和活性剂与地层流体的配伍性试验结果如表2 _ 4 表2 - 4 配伍性试驻结皋 样品名称a r s 4 l化学膜骝蜊 时间，h 与臣幅眙 ；登 奇潞 黜白色乳 游自黼澄清蹄 骢撇状液 分悬界面妮* 面j 堰，* 面* 层，界酯 与扁曲眙现象乳化乳化舭乳化 清晰溉清晰晰 从试剂与地层流体配伍性可以看出o r s - 4 1 与地层水混合出现浑浊现象，囡此不适 台用o r s 4 1 表面活性剂驱8 6 0 8 与原油混合产生乳化现象，不利与原油混合物的脱水 和分离，也不适合作该地区活性剂驱试剂，化学膜驱油剂和m i s 6 8 驱油剂与地层流体 水罂利母油分布膜驻剩余油分布 第二章化学膜驱油实验研究 配伍性良好。 b 驱油剂浓度的选择 同一种驱油剂在不同浓度下，其提高采收率的幅度不同，按常规分析驱油剂的浓度 越大，提高采收率的幅度越大，但其费用也就越高，本次试验选定两种浓度的化学膜驱 油剂进行驱油效果试验，从表2 5 试验数据可以看出2 0 0 0 m g l 的化学膜驱油剂比 1 0 0 0 m g i 的化学膜驱油剂驱油效率高，后续试验采用2 0 0 0 m g l 的浓度。 表2 - 5 化学膜驱油剂不同浓度驱油效果对比 岩心编流量饱和原油 水驱化学驱 试验方法 驱油量水驱油效残余油提高的驱油效残余油驱油 号( m l m i n )( g ) 驱油置( g ) ( g )率( ( g )率( 哟效率( ) 水驱至9 8 挤入l o p v 沿3 6 l o o o m g i 的化 ( 5 ) i3 8 3 4 32 5 0 7 46 5 3 91 3 2 6 9o 3 1 2 4 8 1 52 3 5 4 学膜剂 水驱至9 8 ， 挤入l o p v 沿3 6 l 4 1 0 8 1 2 9 1 2 57 0 91 1 9 5 60 1 8 9 6 1 2 1 24 1 6 4 2 0 0 0 m g i 的化 ( 3 ) 学膜剂 2 2 2 实验结果分析 a 对注入倍数的影响 比较常规水驱和膜剂驱过程，常规水驱形成残余油后，3 0 0 0 m g l 膜剂驱可提高水驱 效率1 1 6 1 6 3 ，直接用3 0 0 0 m g l 膜剂驱，可使在相同驱油效率下的注入倍数降低( 图 2 6 、图2 7 ) 。 地层水驱至残余油后跟膜驱 地层水驱膜驱剂c 驱 剂c 驱 注入倍 驱油效 含水率 注入驱油效驱油效率注入驱油效含水驱油效率 数率倍数 率 增加值瞒倍数 率察 增加t 宣 o 2 9 33 6 9 0 0 0 00 5 46 8 0 00 0 00 2 52 9 7 00 0 7 2 0 o 5 0 04 2 7 08 0 5 00 7 06 8 1 00 1 0o 5 03 9 6 07 1 1 1 4 3 0 4 9 2 09 5 0 01 0 06 8 2 00 2 01 0 04 7 5 08 5 9 3 5 5 05 4 6 09 8 0 01 5 06 8 3 00 3 02 2 85 4 9 09 5 0 5 0 0 05 6 7 09 8 7 02 0 06 8 6 00 6 04 5 96 0 o o9 8 0 l o 0 0 08 1 4 09 9 3 02 5 06 8 9 0o 9 08 0 06 3 8 09 9 2 1 8 0 0 06 5 8 09 9 7 0 3 0 06 9 1 0 1 1 01 3 0 6 6 7 09 9 6 2 4 8 8 7 6 8 0 01 0 0 0 03 4 36 9 1 61 1 61 5 66 8 1 01 0 0 o0 1 0 2 5 。4 2 86 8 。o 娘? 鲫翻1 7 ，1 1 8 2 k = n 5 0 8 x 1 0 - 3 m 2 ) 窘心地层木鼍与舔加栅毫? a c 髓簸宰与i t 3 , 倍t 美纛蟪 2 s ，5 8 7g 8 圭n 2 茌+ 8 8 7每8 + 塞n ； _ 2 8 + 3 8 7 器8 3 0 妻 ；6 0，_ h - _ 一一 i, - - - 4 t - - - - 一曩i i i c 麓 2 簪，本$ 7巷8 ，b 0 l ：j r 续驱。 _ k 一地层木疆 2 7 。孪8 挚辞辞，翠o i 譬7 8 8 76 磬i n 乒n t l 札最0 02 0 五0 0乩 寡# ，皋 4镑1 8 羹注 , f l l t 庄5 8 - 2 2 井4 - 11 8 - 1 7 号岩芯：k - 0 5 0 8x1 0 u m 2 、巾= 1 1 3 图2 - 6 常规水驱与膜驱效果对比图 9 西安石油大学硕士学位论文 地层水驱至残余油后跟膜驱剂 地层水驱膜驱剂c 驱 c 驱 驱油效驱油效驱油效率 注入倍 驱油效驱油效率 注入倍数含水率注入倍数含水率 率率曾力口值数率增加值 o 3 84 2 2 00 0 0 0 3 36 7 2 00 0 00 3 84 3 6 00 o o1 4 0 o 6 04 7 0 08 3 9 01 0 06 7 2 00 0 00 6 04 9 2 07 7 4 0 1 0 05 0 0 09 0 1 03 0 06 7 3 0o 1 01 o o5 3 1 09 1 2 0 1 6 86 2 9 09 5 0 06 0 06 7 5 00 3 01 3 95 4 6 09 5 0 01 7 0 3 2 l5 5 7 09 8 0 0 1 0 0 0 6 8 0 00 8 0 2 4 15 6 7 09 8 0 0 1 0 0 06 0 4 09 9 4 0 1 5 o o6 8 2 01 0 05 o o5 9 3 09 9 2 0 3 0 0 06 4 8 09 9 8 02 0 0 06 8 5 01 3 01 0 0 06 2 7 09 9 4 0 5 1 7 66 7 2 01 0 0 0 02 3 2 26 8 8 31 6 3 1 3 5 96 4 9 01 0 0 0 02 3 0 琴7 8 2 ，办壮嚣蚌乍，穿p l庄6 , 2 - 2 2 1 1 0 1 1 3 4 2 ( k = o 7 6 9 10 - 3um 2 ) 岩心地层水驱与添加剂 5 2 7 癌。 畦7 巷张 膜驱_ i c 驱驱油效率与注入倍数关系曲线 8 0 s 4 。? 6 珏弗+ 3 0 薛节，旗玲螃譬，嚣移 垂4 0 1 6 0 ，。 - 。= 一。 | ：譬警梨窘i 6 1 7 靠o稿鞋n 岱 露2 06 6 ? 6 n6 8 2 0 ： 地7 土7 6 0辱嚣5 q 黛 0 。0 02 0 o4 0 06 0 0 注入倍数8 0 0 庄5 8 - 2 2 井1 - 1 3 4 - 1 0 4 号岩芯：k = o 7 6 9 1 0 。3 u l n 2 、由= 1 2 图2 - 7 常规水驱与膜驱效果对比图 b 对产液速度的影响 水驱油过程最大产液速度0 1 5 m l m i n ，后继续用化学膜剂驱油，产液速度保持在 0 2 5 m l m i n ，与水驱油过程产液速度相比，提高了1 6 7 倍( 图2 8 ) ，也就是可以增加产 液量。 图2 - 8 产液速度与注入倍数的关系曲线 c 对注水压力的影响 从沿2 5 井区两口井化学膜剂恒速法驱油试验结果看( 图2 - 9 ) ，化学膜剂有降低水 驱油注水压力上升速度的作用。 1 0 第二章化学膜驱油实验研究 图2 - 9 不同驱替倍数( p v ) 化学膜驱和常规水驱注入压力的变化比较 d 对驱油效率的影响 ( 1 ) 王2 2 1 岩芯化学膜剂驱油试验( 图2 1 0 ) 墨毒 累耪复滚馋爱冬曩 图2 - 1 0 驱油效率、含水率随累积孔隙体积倍数变化曲线 _ 瞥 * 铝 王2 2 1 2 4 0 岩芯注入2 0 0 0 m g ! 化学膜剂0 5 倍孔隙体积并放置2 4 小时后，增加驱 油效率4 6 0 ( 图2 1 1 ) 。 缘鼢驼强鼯弱始铭铭i譬蚤兹铭麓嚣氍饕铭瑶0 水髓餐；i黑 西安石油大学硕士学位论文 _ l 孽 蓉 鳞 l毫嚣l 各1 2 曩缓魏甥劳缮狠蟹缎 图2 - 11驱油效率、含水率随累积孔隙体积倍数变化曲线 l 鲐 窑。 ? 0 罨 _ 铭羹 匏档 ：。 ：。 ：参 王2 2 - l - 2 4 2 岩芯注入2 0 0 0 m g l 化学膜剂1 0 倍孔隙体积并放置2 4 小时后，增加驱 油效率5 2 6 ( 图2 1 2 ) 。 垂霉霉弱 蒙鬏孔骧绺袄络敛 图2 - 1 2 驱油效率、含水率随累积孔隙体积倍数变化曲线 王2 2 - 1 2 3 8 岩芯注入2 0 0 0 m g 1 化学膜剂2 0 倍孔隙体积并放置2 4 小时后，增加驱 油效率5 5 7 ( 表2 6 ) 。 表2 - 6 王2 2 1 岩心物性参数 长度直径面积 总体 孔隙 孔隙度渗透率 测试号样号 干重g 湿重g体积 c mc mc m 2积c m 3 n i l ) c m 3 2 4 0 2 6 36 2 42 4 94 8 7 03 0 3 97 1 6 07 2 9 21 3 24 3 40 5 9 5 王2 2 12 4 2 2 6 36 1 22 4 94 8 7 02 9 8 0 7 0 4 7 7 3 0 02 5 38 4 93 0 7 2 3 8 2 6 35 8 42 4 94 8 7 02 8 4 46 7 3 l6 9 2 91 9 86 9 61 6 7 ( 2 ) 王2 2 3 岩芯化学膜剂驱油试验 簪菇鼍靠 雠够铸诠铭终弱薹专抬镑幸 瓣瓣蓄鏊 第二章化学膜驱油实验研究 ， 懈 缀 照 鬻 雾 蝣l z 襄戮骧蠡蓑营兹 图2 - 1 3 驱油效率、含水率随累积孔隙体积倍数变化曲线 王2 2 3 - 2 0 6 岩芯注入3 0 0 0 m g l 化学膜剂0 5 倍孔隙体积并放置2 4 小时后，增加驱 油效率5 4 4 ( 图2 1 4 ) 。 幕穗魏驻铬稼宪数 图2 - 1 4 驱油效率、含水率随累积孔隙体积倍数变化曲线 _ 静 a 岳 童艺 王2 2 3 21 6 岩芯注入3 0 0 0 m g l 化学膜剂1 0 倍孔隙体积并放置2 4 小时后，增加驱 油效率5 9 0 ( 图2 1 5 ) 。 1 3 撩沈翳谤艟貉轮臻i毽垤夺彩鼢谗毵豁够毖始 罅缝餮搿 西安石油大学硕士学位论文 震寝魏獠；掀穆效 图2 _ 1 5 驱油效率度、含水率随累积孔隙体积倍数变化曲线 曩 落 硭 眈 王2 2 - 3 2 1 5 岩芯注入3 0 0 0 m g 1 化学膜剂2 0 倍孔隙体积并放置2 4 小时后，增加驱 油效率6 1 0 ( 表2 7 ) 。 表2 - 7 王2 2 - 3 岩心物性参数 长度直径面积 总体 孔隙 孔隙渗透率 测试号样号 干重g湿重g体积 锄c mc m 积c m 3度 m d c m 3 2 0 66 3 32 4 94 8 7 03 0 8 37 0 7 67 3 - 2 22 4 67 9 82 4 7 王2 2 3 2 1 66 1 4 2 4 94 8 7 02 9 9 06 9 9 77 2 5 72 6 08 7 02 2 0 2 1 5 2 7 4 6 1 6 2 4 94 8 7 03 0 0 07 0 4 37 2 8 82 4 58 1 72 1 6 ( 3 ) 坪2 9 3 3 岩芯化学膜剂驱油试验( 图2 1 6 ) 妒 瓣 鬓 鬻 蘩诗魏随l 参顿话数 图2 - 16 驱油效率、含水率随累积孔隙体积倍数变化曲线 冀 ；i 筠 锄 坪2 9 - 3 3 2 5 岩芯注入2 0 0 0 m g l 化学膜剂0 5 倍孔隙体积并放置2 4 小时后，增加驱 油效率4 0 2 ( 图2 1 7 ) 。 1 4 招镗妨潦诒黪褥薹：兹抬o 鼢诒豁毙；翰；暮埒畚 毓瓣馨黧 蝴铭鞠诣谨拳够够诒符错；鼍铭觞筋塘毒 第二章化学膜驱油实验研究 累计孔隧俸莰信数 图2 1 7 驱油效率、含水率随累积孔隙体积倍数变化曲线 秘 瓣 * 锄 坪2 9 3 3 2 3 岩芯注入2 0 0 0 m g l 化学膜剂1 o 倍孔隙体积并放置2 4 小时后，增加驱 油效率4 8 1 ( 图2 1 8 ) 。 一 瓣 鬈 麓 图2 - 1 8 驱油效率、含水率随累积孔隙体积倍数变化曲线 * 瓣 旃 锄 坪2 9 3 3 - 2 1 2 岩芯注入2 0 0 0 m g l 化学膜剂2 0 倍孔隙体积并放置2 4 小时后，增加驱 油效率5 1 2 ( 表2 8 ) 。 表2 _ 8 坪2 9 - 3 3 岩心物性参数 长度直径面积 总体 孔隙 孔隙 渗透率 测试号 样号干重g 湿重g体积 c m锄c l i l 2 积c m 3度 m d c m 。 2 5 尼02 4 94 8 7 02 9 2 76 8 9 27 0 9 92 0 77 0 71 4 5 6 0 l 坪2 9 - 3 32 3 居o2 4 94 8 7 02 9 _ 3 76 8 6 37 1 0 82 4 58 3 42 1 2 6 0 3 2 1 2 霭o2 4 94 8 7 02 9 3 26 7 7 77 0 1 92 4 28 2 52 2 5 6 0 2 1 5 球辩铃妊艟硷勰臻。笛|；：转铝”w茹0 并*饕錾 弼始铋籀的姥骚：耄始垤每薹薹鼢诌驺鑫；婚耄毫始。 西安石油大学硕士学位论文 第三章安塞油田化学膜驱可行性分析 根据膜剂驱油机理和室内实验分析，现场试验选择在安塞油田坪桥和王窑区块进行， 共1 3 个井组，4 9 口油井。 3 1 坪桥试验区 3 1 1 储层特征 坪桥长6 1 油层以水下分流河道和分流间薄层砂沉积为主，分流河道主砂体近南北向 展布，砂体发育，油层稳定，含油面积大，是目前主要开发层系，主要划分出长6 。2 、长6 。 、 长6 1 1 、长6 1 1 - 1 四个小层。 岩心分析平均孔隙度1 1 7 ，空气渗透率0 9 1 5 m d ，测井解释孔隙度1 2 5 ，渗透 率1 9 3 m d ( 表3 1 ) 。储层酸敏性较强，酸敏指数达0 7 8 。 试验井区平均有效厚度1 8 1 m ，平均视孔隙度1 2 4 ，视含油饱和度5 7 7 ，视渗透 率为1 8 5 m d 。 表3 - 1坪桥化学膜剂试验水井静态资料 序号井数有效厚度( m )孔隙度( )含油饱和度( )渗透率( r i m ) 注水井 61 9 o1 2 65 5 71 8 3 对应油井 2 3 1 7 91 2 o6 0 12 1 4 平均2 91 8 11 2 45 7 71 8 5 区块 5 8 11 2 51 9 3 3 1 2 流体性质 试验区水型均为c a c l 2 型，总矿化度在2 2 6 - - 一2 7 2 9 l 之间( 表3 2 、表3 3 ) 。 表3 - 2 地层水性质数据表 参数 坪桥 王窑 总矿化度( g l ) 6 2 0 3 6