古油藏低矿化度水驱微观剩余油动用机理实验研究

低矿化度水驱因成本较低,在低油价环境下成为近年来中外学者研究的热点,但针对低矿化度水驱的微观剩余油动用机理,目前仍存在一定争议。为此,以塔中4古油藏岩心为研究对象,借助CT扫描技术和D-T_2二维谱技术进行定量表征,将剩余油分为连片状、网络状、孤岛状和油膜状4种类型,研究低矿化度水驱对4种剩余油类型的动用情况,并通过能谱实验进行验证。结果表明:在地层水驱阶段,连片状剩余油逐渐减少,而网络状、孤岛状和油膜状剩余油增多;转注低矿化度水后,连片状剩余油所占比例进一步减小,网络状和孤岛状剩余油所占比例继续增大,但油膜状剩余油所占比例减小,说明低矿化度水促使原油从岩石表面解吸,对油膜状剩余油进行了有效动用,是采收率提高的主要原因。     

离子组成及矿化度对低矿化度水驱采收率的影响

低矿化度水驱提高采收率对注入水和地层水的离子组成有一定的要求。在室内砂岩岩心驱替实验的基础上,采用对比的方法,研究了注入水和地层水的离子组成对低矿化度水驱提高采收率的影响。结果表明：在进行三次采油模式下的低矿化度水驱时,地层水中含有二价阳离子Ca²⁺或Mg²⁺均可提高采收率,且Ca²⁺的效果要好于Mg²⁺;只有注入水的矿化度低于油藏油水系统低矿化度效应启动阈值时,采收率才会提高。分析实验结果确定,地层水中含有二价阳离子Ca²⁺或Mg²⁺,以及注入水的矿化度低于由油藏油水系统决定的矿化度阈值,是实现低矿化度水驱提高采收率的必要条件。     

低矿化度水驱提高原油采收率研究进展

低矿化度水驱是指向地层中注入矿化度为1～5 g/L 的水来提高采收率。目前,关于低矿化度水驱提高原油采收率的机理仍存在争议。通过梳理低矿化度水驱技术的发展历程,总结了砂岩油藏低矿化度水驱提高采收率的机理大致可分为微粒运移和润湿性改变两大方面。简述了碳酸盐岩油藏低矿化度水驱提高采收率的机理,主要包括由于矿物溶解引起的双电层的变化和离子反应。浅析了适用低矿化度水驱技术的油藏条件,总结了低矿化度水驱和其他驱油工艺结合的新技术,介绍了分子模拟技术在低矿化度水驱方面的应用,并对未来的发展提出了建议。     

基于二维谱技术的低矿化度水驱孔隙动用规律

剩余油孔隙分布特征是影响低矿化度水驱效果的重要因素之一。常规一维核磁共振技术(T2谱)无法应用于低矿化度水驱研究,本文借助二维核磁共振(D-T2谱)技术对比研究了低矿化度水驱提高采收率效果及孔隙动用规律。研究表明,岩心中黏土矿物含量越高,提高采收率效果越明显,黏土矿物含量为4.3%、2.8%的岩心分别提高采收率6.9、4.4个百分点,而不含黏土土矿物的纯砂岩岩心仅提高采收率1.5个百分点;应用低矿化度水驱时,水相更易进入地层水不易进入的小孔隙(弛豫时间为1~10 ms)驱替原油,因此低矿化度水驱针对小孔隙中剩余油具有较高的提高采收率潜力。该研究对于油田应用低矿化度水驱技术针对性挖潜砂岩储层剩余油具有指导意义。     

低矿化度水/表面活性剂复合驱提高采收率技术

为进一步提高低渗砂岩油藏水驱后的采收率,结合低矿化度水驱和表面活性剂驱的特点,提出了低矿化度水/表面活性剂复合驱提高采收率技术,并通过室内实验对不同矿化度水以及表面活性剂溶液的综合性能进行了评价。结果表明:低矿化度水(3 000 mg/L)条件下,质量分数为0.5%的TBS-3表面活性剂溶液仍能达到超低界面张力范围,具有良好的界面活性;表面活性剂溶液的矿化度越低,原油/溶液以及岩石/溶液之间的Zeta电位值越小,pH值越高;随着表面活性剂溶液矿化度的逐渐降低,表面活性剂TBS-3在岩心中的吸附损失率增大,岩心入口端面的接触角减小,亲水性增强。岩心模拟驱油实验结果表明,使用低矿化度水/表面活性剂交替注入时的最终采收率可以达到50.3%,明显高于高矿化度水/表面活性剂的40.6%。这说明低矿化度水驱与表面活性剂驱相结合,能够发挥出更好的驱油效果。     

泡沫驱前预注低矿化度水提高油湿砂岩原油采收率

为提高泡沫驱原油采收率,通过室内岩心驱替实验研究了预注低矿化度水再进行泡沫驱的驱油效果以及原油组成及注入水矿化度对该驱替方式驱油性能的影响。研究结果表明,低矿化度水驱能反转岩石润湿性,将油湿岩石改变为水湿岩心。采用矿化度130000 mg/L的模拟地层水水驱至98%后注入2 PV的低矿化度水(矿化度2784 mg/L)再按气/起泡剂溶液体积流量1∶1交替注入氮气和质量分数为0.1%的起泡剂溶液2 PV,泡沫驱最高封堵压力为0.242 MPa,低矿化度水驱后泡沫驱比水驱提高采收率14.20%。低矿化度水驱与泡沫驱能产生协同作用,低矿化度水驱后续泡沫驱过程生成了稳定泡沫,提高了泡沫在多孔介质中的封堵能力,从而大幅度提高原油采收率。随着原油酸性组分含量和注入水矿化度的降低,岩心亲水性会更强且泡沫驱性能更好。图4表3参13     

低矿化度水及十六烷基羟丙基磺基甜菜碱表面活性剂的驱油作用

为进一步提高老油田水驱采收率,以低矿化度下的地层水和表面活性剂十六烷基羟丙基磺基甜菜碱（HHSB）溶液为对象,通过室内物理模拟研究了它们在低渗多孔介质中的流动特征及驱油特征。研究结果表明,低矿化度下地层水及表面活性剂溶液与岩石表面作用更强、流动阻力更小。低矿化度（4700 mg/L）地层水、高矿 化度（47000 mg/L）地层水与岩心润湿接触角分别为83°和84.5°;低矿化度下质量分数0.3%的十六烷基羟丙基磺基甜菜碱（HHSB）溶液在岩石表面吸附损失量为23.33%,而高矿化度下HHSB溶液在岩石表面吸附损失量仅为16.73%;经岩石表面吸附后,低矿化度表面活性剂溶液与原油界面张力为0.0045 mN/m,而高矿化度表面活性剂溶液与原油界面张力为0.008 mN/m。提高采收率实验结果表明,高矿化度水驱、低矿化度水驱的采收率分别为32.5%和33.8%;高矿化度水驱（采收率32.5%）后转低矿化度水驱、高矿化度水驱后转高矿化度表面活性剂驱、高矿化度水驱后转低矿化度表面活性剂驱分别可提高采收率1.3%、6.2%和8.2%,总的采收率分别为33.8%、38.7%和40.7%;低矿化度水驱（采收率33.8%）后转低矿化度表面活性剂驱可提高采收率7.3%,总采收率为41.1%。低矿化度水驱加后续低矿化度表面活性剂驱的组合方式可使采收率达最高。图5 表4 参14     

碳酸盐岩油藏低矿化度水驱作用机理实验

碳酸盐岩油藏低矿化度水驱应用潜力巨大,为了更好地推广其矿场应用而针对性开展作用机理的实验研究。首先,岩心驱替实验研究注入水矿化度和关键离子组成对采收率的影响;而后,润湿角测定实验分析注入水矿化度和关键离子组成对碳酸盐岩表面润湿性的影响;最终,根据实验结果建立碳酸盐岩油藏低矿化度水驱作用机理。研究发现：低矿化度水驱能有效改变碳酸盐岩表面润湿性进而提高油藏采收率,存在最优矿化度使得碳酸盐岩表面润湿性变化最大、采收率最高;Mg²⁺和SO₄^2-对碳酸盐岩表面润湿性和原油采收率的影响效果不同;随着溶液中Mg²⁺浓度升高,碳酸盐岩表面润湿性变化不断增强、原油采收率不断升高;随着溶液中SO₄^2-浓度增加,碳酸盐岩表面润湿性变化先增强后减弱、原油采收率先增加后稳定。碳酸盐岩油藏低矿化度水驱作用机理在于润湿性的改变：①SO₄^2-吸附在正电性的碳酸盐岩矿物表面,中和表面电荷,促进了Mg²⁺向矿物表面运动;②Mg²⁺与碳酸盐岩矿物表面的Ca²⁺发生取代反应,造成原油组分的解离。     

低矿化度水驱采油：阿拉斯加北坡激动人心的EOR新机遇

进行多年的室内研究表明，注较低矿化度水（约低于5000ppm）能够提高采收率。虽然采油机理还不确定，但是看来似乎与在碱驱中发现的机理相似。最近矿场试验的成功使人们对低矿化度水驱EOR的油田规模应用进行了认真的评价。     

微生物活化水驱提高采收率技术研究及应用

低渗透中高渗油藏进入高含水开发阶段后已形成水驱高渗层段或优势通道,剩余油零散分布,如何提高最终采收率是油藏面临的核心技术瓶颈。微生物活化水驱技术具有低成本、安全环保的优势和扩大波及体积及驱油效率的双重效果,实践表明,该技术改善水驱、降水增油效果显著,提高采收率的发展趋势良好,具有较强的技术适应性和推广应用前景。     

低矿化度水驱采油：阿拉斯加北坡的EOR新机遇

在阿拉斯加进行了4个单井化学示踪试验(SWCTT),结果显示,注低矿化度水大幅度降低了水驱残余油饱和度(Sorw).低矿化度水驱(LoSal) EOR方法的采收率为OOIP的6%～12%,使水驱采收率提高了8%～19%.目前正在对阿拉斯加北坡油藏的低矿化度水驱采油进行积极的评价.     

鄂尔多斯盆地延长组致密砂岩油藏低盐度水驱作用规律

目前低盐度水驱研究主要集中于中高渗透、高黏土质量浓度的砂岩油藏,是否适用于致密砂岩油藏有待于深入研究.基于这种情况,以鄂尔多斯盆地致密油藏岩心和原油为研究对象,利用岩心驱替实验、润湿角测定实验、界面张力以及界面扩张流变测定实验开展致密砂岩油藏低盐度水驱作用规律研究.实验结果表明:低盐度水驱适用于致密砂岩油藏,调整注入水...     

纳米聚合物微球与低矿化度水复合调驱效果 评价及作用机理

低渗透油藏注水开发过程中注入水窜逸严重,开发后期仍存在大量剩余油.聚合物微球驱和低矿化度水驱是油藏深部调驱的两种有效手段,前者侧重调剖,后者侧重驱油,两者结合有望达到兼具调剖和驱油的双重效果.通过岩心驱替实验对纳米聚合物微球与低矿化度水复合调驱效果进行评价,并利用核磁共振T2谱和成像测试,揭示岩心驱油过程中不同尺寸孔隙...     

印度尼西亚Widuri油田聚合物驱油单井先导性试验北大核心CSCD

经历近30年注水开发,印度尼西亚Widuri油田存在严重的注水突进、水驱效果差、油田采收率低等问题,亟需采取稳油控水措施提高采收率。通过对Widuri油田开展聚合物驱可行性分析、聚合物筛选评价、优化地面配注工艺、研制地面注入设施以及应用井间示踪监测技术和聚合物保黏工艺等一系列技术措施,成功在该油田实施了聚合物驱单井先导性试验,并取得了较好成果,可为今后类似海外油田稳油控水开发提供借鉴。     

低矿化度注水提高砂岩储集层采收率的微观机理

低矿化度注水是一项前沿技术,因在碳酸盐岩和砂岩储集层中能提高驱油效果,目前受到广泛关注。本文梳理了砂岩储层低矿化度注水提高采收率的主要微观机理,即润湿性的改变、黏土的膨胀与运移、双电层的扩散等。低矿化度水的质量浓度、离子类型能改变多种黏土内部力平衡及黏土与原油之间的力平衡,造成双电层扩散,最终使黏土出现润湿性的改变以及膨胀运移的现象。低矿化度注水能提高大部分砂岩油藏的采收率。国内大部分砂岩油藏开发已进入中后期,进行低矿化度注水的微观机理研究对砂岩油藏开发有极大的指导意义。     

基于中等粘度油测量模式的二维核磁测井技术研究

核磁共振测井技测量弛豫时间T2谱分布,通过谱分布的各种分析能进行地层评价。二维核磁共振D-T2谱能分析弛豫时间T2及扩散系数D,得到更多的信息,从而被利用于复杂地层测井中。中等粘度油模式一直进行一维核D-T2谱的测量。本文优化了核磁测井中等粘度油模式参数,验证分析该模式可以进行二维D-T2谱的测量分析。本文将中等粘度油模式测量在实验室刻度水桶中进行了模拟测井分析获得了标准的水信号D-T2谱,验证了该模式的准确性。将该种测量方式应用于渤海锦州某商业测井中,获得了高质量的核磁测井成果图。在该井的油层获得了准确的二维核磁D-T2谱验证了本文研究的准确性。     

低渗透油藏CO2驱提高采收率技术进展及展望

CO2驱技术可以提高低渗透油藏采收率和实现CO2地质封存,在中国具有广阔的应用前景。针对中国陆相低渗透油藏复杂的地质和开发特征,系统阐述了中国石化CO2驱油理论、油藏工程优化设计、注采工程及防腐工艺、产出CO2回收利用等技术进展及矿场试验情况。分析了低渗透油藏CO2驱技术面临的挑战和技术需求,从低成本CO2捕集、输送、降低混相压力,改善CO2驱开发效果、埋存优化及监测技术和超临界CO2压裂技术等方面提出了加快CO2驱技术发展的建议。对于推动CO2驱油和埋存技术发展,提高低渗透油藏储量动用率和采收率、保障国家能源供应和低碳减排具有重要意义。     

适用于低渗透高矿化度油藏的新型聚合物弱凝胶驱油体系——以长庆油田陇东侏罗系油藏为例

针对长庆油田陇东侏罗系油藏渗透率低、地层水矿化度高等问题,研制出适合其特点的聚合物弱凝胶驱油体系,对其流变性、抗盐性、抗剪切性等进行了评价,并进行了岩心驱替实验.结果表明:在50℃条件下,质量浓度为1 500mg/L聚合物溶液的表观粘度由29.61 mPa·s增大到51.96 mPa·s;配制用水矿化度越高,体系粘度越低,但当矿化度达25 000 mg/L时,粘度在10 mPa·s以上;聚合物弱凝胶驱油体系溶液以0.1～0.8 cm/min的注入速度通过岩心,粘度保留率不低于75％;对于渗透率为450×10-3和63.7×10-3μm2的岩心,与注水相比,聚合物弱凝胶驱油体系的驱油效率分别提高了14.29％和16.67％.在HC油田的H2区6个井组实施了聚合物弱凝胶驱先导试验,吸水厚度由17.4m提高到19.5 m,动用程度由66.2％提高到67.4％,注水压力上升了5.1 MPa,注聚见效井20口,累积增油量为3447t.表明新型聚合物弱凝胶驱油体系是减缓低渗透油藏递减、改善吸水剖面、降低油井含水率的有效途径.