低矿化度水驱研究进展及展望

针对国外低矿化度水驱已运用于矿场实践而国内相关研究还未开展的现状,对低矿化度水驱机理 及其存在的问题进行了综述,并对低矿化度水驱的发展趋势作了展望。对于砂岩油藏,低矿化度水驱提高 采收率的机理主要为类碱驱、微粒运移以及多组分离子交换引起的储层润湿性改变;而对于碳酸盐岩油 藏,低矿化度水驱提高采收率的机理则主要是多组分离子交换引起的储层润湿性改变。原油性质、储层 性质、地层水及注入水性质、地层温度等因素均可以影响低矿化度水驱提高采收率的效果。目前低矿化度 水驱存在的问题主要包括提高采收率机理不清、低矿化度水源限制、油田储层适应性问题等。最后指出, 低矿化度水驱若与现有油田开发技术、煤层气生产技术、低渗透油田及高含水油田开发技术相结合,将会 是经济、环保、潜力巨大的提高采收率新技术。     

低矿化度水驱技术机理及适用条件研究

本文通过研究,定义了低矿化度水驱的概念,梳理总结了低矿化度水驱提高原油采收率的机理及其适用条件。     

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。     

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。     

中原油田CO2驱提高采收率技术及现场实践

系统总结了中原油田近十年来研究和实践形成的CO2驱提高采收率技术系列,包括CO2驱油机理、适宜性筛选评价技术、油藏工程技术和配套注采工程技术;评价分析了濮城沙一段下亚段油藏、胡96块等试验区的实施效果,总结不同类型油藏实施CO2驱的得失。研究结果表明,对于特高含水油藏,CO2溶于油斑和油膜,可驱动水驱残余油;对于深层低渗透油藏,CO2与原油界面张力小,毛管阻力小,可以驱替半径为0.01μm以上孔喉中原油。现场实践证实,CO2驱在防腐、剖面监测、分层注入及流度控制等方面已经形成了较成熟的技术,在深层低渗透油藏、特高含水油藏的应用中均取得了较好效果。同时,CO2驱具有不受温度、矿化度影响的优势,在高温高盐油藏具有巨大推广价值,为其他类型油藏注气提高采收率技术和实践提供借鉴。     

CURRENT TECHNOLOGY AND ITS TREND OF LIGHT-OIL STEAM FLOODING EOR

研究了轻质油藏蒸汽驱提高采收率技术的发展历程,分析室内实验情况,介绍了主要驱油机理和适合条件,总结了典型的成功实例和失败实例.室内实验和矿场试验表明:对于水驱后低渗透轻质油藏,采用蒸汽驱技术为主的热力采油技术能够取得良好的技术经济效果;蒸汽蒸馏作用是轻质油藏热力采油最主要的驱油机理;轻质油藏热采技术先导试验和项目包括各种油质和油藏类型;蒸汽驱提高采收率的幅度比普通水驱高,但受经济效益、地层条件和设备要求等限制,蒸汽驱热采技术没有在轻质油藏得到广泛应用.随着技术发展和对原油采收率的要求,轻质油藏蒸汽驱采油技术的研究和重视度会逐渐加大,将成为挖潜轻质油藏剩余油的有效驱替技术.     

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。     

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。     

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.     

基于二维谱技术的低矿化度水驱孔隙动用规律北大核心CSCD

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。