臨盤(pán)油田弱堿性水驅(qū)提高驅(qū)油效率試驗(yàn)研究

范鳳英 (中國(guó)石化股份勝利油田分公司臨盤(pán)采油廠，山東 臨邑 251507)

臨盤(pán)油田弱堿性水驅(qū)提高驅(qū)油效率試驗(yàn)研究

范鳳英 (中國(guó)石化股份勝利油田分公司臨盤(pán)采油廠，山東 臨邑 251507)

為了解注弱堿性水驅(qū)是否能提高驅(qū)油效率的情況，進(jìn)行了弱堿性水驅(qū)數(shù)值模擬和弱堿性水巖心驅(qū)替試驗(yàn)。室內(nèi)研究和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用結(jié)果表明，采用弱堿性水驅(qū)可以提高驅(qū)油效率，從而起到提高油藏采收率的作用。

弱堿性水驅(qū)；數(shù)值模擬；驅(qū)替試驗(yàn)

堿水驅(qū)油技術(shù)是提高原油采收率的方法之一，在注入水中加入NaOH、Na2CO3、Na2SiO3等堿性物質(zhì)后，在適宜的條件下能達(dá)到較好的驅(qū)油效果[1]。臨盤(pán)采油廠主要油藏都是砂巖油層,因而適于采用堿水驅(qū)油技術(shù)。臨盤(pán)采油廠自2001年起采用水質(zhì)改性技術(shù)，即利用pH值調(diào)整劑將油田注入水由弱酸性調(diào)整為弱堿性，從根本上提高注入水水質(zhì)，解決了多年來(lái)困擾油田生產(chǎn)的腐蝕、結(jié)垢問(wèn)題[2-3]。但采用該技術(shù)也帶來(lái)了新問(wèn)題，即注弱堿性水是否能提高驅(qū)油效率。針對(duì)該問(wèn)題，筆者進(jìn)行了弱堿性水驅(qū)數(shù)值模擬和弱堿性水巖心驅(qū)替試驗(yàn)，以了解該技術(shù)對(duì)驅(qū)油效率的影響。

1 弱堿性水驅(qū)數(shù)值模擬

為了解注弱堿性水對(duì)油田開(kāi)發(fā)效果的影響，利用數(shù)值模擬手段，對(duì)臨南油田注弱堿性水前后地層滲透率變化情況進(jìn)行對(duì)比預(yù)測(cè)。模型采用3層正韻律、地層傾角50°、具有邊底水作用的非均質(zhì)油藏模型。模型的流體特征采用臨南油田夏52和夏70的實(shí)際數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)有1口注水井和1口采油井。

1.1簡(jiǎn)化模型

1)地層參數(shù) 縱向上劃分3個(gè)小層，各小層等厚。平面上網(wǎng)格劃分選用均勻網(wǎng)格系統(tǒng)，劃分為東西、南北各50個(gè)網(wǎng)格。正韻律油層，油層總厚15m，井距300m，網(wǎng)格總數(shù)為50×50×3=7500個(gè)。各層滲透率由平均滲透率和滲透率變異系數(shù)確定(不考慮平面上的非均質(zhì)性)。垂向滲透率與平面滲透率之比為0.01。孔隙度φ隨滲透率k不同而有所變化，其遵循以下關(guān)系式[4]：

φ=alogk+b

(1)

式中，a和b是常數(shù)，分別為0.079568556和0.037341808；k為相對(duì)滲透率。

2)小層滲透率確定 根據(jù)Dykstra-Parsons公式[5]，滲透率變異系數(shù)為：

(2)

式中，Vk為滲透率變異系數(shù)；k84.1為分析巖心樣品累積百分?jǐn)?shù)為84.1%時(shí)所對(duì)應(yīng)的絕對(duì)滲透率；k50為分析巖心樣品累積百分?jǐn)?shù)為50%時(shí)所對(duì)應(yīng)的絕對(duì)滲透率。

地質(zhì)模型中3個(gè)小層等厚，各層厚度所占的百分?jǐn)?shù)為33%。模型的k50大小為50×10-3μm2，給定模型滲透率變異系數(shù)Vk后，就可由式(2)計(jì)算出k84.1。得到點(diǎn)(k50)和點(diǎn)(k84.1)后,即可插值求出各小層的滲透率值。由此可以得到不同平均滲透率、不同滲透率變異系數(shù)下各層的滲透率值，并通過(guò)式(1)計(jì)算出相應(yīng)的孔隙度值。

3)滲透率場(chǎng)設(shè)計(jì) 利用流線(xiàn)模塊計(jì)算注采井間流線(xiàn)的分布趨勢(shì)，流線(xiàn)分布的方向即滲透率改變的方向，根據(jù)流線(xiàn)的疏密就可以知道注入水對(duì)地層作用的強(qiáng)弱，據(jù)此來(lái)確定滲透率的改變情況，并設(shè)計(jì)2組對(duì)比模型：①模型1。采用3層正韻律縱向非均質(zhì)模型，平均滲透率50×10-3μm2。②模型2。在模型1的基礎(chǔ)上對(duì)每一層按照流線(xiàn)分布的方向有規(guī)律提高滲透率幅度。

圖1 數(shù)值模型預(yù)測(cè)結(jié)果

1.2模擬結(jié)果

選擇夏52塊，對(duì)注入弱堿性水前后開(kāi)采情況采用理論模型進(jìn)行定性對(duì)比預(yù)測(cè)，理論模型假定模擬時(shí)間從1992年11月到2004年11月，共12年。預(yù)測(cè)結(jié)果如圖1所示(方案1為注弱堿性水后；方案2為注弱堿性水前)。

由圖1可知，注弱堿性水后累積采油量提高了4000t(見(jiàn)圖1(a))，含水率提高了6%(見(jiàn)圖1(b))；最終采收率提高7%(見(jiàn)圖1(c))。數(shù)值模擬結(jié)果表明，采用弱堿性水驅(qū)使得油藏沿著注入水的驅(qū)替方向滲透率得到改善，水驅(qū)波及程度得到了一定程度上的提高，使采油量上升，最終采收率也有一定程度的提高。

2 弱堿性水巖心驅(qū)替試驗(yàn)

將夏52塊X52-12井的巖心經(jīng)過(guò)抽提去油浸泡處理后，用弱堿性注入水進(jìn)行驅(qū)替試驗(yàn)，觀察其驅(qū)替壓力的變化，同時(shí)用注弱堿性水前的水樣進(jìn)行平行試驗(yàn)，其壓力變化情況見(jiàn)表1。

從表1可以看出，注弱堿性水前的水樣以0.17ml/min流量，累積注入144h，驅(qū)替壓力從0.035MPa上升到0.052MPa；注弱堿性水驅(qū)替以0.5ml/min流量，累積注入144h，驅(qū)替壓力從0.025MPa上升到0.027MPa；壓力上升0.002MPa，表明注入弱堿性水后，巖心的吸水能力增加。

3 應(yīng)用效果

表1 巖芯驅(qū)替壓力變化情況

臨南油田(含夏52塊和夏70塊)含油面積9.8km2，注水儲(chǔ)量1446×104t,注水儲(chǔ)量占動(dòng)用儲(chǔ)量 59%。以夏52塊為例，該區(qū)塊于2004年8月采用弱堿水驅(qū)油技術(shù)后，日增注435m3，平均單井日增注20m3，月注采比由0.45提高到1.25，累計(jì)注采比由0.37提高到0.71，平均動(dòng)液面由1180m上升至677m，上升了503m，實(shí)際注水儲(chǔ)量由454.2×104t提高到819.6×104t，增加了365.4×104t，實(shí)際水驅(qū)控制程度由42.7%提高到71.9%，階段自然遞減率與2000年同期相比下降2.21個(gè)百分點(diǎn)。該區(qū)塊調(diào)整后預(yù)計(jì)采收率由18.7%上升到27%，增加可采儲(chǔ)量45.2×104t。

4 結(jié) 論

1)巖心驅(qū)替試驗(yàn)表明，注入弱堿性水可以穩(wěn)定注水壓力，利于改善驅(qū)油效果。

2)數(shù)值模擬計(jì)算和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用結(jié)果表明，弱堿性水驅(qū)可以提高驅(qū)油效率，從而有助于提高采收率。

[1]佟曼麗，油田化學(xué)[M].北京：中國(guó)石油大學(xué)出版社，1996.

[3]《油氣田腐蝕與防護(hù)技術(shù)手冊(cè)》編委會(huì).油氣田腐蝕與防護(hù)技術(shù)手冊(cè)(上冊(cè))[M].北京：石油工業(yè)出版社，1999.

[4]陳永紅，范鳳英，叢洪良.油田污水水質(zhì)改性技術(shù)[M].北京：中國(guó)石油大學(xué)出版社，2006.

[5]何更生.油層物理[M].北京：石油工業(yè)出版社，1994.

[6]葉仲斌.提高采收率原理[M].北京：石油工業(yè)出版社，2000.

[編輯] 李啟棟

10.3969/j.issn.1673-1409.2011.07.009

TE343

A

1673-1409(2011)07-0025-02

2011-05-25

范鳳英，女，教授級(jí)高級(jí)工程師，現(xiàn)主要從事油田開(kāi)采技術(shù)及管理方面的研究工作。