江蘇油田智能水驅(qū)提高采收率研究

龔波濤，付美龍，胡澤文，陳 航

（長江大學(xué) 石油工程學(xué)院，湖北 武漢 430100）

江蘇油田智能水驅(qū)提高采收率研究

龔波濤，付美龍，胡澤文，陳 航

（長江大學(xué) 石油工程學(xué)院，湖北 武漢 430100）

智能水驅(qū)提高采收率技術(shù)是一種有效的剩余油挖潛措施，智能水驅(qū)能夠大幅度提高采收率而且經(jīng)濟(jì)效益好，并且該技術(shù)能夠利用現(xiàn)有注采井網(wǎng)，減少投資，不需要大量化學(xué)劑和復(fù)雜的地面處理，是一項(xiàng)經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、易操作、潛力巨大的油田開發(fā)新技術(shù)。通過對江蘇油田梁垛區(qū)塊進(jìn)行四種無機(jī)鹽驅(qū)油實(shí)驗(yàn)、注入水與產(chǎn)出水驅(qū)油效率實(shí)驗(yàn)、不同比例的注入水與產(chǎn)出水配比驅(qū)油實(shí)驗(yàn)、智能水驅(qū)油效率的研究，在現(xiàn)有的注水開發(fā)的基礎(chǔ)上優(yōu)化注入水的礦化度，從而提高原油采收率。

智能水; 低礦化度; 驅(qū)油實(shí)驗(yàn); 提高采收率研究

江蘇油田梁垛區(qū)塊位于安 12斷塊位于江蘇省東臺(tái)縣梁垛鄉(xiāng)境內(nèi)，構(gòu)造位置在東臺(tái)坳陷東南部海安凹陷的北部，距安豐構(gòu)造北約5 km。根據(jù)二維數(shù)字地震經(jīng)重新處理、解釋和鉆井資料的驗(yàn)證，在曹灶大斷層上升盤發(fā)現(xiàn)了梁垛鼻狀構(gòu)造，傾向東南，軸向北西。注水開發(fā)是目前油田應(yīng)用最廣、最成熟的油田開發(fā)技術(shù)[1]。該技術(shù)得以廣泛應(yīng)用的主要原因包括：注入水能夠很好地驅(qū)替原油，水能夠相對容易地被注入地層，水資源豐富、并且相對廉價(jià)，較低的投資和操作費(fèi)用等[2-4]。智能水驅(qū)是在現(xiàn)有的注水開發(fā)的基礎(chǔ)上優(yōu)化注入水的礦化度，從而提高原油采收率?，F(xiàn)如今國內(nèi)越來越多的注水開發(fā)油田進(jìn)入高含水期，智能水驅(qū)可以與現(xiàn)有的油田開發(fā)方式相結(jié)合。智能水驅(qū)作為提高采收率新技術(shù)展現(xiàn)出廣闊的前景。智能水驅(qū)（smart water flood，簡稱SW驅(qū)）是指向油藏注入含有低濃度可溶性固體總量（TDS）的水，通常要求注入水的礦化度低于5 000 mg/L，也叫低礦化度水驅(qū)（low salinity water flood）。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 材料與儀器

梁垛區(qū)塊原油與柴油按體積5:1混合配制（在溫度為96 ℃時(shí)，粘度約為46.7 mPa·s）；用蒸餾水配制的500 mg/L NaCl、500 mg/LCaCl2、500 mg/L MgCl2、500 mg/L Na2SO4；實(shí)驗(yàn)室配制的梁垛地層水、注入水，產(chǎn)出水[5,6]；梁垛區(qū)塊低滲巖心；實(shí)驗(yàn)巖心L93C，滲透率14.249×10-3μm2，孔隙度16.2%，含油飽和度61.7%；實(shí)驗(yàn)巖心L97C，滲透率為20.416 ×10-3μm2，孔隙度16.9%，含油飽和度61.9%。平面二維平模模擬實(shí)驗(yàn)裝置、中間容器（1 000 mL和500 mL）等。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 四種無機(jī)鹽驅(qū)油實(shí)驗(yàn)方法

將巖心飽和地層水，浸泡在地層水中24 h以上；將巖心放入巖心夾持器，模擬油樣裝入500 mL中間容器a中，500 mg/L NaCl裝入1 000 mL中間容器b中；飽和油，將儀器組裝好之后，加熱至96 ℃，排空管線，以0.05 mL/min流速飽和油，注入3～4 PV的油樣，讀出驅(qū)替出的水的體積，即飽和油量；老化原油12 h；在油藏溫度下用500 mg/L NaCl，以0.05 mL/min流速驅(qū)替，大約注入4～5 PV，每20 min記錄一次數(shù)據(jù)（壓力，出液量，出油量）；數(shù)據(jù)處理分析。對于500 mg/L CaCl2、MgCl2、Na2SO4的驅(qū)油實(shí)驗(yàn)，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)過程。

1.2.2 注入水與產(chǎn)出水驅(qū)油效率實(shí)驗(yàn)方法

實(shí)驗(yàn)方法與1.2.1相同，但要求調(diào)整注劑。

1.2.3 不同比例的注入水與產(chǎn)出水配比驅(qū)油

將巖心飽和地層水，浸泡在地層水中24 h以上；將巖心放入巖心夾持器，模擬油樣裝入500 mL中間容器a中[7]；飽和油，將儀器組裝好之后，加熱至96 ℃，排空管線，以0.05 mL/min流速飽和油[8]，注入3～4 PV的油樣，讀出驅(qū)替出的水的體積，即飽和油量；老化原油12 h；將梁垛產(chǎn)出水與注入水以1:1比例混合，在油藏溫度下以0.05 mL/min驅(qū)替飽和油的巖心，大約注入3～4 PV，計(jì)算此時(shí)的累計(jì)采收率OOIP1。然后將1:1的混合液換成產(chǎn)出水比注入水1:5繼續(xù)驅(qū)替3～4 PV，計(jì)算此時(shí)的累計(jì)采收率OOIP2。若OOIP2大于OOIP1，繼續(xù)實(shí)驗(yàn)接著將1:5混合液換成產(chǎn)出水與注入水1:10繼續(xù)驅(qū)替3～4 PV，計(jì)算此時(shí)的累計(jì)采收率 OOIP3，若 OOIP3等大于OOIP2，停止實(shí)驗(yàn)。

1.2.4 梁垛的智能水驅(qū)油效率

實(shí)驗(yàn)方法與1.2.1相同，但要求調(diào)整注劑。

2 結(jié)果與討論

2.1 四種無機(jī)鹽驅(qū)油實(shí)驗(yàn)

通過四種無機(jī)鹽實(shí)驗(yàn)方法，測得巖心編號(hào)L98B、L92B、L94C、L92C的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，如表1所示。

表1 無機(jī)鹽驅(qū)油實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)Table 1 Experimental Data of Inorganic Salt Displacement

根據(jù)實(shí)驗(yàn)所測的驅(qū)油實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制500 mg/L NaCl驅(qū)油實(shí)驗(yàn)、500 mg/L CaCl2驅(qū)油實(shí)驗(yàn)、500 mg/LMgCl2驅(qū)油實(shí)驗(yàn)、500 mg/LNa2SO4驅(qū)油實(shí)驗(yàn)繪制四種鹽驅(qū)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)圖，如圖1所示。

圖1 500 mg/L四種鹽驅(qū)油實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)圖Fig.1 Experimental data of four kinds of salt displacement

比較四種鹽的采收率曲線圖發(fā)現(xiàn)注500 mg/L的NaCl有最高的采收率，并且在注NaCl后，壓力在突破之后有略微的上升，這種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是由于粘土顆粒的分散、運(yùn)移所引起的，同時(shí)比較CaCl2、MgCl2、Na2SO4曲線，發(fā)現(xiàn)注 CaCl2、MgCl2、Na2SO4在壓力突破后，后續(xù)驅(qū)替過程中，水驅(qū)壓力沒有升高，說明單一的 CaCl2、MgCl2、Na2SO4引起粘土顆粒運(yùn)移的能力不如NaCl。

2.2 注入水與產(chǎn)出水驅(qū)油效率實(shí)驗(yàn)

通過注入水與產(chǎn)出水驅(qū)油效率實(shí)驗(yàn)，測得巖心編號(hào)L96C、L95C的各參數(shù)數(shù)據(jù)，如表2所示。

表2 注入水與產(chǎn)出水驅(qū)油實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)Table 2 Experimental Data of Inorganic Salt Displacement

通過注入水與產(chǎn)出水驅(qū)油效率實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪制梁垛注入水/產(chǎn)出水驅(qū)油實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)圖，如圖2所示。

圖2 梁垛注入水/產(chǎn)出水驅(qū)油實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)圖Fig.2 Experimental data of water injection / water flooding with beam

分析：通過比較圖2梁垛注入水/產(chǎn)出水驅(qū)油，可知低礦化度的水比高礦化度的水有著更高的采收率，比較這兩幅圖的壓力曲線可知高礦化度水不具備讓粘土顆粒分散、運(yùn)移的能力。

2.3 不同比例的注入水與產(chǎn)出水配比驅(qū)油

通過調(diào)整驅(qū)替流體的礦化度發(fā)現(xiàn)用產(chǎn)出水與注入水1:10混合時(shí)還有少量的出油，當(dāng)調(diào)整產(chǎn)出水與注入水1:15時(shí)，完全不出油，說明智能水配方并非是礦化度越低驅(qū)油效果越好。如圖3所示。

圖3 不同比例的產(chǎn)出水與注入水混合液驅(qū)油Fig.3 Different ratio of the output of water and injected water mixture of oil displacement

根據(jù)前面的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，擬定最優(yōu)梁垛智能水各大離子的含量，如表3所示。

表3 擬定梁垛智能水各大離子的成分表Table 3 Preparation of the beam stack intelligent water composition of the major ions table

根據(jù)前面的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，單一的 500 mg/L NaCl驅(qū)油實(shí)驗(yàn)有著最高的采收率，說明 Na+所引起的粘土顆粒運(yùn)移是智能水提高采收率最主要的影響因素，所以擬定以梁垛產(chǎn)出水與注入水1:10基礎(chǔ)上加500 mg/L NaCl為智能水的配方

2.4 梁垛的智能水驅(qū)油

通過梁垛的智能水驅(qū)油不同突破壓力實(shí)驗(yàn)和不同的注入流體的采收率實(shí)驗(yàn)，繪制不同的注入流體的突破壓力/采收率比較柱狀圖，如圖 4所示。

圖4 不同的注入流體的突破壓力/采收率比較Fig.4 Breakdown pressures / recovery ratios for different injection fluids

由圖 4可得，產(chǎn)出水的突破壓力最低，是因?yàn)楫a(chǎn)出水（礦化度32 430 mg/L)屬于高礦化度水能抑制粘土礦物的水化膨脹；四種鹽與注入水的礦化度低，存在粘土礦物的水化膨脹和分散運(yùn)移，所以四種鹽和注入水的突破壓力高于產(chǎn)出水； 智能水突破壓力比產(chǎn)出水高，但突破壓力低于四種鹽和注入水，說明智能水能引起粘土顆粒的水化膨脹和分散運(yùn)移，但是水化膨脹和分散運(yùn)移的程度比四種鹽和注入水要低。

3 結(jié) 論

（1）梁垛智能水配方為產(chǎn)出水比注入水 1:10再加500 mg/L NaCl，總礦化度為3713 mg/L；

（2）經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明智能水具有提高采收率的作用機(jī)理；

（3）智能水能夠引起粘土顆粒的水化膨脹和分散運(yùn)移，但是水化膨脹和分散運(yùn)移的程度較低。

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雙酚A強(qiáng)勢帶動(dòng)環(huán)氧氯丙烷 環(huán)氧樹脂或翹尾收場

國內(nèi)環(huán)氧樹脂產(chǎn)業(yè)鏈的三個(gè)產(chǎn)品均呈現(xiàn)不同程度上揚(yáng)，環(huán)氧樹脂在原料雙酚A的強(qiáng)勢帶動(dòng)下，報(bào)盤調(diào)漲超1000元/噸，另一原料環(huán)氧氯丙烷也按捺不住調(diào)漲的欲望，在主力工廠報(bào)盤上調(diào)后，拉漲模式隨之開啟。那么，環(huán)氧樹脂產(chǎn)業(yè)鏈能否翹尾收場呢?

首先來看雙酚A，目前國內(nèi)工廠開工負(fù)荷并不低，中石化三井、南亞塑膠(寧波)等工廠均維持正常生產(chǎn)，中石化三菱、南通星辰、長春化工開工負(fù)荷也在8-9成左右，月供應(yīng)量保持在8萬噸之上。只是前期業(yè)者的看空情緒提早釋放，操作相對保守，使得進(jìn)口方面縮量，一時(shí)間造成了貨源流通偏緊的狀況。而生產(chǎn)商也趁上游原料調(diào)漲為雙酚 A營造更有利的條件，使得漲勢如火如荼，最終破11000元/噸大關(guān)，創(chuàng)下2015年以來歷史新高。

再看環(huán)氧氯丙烷，前期的拉漲跟這一時(shí)期低迷有著密不可分的關(guān)系，按以往經(jīng)驗(yàn)來看，環(huán)氧氯丙烷的每次拉漲只要幅度過大，必然引起下游的反感，使得高價(jià)有名無實(shí)。而國內(nèi)工廠庫存不斷積壓下，只能讓價(jià)促銷，價(jià)格又一次回到低谷。而此次，因原料甘油貨源緊缺，加之丙烯不斷上行，工廠成本壓力下早有挺市意愿，加之海力大豐、山東赫邦、寧波環(huán)洋裝置停車，其他工廠開工負(fù)荷較低，供應(yīng)面略顯緊張，在主力工廠報(bào)盤上調(diào)后，新一輪漲勢拉開序幕。

前期，面對雙原料的一強(qiáng)一弱，環(huán)氧樹脂工廠奮力跟進(jìn)，部分報(bào)盤已走高2000元/噸以上，而此時(shí)環(huán)氧氯丙烷一掃前期陰霾，高價(jià)頻出，部分樹脂廠不堪重負(fù)停止報(bào)盤，業(yè)者分外糾結(jié)，一方面擔(dān)憂成本壓力紛紛高報(bào)，另一方面工廠現(xiàn)有訂單多為前期低價(jià)訂單，核算下來成本偏高，新單報(bào)價(jià)上調(diào)后，也沒有接單能力，只能積極了結(jié)前期合同，苦不堪言。

后市來看，原料雙酚 A自價(jià)格“破萬”后，突破了業(yè)者心理價(jià)位，其成交量也日益萎縮，呈現(xiàn)高價(jià)縮量狀態(tài)。而環(huán)氧氯丙烷剛有漲價(jià)的苗頭工廠便趁勢拉漲，但下游已然疲弱不堪，且尚有低價(jià)庫存，對其后市預(yù)期也并不樂觀。環(huán)氧樹脂在年底資金壓力較大的敏感時(shí)期，越往上風(fēng)險(xiǎn)越高，在奮力向上的同時(shí)操盤也需謹(jǐn)慎得當(dāng)，以便于年底完美收官。

Study on Enhanced Oil Recovery by Smart Water Flooding in Jiangsu Oilfield

GONG Bo-tao , FU Mei-long , HU Ze-wen , CHEN Hang

（College of Petroleum Engineering of Yangtze University, Hubei Wuhan 430100 , China)

Smart water flooding enhanced oil recovery technology is an effective remaining oil tapping measure, smart water flooding can significantly improve oil recovery to obtain good economic return, and the technology can make use of the existing injection-production well pattern to reduce investment cost. The technology does not require a large number of chemical agents and complex ground handling process, so it is economic, environmentally friendly, easy to operate, and has great application potential in oil field development. In this paper, four kinds of inorganic salt flooding experiments in Liangtu block of Jiangsu oilfield were carried out as well as experiments on flooding efficiency of injected water and output water, experiments on proportioning ratio of injection water to output water in water flooding, study on the efficiency of smart water flooding. The degree of mineralization of injected water was optimized for enhancing oil recovery.

smart water; low salinity; flooding experiment; study on enhanced oil recovery

TE 357

A

1671-0460（2016）12-2848-04

2016-12-15

龔波濤（1989-），男，湖北潛江人，長江大學(xué)石油工程學(xué)院碩士，研究方向：油田化學(xué)和提高原油采收率。E-mail：2993611138@qq.com。

付美龍（1967-），男，教授，博導(dǎo)，長江大學(xué)石油工程學(xué)院。E-mail：805817751@qq.com。