高倍數(shù)水驅(qū)開發(fā)效果評(píng)價(jià)研究

王成勝，田津杰，闞 亮，侯 岳，敖文君，付云川，陳 斌，吳雅麗

（中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司，天津 300452）

隨著油田開發(fā)的進(jìn)行，天然能量衰竭后，常采用人工注水的方式進(jìn)行補(bǔ)充能量開發(fā)[1-4]。很多油田都經(jīng)過(guò)幾年或幾十年的注水開發(fā)，進(jìn)入了高含水或超高含水期。油田長(zhǎng)期注水開發(fā)后，儲(chǔ)層物性參數(shù)會(huì)發(fā)生變化，目前關(guān)于這方面的研究成果有很多[5-7]。本文主要選取貝雷巖心，研究高倍數(shù)水驅(qū)前后相對(duì)滲透率的變化和驅(qū)油效率，并利用低場(chǎng)核磁共振儀研究實(shí)驗(yàn)各階段巖心流體T2譜的變化和矢狀面、橫斷面切片成像變化，綜合研究高倍數(shù)水驅(qū)開發(fā)效果。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 實(shí)驗(yàn)條件

（1）巖心尺寸：Φ2.5 cm×10 cm；

（2）巖心滲透率：2 000×10-3μm2；

（3）實(shí)驗(yàn)用水：室內(nèi)配制的模擬水；

（4）實(shí)驗(yàn)用油：室內(nèi)配制的模擬油，70 ℃條件下黏度為15.3 mPa·s；

（5）實(shí)驗(yàn)溫度：70 ℃；

（6）實(shí)驗(yàn)速度：1.0 mL/min。

1.2 實(shí)驗(yàn)方案

實(shí)驗(yàn)方案（見表1）。

表1 實(shí)驗(yàn)方案Tab.1 Experimental scheme

2 結(jié)果與討論

2.1 驅(qū)油效率和相滲曲線變化

高倍數(shù)水驅(qū)驅(qū)油效率和相滲曲線測(cè)試實(shí)驗(yàn)結(jié)果（見表2、圖1、圖2）。

由表2、圖1、圖2 可知，巖心在進(jìn)行高倍數(shù)水驅(qū)后，束縛水飽和度由20.5 %降低至11.5 %；兩相共滲區(qū)由55.2 %增加至62.9 %；殘余油條件下水相相對(duì)滲透率由67.17 %降低至36.96 %。注水至200 PV 時(shí)，驅(qū)油效率為51.69 %；當(dāng)繼續(xù)驅(qū)替至1 000 PV 時(shí)，驅(qū)油效率達(dá)到70.97 %。通過(guò)上述分析可知，高倍數(shù)水驅(qū)之后會(huì)使驅(qū)油效率增加。

表2 高倍數(shù)水驅(qū)驅(qū)油效率實(shí)驗(yàn)結(jié)果Tab.2 Experimental results of high multiple water flooding efficiency

圖1 巖心高倍數(shù)水驅(qū)前后相對(duì)滲透率曲線Fig.1 Relative permeability curve of core before and after high multiple water flooding

圖2 巖心高倍數(shù)水驅(qū)驅(qū)油效率曲線Fig.2 High multiple water flooding efficiency curve of core

2.2 低場(chǎng)核磁共振測(cè)試

在石油科學(xué)領(lǐng)域會(huì)采用低場(chǎng)核磁共振儀對(duì)巖心或流體進(jìn)行物性分析，利用流體的弛豫機(jī)制進(jìn)行弛豫時(shí)間測(cè)試，常用橫向弛豫時(shí)間T2來(lái)進(jìn)行定量表征。根據(jù)物體不同位置施加磁場(chǎng)強(qiáng)度的不同，又利用層位選擇編碼、相位編碼、頻率編碼，進(jìn)而通過(guò)線性組合等技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)定位功能，從而實(shí)現(xiàn)截面斷層成像，根據(jù)切片不同，又分為橫斷面圖像、矢狀面圖像、冠狀面圖像。

低場(chǎng)核磁共振實(shí)驗(yàn)結(jié)果（見表3、圖3～圖5）。其中，成像分析中，分別在矢狀面切片5 片，橫斷面切片7 片。由表3 和圖3 可知，巖心從飽和水到飽和油，由水峰最高變?yōu)橛头遄罡?，這時(shí)巖心內(nèi)部由單一水相變?yōu)橛退畠上唷ｋS著實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，油峰逐漸下降，水峰逐漸上升，這是因?yàn)橛椭饾u被開采出來(lái)，油的信號(hào)量相應(yīng)逐漸減少。從注入200 PV 到1 000 PV 這個(gè)階段，油峰仍有一定幅度的下降，含油飽和度由注入200 PV 時(shí)的36.25 %降為29.98 %。

由圖4 可知，巖心矢狀面方向上油水分布相對(duì)均勻，這是由于一維柱狀巖心是均質(zhì)狀態(tài)，整體流線方向上推進(jìn)比較均勻，未發(fā)生明顯的指進(jìn)現(xiàn)象。

表3 低場(chǎng)核磁共振測(cè)試實(shí)驗(yàn)結(jié)果Tab.3 Experimental results of low field NMR measurement

圖3 T2 譜測(cè)試結(jié)果Fig.3 T2 spectrum test results

圖4 實(shí)驗(yàn)各階段矢狀面切片圖像Fig.4 Sagittal slice images in each stage of experiment

圖5 實(shí)驗(yàn)各階段橫斷面切片圖像Fig.5 Cross section image of each stage of experiment

由圖5 可知，圖片從左至右代表了巖心的注水方向，飽和油之后，巖心各部位呈現(xiàn)良好的油分布，當(dāng)注入0.5 PV 左右時(shí)，巖心前1/2 部位已經(jīng)明顯見水，其中前1/8 已經(jīng)出現(xiàn)了水淹現(xiàn)象；當(dāng)注入200 PV 時(shí)，巖心橫斷面各切片均呈現(xiàn)純水的狀態(tài)，這時(shí)巖心已經(jīng)進(jìn)行了相對(duì)充分的水洗；當(dāng)注入1 000 PV 時(shí)，從圖像上雖看不出比較明顯的顏色差別，但通過(guò)信號(hào)量數(shù)據(jù)反算，驅(qū)油效率由50.56 %增長(zhǎng)到了58.94%，提高了8.38 %。這說(shuō)明通過(guò)高倍數(shù)的水驅(qū)開發(fā)，巖心仍有殘余油被開發(fā)出來(lái)，使得采出程度得到一定程度的提升。

3 結(jié)論

（1）巖心在進(jìn)行高倍數(shù)水驅(qū)后，束縛水飽和度由20.5 %降低至11.5 %；兩相共滲區(qū)由55.2 %增加至62.9 %；殘余油條件下水相相對(duì)滲透率由67.17 %降低至36.96 %。注水至200 PV 時(shí)，驅(qū)油效率為51.69 %；當(dāng)繼續(xù)驅(qū)替至1 000 PV 時(shí)，驅(qū)油效率達(dá)到70.97 %。

（2）巖心矢狀面方向上油水分布相對(duì)均勻，這是由于一維柱狀巖心是均質(zhì)狀態(tài)，整體流線方向上推進(jìn)比較均勻，未發(fā)生明顯的指進(jìn)現(xiàn)象。

（3）當(dāng)注入1 000 PV 時(shí)，從圖像上雖然看不出比較明顯的顏色差別，但驅(qū)油效率提高了8.38 %。這說(shuō)明通過(guò)高倍數(shù)的水驅(qū)開發(fā)，巖心仍有殘余油被開發(fā)出來(lái)，使得采出程度得到一定程度的提升。