低滲透油藏功能性微泡驅(qū)改善水驅(qū)技術(shù)應(yīng)用及認(rèn)識(shí)

沈煥文，曹 麗，馬俊杰，陳建宏，李化斌

（中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司第三采油廠，寧夏銀川 750006）

低滲透油藏儲(chǔ)層物性差，孔喉半徑小，比表面積大，常規(guī)水驅(qū)油效率低，同時(shí)儲(chǔ)層微裂縫發(fā)育，注水開(kāi)發(fā)易形成優(yōu)勢(shì)通道，含水快速上升，波及系數(shù)低。水驅(qū)開(kāi)發(fā)是低滲透油田開(kāi)發(fā)最有效、最經(jīng)濟(jì)的技術(shù)，但一次水驅(qū)標(biāo)定采收率僅為18%～20%，將近2/3 的剩余油仍然未驅(qū)替，隨著注水理念轉(zhuǎn)換和注水工藝技術(shù)的進(jìn)步，注水介質(zhì)功能化是未來(lái)水驅(qū)技術(shù)更新?lián)Q代的核心和潛力所在，功能性微泡驅(qū)提高采收率技術(shù)具有離子調(diào)整劑提高驅(qū)油效率和氣水納米級(jí)微泡擴(kuò)大波及體積的雙重作用，達(dá)到從微觀、宏觀雙向大幅度增加經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量、提高采收率的目的，實(shí)現(xiàn)1+1>2 的效果。通過(guò)近一年多礦場(chǎng)實(shí)踐效果跟蹤評(píng)價(jià)表明，降水增油效果突出，同時(shí)該技術(shù)機(jī)理與動(dòng)態(tài)特征變化相符合，具有較強(qiáng)的技術(shù)適應(yīng)性[1-4]。

1 技術(shù)內(nèi)涵及試驗(yàn)進(jìn)展

1.1 功能性微泡驅(qū)技術(shù)內(nèi)涵

功能性微泡驅(qū)技術(shù)由離子匹配水驅(qū)技術(shù)和分散體系驅(qū)油技術(shù)結(jié)合而成，集合作用促進(jìn)了單項(xiàng)技術(shù)優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮，實(shí)現(xiàn)1+1>2 的效果，從而大幅度提高原油采收率。

1.1.1 離子匹配水驅(qū)技術(shù) 通過(guò)注入介質(zhì)與原油極性基團(tuán)、功能水離子、黏土礦物精確匹配，調(diào)整注入介質(zhì)低價(jià)離子置換巖石與油膜間高價(jià)離子，進(jìn)而增加油/水/巖石之間的界面斥力，使油膜易于剝離而提高驅(qū)油效率。室內(nèi)驅(qū)替實(shí)驗(yàn)表明，在水驅(qū)基礎(chǔ)上，離子匹配水體系可進(jìn)一步提高驅(qū)油效率，提高幅度在5.0%～15.6%。

1.1.2 氣液微泡驅(qū)油技術(shù) 通過(guò)調(diào)整注入N2與水介質(zhì)的比例及分散方式，改變體系黏度和滲流阻力，實(shí)現(xiàn)油層分部位、分階段的流度比調(diào)控，擴(kuò)大波及體積，同時(shí)生成的微米級(jí)氣泡，能逐級(jí)進(jìn)入不同滲流阻力孔隙空間，進(jìn)而依靠微氣泡的彈性能量，在油藏縱向上自適應(yīng)調(diào)整，驅(qū)替剩余油。室內(nèi)驅(qū)替實(shí)驗(yàn)表明，N2與水分散體系可以擴(kuò)大波及體積20%以上，EOR 累計(jì)提高10%～17%。

1.2 試驗(yàn)進(jìn)展

試驗(yàn)區(qū)平均孔隙度12.69%，滲透率1.81×10-3μm2，屬典型的三低油藏，試驗(yàn)前綜合含水67.0%，采油速度僅0.26%，采出程度僅9.95%，總體表現(xiàn)層間產(chǎn)液和吸水矛盾突出，長(zhǎng)期低速低效開(kāi)發(fā)的特征。針對(duì)開(kāi)發(fā)矛盾，根據(jù)功能性微泡驅(qū)技術(shù)機(jī)理，2020 年10 月開(kāi)展4井組現(xiàn)場(chǎng)先導(dǎo)試驗(yàn)，現(xiàn)場(chǎng)單井日注氣量8～12 m3，單井注液量25～36 m3，氣水比1:3。

2 礦場(chǎng)應(yīng)用效果

經(jīng)一年多現(xiàn)場(chǎng)注入和效果跟蹤評(píng)價(jià)表明，試驗(yàn)區(qū)注入壓力顯著上升，剖面低滲層段參與吸水，Ca2+濃度顯著增加，高含水井降水，低液量井提液效果顯著，提高采收率效果明顯，且現(xiàn)場(chǎng)安全運(yùn)行未發(fā)生氣竄現(xiàn)象。

2.1 注入性能較好

相比注水，注入壓力上升明顯，平均注液壓力上升2.6 MPa，平均注氣壓力上升3.5 MPa，視吸液指數(shù)、視吸氣指數(shù)保持穩(wěn)定，具有較好的注入性。

2.2 驅(qū)油效率增加

部分井產(chǎn)出液中Ca2+濃度上升，礦化度增加，Na++K+濃度下降，對(duì)應(yīng)油井含水下降，產(chǎn)油量增加。表明注入的低礦化度水中的低價(jià)陽(yáng)離子具有較強(qiáng)的交換能力，將吸附在巖石表面的高價(jià)離子置換出來(lái)，從而使得原油脫附，提高微觀驅(qū)油效率，與技術(shù)作用機(jī)理相匹配（見(jiàn)圖1）。

圖1 試驗(yàn)區(qū)見(jiàn)效井及典型井礦化度與綜合含水關(guān)系變化曲線

2.3 波及體積擴(kuò)大

注氣剖面測(cè)試結(jié)果表明吸水形態(tài)改善效果明顯，低滲層段吸氣比例達(dá)到94.5%、高滲層段吸液比例達(dá)到72.4%且吸水形態(tài)由尖峰狀/指狀吸水變均勻，吸水強(qiáng)度由3.07 m3/（d·m）下降到1.75 m3/（d·m），說(shuō)明微米級(jí)氣泡對(duì)低滲層段以氣驅(qū)動(dòng)用、高滲層段以封堵為主，整體儲(chǔ)量動(dòng)用程度由50.7%上升到60.5%，有效擴(kuò)大了波及體積。

2.4 降水增油效果顯著

注入2 個(gè)月后見(jiàn)效，持續(xù)有效已11 個(gè)月，試驗(yàn)井組整體綜合含水由72.6%下降到62.9%，凈下降9.7%，日產(chǎn)油由15.2 t 上升到21.8 t，日增油6.6 t，累計(jì)增油3 120 t。油井見(jiàn)效比例57.1%，其中原水驅(qū)優(yōu)勢(shì)方向高含水井降水增油型2 口，含水下降18.8%，原水驅(qū)弱勢(shì)方向中低液量井提液增油型6 口，日凈增油4.48 t，說(shuō)明注入N2與水介質(zhì)形成的微泡改變體系黏度和滲流阻力，實(shí)現(xiàn)油層分部位、分階段的流度比調(diào)控，達(dá)到了改善平面水驅(qū)的效果（見(jiàn)表1）。

表1 試驗(yàn)區(qū)見(jiàn)效井試驗(yàn)前后生產(chǎn)數(shù)據(jù)對(duì)比表

同時(shí)試驗(yàn)區(qū)階段遞減由5.54%下降到-27.01%，月含水上升幅度呈負(fù)增長(zhǎng)，由0.67%下降至-0.72%，采油速度由0.26%上升到0.36%，提高采收率效果顯著（見(jiàn)圖2、圖3）。

圖2 試驗(yàn)區(qū)采油速度變化曲線

圖3 試驗(yàn)區(qū)日產(chǎn)油、綜合含水變化曲線

3 結(jié)論及認(rèn)識(shí)

3.1 結(jié)論及認(rèn)識(shí)

（1）礦化度變化呈緩慢上升趨勢(shì)，與含水、產(chǎn)油量變化成正相關(guān)性，表明注入的低礦化度水中的低價(jià)陽(yáng)離子具有較強(qiáng)的交換能力，使得原油脫附，提高微觀驅(qū)油效率，與離子調(diào)整劑的技術(shù)機(jī)理相匹配。

（2）根據(jù)吸水形態(tài)特征結(jié)合氣驅(qū)注氣剖面測(cè)試結(jié)果，認(rèn)為微泡流度比調(diào)控效果顯著，對(duì)高滲層段具有較好的封堵效果，同時(shí)液相吸水下移特征明顯，說(shuō)明氣泡上浮對(duì)低滲層段進(jìn)行了驅(qū)替，有效擴(kuò)大了波及體積。

（3）功能性微泡驅(qū)技術(shù)提高驅(qū)油效率和擴(kuò)大波及體積的集合作用促進(jìn)了單項(xiàng)技術(shù)優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮，實(shí)現(xiàn)了1+1>2 的效果，提高采收率的發(fā)展趨勢(shì)良好。

3.2 下步攻關(guān)方向

（1）現(xiàn)行注入?yún)?shù)（氣水比1:3）試驗(yàn)取得較好效果，下步持續(xù)開(kāi)展合理氣水比、注入速度、注采比等進(jìn)一步提升試驗(yàn)效果的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)優(yōu)化調(diào)整，不斷完善注采政策。

（2）目前采取地面生泡的注入工藝，注入過(guò)程中注入壓力較高，下步開(kāi)展井下生泡裝置注入試驗(yàn)以及井下分層注入工藝的技術(shù)攻關(guān)試驗(yàn)，不斷滿足精細(xì)、精準(zhǔn)單砂層的注入工藝。