石油磺酸盐改善低渗油藏注水效果研究

摘要

胜利油田低渗透油藏区块有“多、小、散”的特点，低渗透油藏普遍埋藏较深，工艺措施适应难度大，同时，低渗透油藏成岩作用强，胶结致密，储层孔喉细小，储层以中孔、小孔为主，喉道中值半径一般小于1.5μm。因此，低渗透油藏孔隙连通性差，不利于流体流动。目前注水开发仍然是胜利油区低渗透油田的主要开发方式。 由于胜利油区主要低渗透油田储层粘土矿物相对含量高，导致储层敏感性强，使油田注水、开采困难增大。普遍存在水井普遍欠注，注采不平衡等问题。因此寻求降低注入压力、提高增注效果的工艺措施成为低渗油藏注水开发的一个攻关目标。 目前低渗透油田在注水开发过程中面临的主要问题是“注不进，采不出”。部分水井不吸水或吸水差，使注水日益困难并导致地层亏空。已有的增注措施有效期短，近年来主要应用了酸化、压裂、喷砂射孔等增注措施，增注后，初期效果明显，但有效期短，平均为半年，最长为一年。单井地面增压泵可提高注水压力，从而使水井吸水能力增强，但注入压力高，长时间的高压注水，极易造成套管变形。因此现有的注采工艺已无法满足低渗透油藏的特殊要求。国内外各大油田都在积极探索低渗透油田增注的有效措施，均没有实质性的突破。本文介绍了将一定浓度的石油磺酸盐增注体系注入地层，通过活性剂与地层油藏及油藏流体的相互作用，降低了油水界面的张力，改变了油的乳化特性，同时也改变了地层岩石表面的润湿性。另外由于乳化油在向前移动中不易重新粘附回地层表面，而且阴离子表面活性剂的作用增加了油珠和地层岩石表面的静电斥力，使油珠易被驱替介质带走，提高了洗油效率。随着从地层表面洗下来的油越来越多，向前移动时可发生相互碰撞并形成油带，油带在向前移动时又不断将遇到的分散的油聚并进来，使油带不断扩大，最后从油井采出。从而大幅度增加水驱通道，降低水驱阻力，最终达到对低渗透油藏注水降压增注的目的。 本文主要介绍了胜利油田低渗透油田概况及注水现状、石油磺酸盐增注机理、石油磺酸盐产品性能评价方法、增注体系研发及性能评价、以及现场应用效果评价。 (1)胜利油田低渗透油田概况及注水现状胜利油田低渗透油藏石油资源丰富，分布面广，涉及局内9个采油厂，共计123个区块。低渗透油藏孔隙连通性差，不利于流体流动。加上低渗透油田驱油方式比较单一，注水开发是胜利油区低渗透油田的主要开发方式。由于胜利油区主要低渗透油田储层粘土矿物相对含量高，导致储层敏感性强，使油田注水、开采困难增大。普遍存在水井欠注，注采不平衡等问题。 (2)石油磺酸盐增注机理石油磺酸盐的应用是油田注水开发中的一次重要的尝试，将石油磺酸盐、醇、盐水和馏分油品(或原油)以一定比例混配，形成胶束、微乳状液或可溶性油(依油藏条件而异)溶液，注入到油层中(注入量依油层而异，一般为油层孔隙体积的百分之几到百分之十几)。由于它能同油层中的残余油混相，消除油一水间界面，从而克服了因毛细管滞留而捕集残余油的困难，使残余油易于流动而驱向生产井，从而降低岩心驱替压力。由岩心实验可知，注人表面活性剂体系后，油水界面张力降低，残余油饱和度下降，水相相对渗透率上升，注人压力下降，注水量上升。 (3) 石油磺酸盐产品性能评价方法从石油磺酸盐的化学组成来看，活性物、未磺化油、无机盐及杂质含量等指标都直接影响着石油磺酸盐对低渗透油藏注水效果的改善；从石油磺酸盐注水增注机理研究结果来看，活性剂体系降低油水界面张力性能和洗油效率是改善低渗油藏注水效果的关键因素。 (4)增注体系研发及性能评价针对现场油水性质和地质特征，通过大量室内实验和研究建立的以胜利石油磺酸盐为主体的增注体系能够使史3-10-斜12井组对应油井原油和地层水之间的界面张力从10mN/m降至10<'-3>mN/m的超低界面张力水平，明显改善了低渗区块的注水效果。系统评价了该增注体系降低油水界面张力、洗油效率、在岩心中的吸附损耗等性能，并对石油磺酸盐增注体系注入方式、注入浓度、岩心渗透率及岩心堵塞类型与增注性能的相关性进行了研究。 (5)现场应用效果评价依据现场注水开发需求和表面活性剂驱油技术相结合的原则，初步选取现河史深100低渗油藏为目标区块，通过系统地室内研究和矿场实施方案论证，跟踪分析了史3-10-斜12井组注入石油磺酸盐增注体系以后的注水状况，并同注入同一水源污水的相邻注水井的注水状况进行了比较。通过大量的室内研究和现场增注降压效果评价，以石油磺酸盐为主的活性剂增注技术从体系配方设计、产品性能评价、注入参数优化、方案编制和效果跟踪分析等方面均趋于成熟，成为改善低渗透油藏注水效果的有效手段之一。 现场应用情况显示，史3-10-斜 12井组投加以石油磺酸盐为主的增注体系后，该水井的注水压力、启动压力和吸水指数等参数均有良好显示。而注入同一水源污水的相邻注水井，注水压力迅速上升，多次作业后仍无法实现平稳注水。说明以石油磺酸盐为主的活性剂增注技术在史3-10-斜 12单井试注过程中实现了改善低渗透油藏注水效果的预定目标。为此项技术在低渗透油田的推广提供了有力的理论与实践基础。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1引言

1.2文献综述

1.2.1石油磺酸盐制备现状

1.2.2石油磺酸盐增注试验研究现状

1.3研究构想

1.3.1课题研究的意义

1.3.2课题研究的内容

1.3.3需解决的关键问题

1.4本章小结

第二章 实验部分

2.1胜利油田低渗油藏概况及注水现状

2.1.1胜利油田低渗油藏概况

2.1.2注水现状及解决措施

2.2石油磺酸盐增注机理研究

2.2.1石油磺酸盐在油水两相中的分布

2.2.2石油磺酸盐降低油水界面张力性能研究

2.2.3石油磺酸盐增溶洗油性能研究

2.2.4石油磺酸盐乳化降粘性能研究

2.3石油磺酸盐产品性能评价方法研究

2.3.1石油磺酸盐产品组份检测

2.3.2石油磺酸盐降低油水界面张力性能检测

2.3.3石油磺酸盐洗油效率检测

2.4本章小结

第三章 增注体系研发及其性能评价

3.1增注体系配方设计及其优化

3.1.1主剂的确定

3.1.2助剂的确定

3.2增注体系性能评价

3.2.1磺酸盐增注体系降低油水界面张力性能评价

3.2.2石油磺酸盐增注体系洗油效率评价

3.2.3石油磺酸盐增注体系在岩心中的吸附损耗

3.3增注体系流程实验相关性研究

3.3.1注入方式与增注性能的相关性研究

3.3.2增注体系注入浓度与增注性能的相关性研究

3.3.3岩心渗透率与增注体系增注性能的相关性研究

3.3.4岩心堵塞类型与增注体系增注性能的相关性研究

3.4本章小结

第四章 现场应用效果评价

4.1试验区筛选

4.1.1史深100油藏概况与开发简历

4.1.2史深100块史3-10-斜12井组情况简介

4.1.3注水开发过程中存在的主要问题

4.2现场应用效果评价

4.2.1石油磺酸盐单井试注方案

4.2.2石油磺酸盐单井试注试验初步见效

4.3本章小结

第五章 结论

5.1论文结论

5.2论文创新点

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文