一种提高强纵向非均质性油藏驱油效果的方法

摘要

本发明公开了一种提高强纵向非均质性油藏驱油效果的方法，包括：分别选取不同渗透率比值高低渗岩心；配制实验用模拟地层水；配制实验模拟油；将岩心饱和Mn2+模拟地层水，测孔隙度，计算孔隙体积；将高低渗岩心并联，实验模拟油驱替岩心，测核磁共振T2谱；依次用模拟地层水、CO2气体、注入表活剂和再次用CO2气体、注入CO2气体后接着以一定的速度注入模拟地层水、注入CO2气体后接着注入泡沫液，测核磁共振T2谱，计算驱油效率；将不同驱替方式下的驱油效率相加，得出高渗岩心、低渗岩心总驱油效率。该方法能够封堵高渗油藏的大孔道，减小低渗油藏的油水界面张力，改善低渗油藏的驱油效果，进而有效提高强纵向非均质性油藏的整体驱油效果。

说明书

技术领域

本发明涉及油气开发实验技术领域，特别涉及一种提高强纵向非均质性油藏驱油效果的方法。

背景技术

强纵向非均质性油藏是指纵向上同时存在高渗、低渗油藏，它们之间的渗透率差异大，对于该类油藏而言，水驱后会有大量的剩余油赋存在低渗油藏的小孔道中，如何通过驱替方式组合和注入量优化来改善水驱之后低渗油藏的驱油效果，进而提高油藏的整体开发效果，对于强纵向非均质性油藏高效开发具有重要的指导价值。现有研究中，专利CN201410174888.0提出了一种提高中渗岩心驱油效果的方法；专利CN201610473656.4提出了一种可模拟不同倾角油层驱油效果的装置以及方法；专利CN200910014855.9提出了一种改善海上油田聚合物驱油效果的在线深部调剖方法；专利CN201510275580.X提出了一种驱油效果检测方法及装置；专利CN201520795934.9提出了一种用于模拟断块油藏驱油效果的平面可视化实验装置；专利CN201410319256.9提出了一种确定非均质储层各层位和位置驱油效率和波及系数的方法；专利CN201010102946.0提出了一种纵向和平面非均质平板模型水驱油效率实验方法；专利CN201610096041.4提出了一种注水开发油藏油层水驱油效率的判识方法；专利CN201510431175.2提出了双重介质储层注气提高基质、微裂缝驱油效率的开采方法；专利CN201010610695.7提出了层内非均质模型水驱油效率评价系统。2009年第16卷第5期，油气地质与采收率，梁于文等人在《强非均质性油藏空气泡沫调驱先导试验—以胡状集油田胡12断块为例》一文中以胡状集油田胡12断块强非均质性油藏为研究对象，评价了空气泡沫对于封堵优势渗流通道、恢复地层能量、降低含水率和提高采收率的效果。

现有研究中，专利CN201410174888.0主要是针对单一中渗岩心，通过多种驱替方式来提高驱油效果，对于强纵向非均质性、多个岩心、多个油藏同时存在的条件不适应。而其它专利主要是从不同角度针对不同对象提出的提高驱油效果方法、装置，或是一种检测装置和评价系统。而梁于文等人在《强非均质性油藏空气泡沫调驱先导试验—以胡状集油田胡12断块为例》一文中提到的空气泡沫驱替方式与本发明作用方式、作用机理不同，在改善驱油效果方面也存在一定差异。可见，目前针对强纵向非均质性油藏，通过多种驱替方式提高整体驱油效果的方法还未见报道。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种提高强纵向非均质性油藏驱油效果的方法，该方法通过实验，既能够封堵高渗油藏的大孔道，也能够减小低渗油藏的油水界面张力，增加小孔道中原油的流动能力，还能够增加驱替介质在低渗透油藏中的作用范围，改善低渗油藏的驱油效果，进而有效提高强纵向非均质性油藏的整体驱油效果。

本发明是通过下述技术方案来实现的。

一种提高强纵向非均质性油藏驱油效果的方法，包括下述步骤：

步骤一、分别选取高渗岩心和低渗岩心各1块，高渗岩心与低渗岩心的渗透率比值大于10；

步骤二、配制Mn²⁺实验用模拟地层水，达到地层水矿化度；

步骤三、根据煤油和地层原油配制实验模拟油，达到油田原油粘度；

步骤四、将岩心置于高压饱和装置中，使其饱和Mn²⁺模拟地层水，测孔隙度，计算孔隙体积；

步骤五、将高渗岩心和低渗岩心并联，在相同的模拟地层温度和压力条件下，用配置的实验模拟油驱替岩心，对两块岩心分别驱替至3倍孔隙体积以上，建立原始含油饱和度，测核磁共振T₂谱；

步骤六、用Mn²⁺的模拟地层水同时驱替两块岩心至岩心夹持器出口端只出水不出油为止，测核磁共振T₂谱，计算驱油效率；

步骤七、利用CO₂气体同时驱替两块岩心，至岩心夹持器出口端不出油为止，测核磁共振T₂谱，计算驱油效率；

步骤八、向低渗透岩心注入表活剂溶液，测核磁共振T₂谱，计算驱油效率；

步骤九、再利用CO₂气体同时驱替两块岩心，至岩心夹持器出口端不出油为止，测核磁共振T₂谱，计算驱油效率；

步骤十、以一定的速度注入CO₂气体一定体积后接着以一定的速度注入模拟地层水一定体积，依次循环注入10个轮次，同时驱替两块岩心至岩心夹持器出口端不出油为止，测核磁共振T₂谱，计算驱油效率；

步骤十一、以一定速度注入CO₂气体一定体积后接着以一定速度注入泡沫液一定体积，依次循环注入12个轮次，测核磁共振T₂谱，计算驱油效率；

步骤十二、将不同驱替方式下的驱油效率相加，得出高渗岩心、低渗岩心总驱油效率。

进一步，所述Mn²⁺模拟地层水溶液为浓度为14000-16000mg/L的含有锰离子的盐，为MnCl₂。

进一步，所述达到地层水矿化度为所取岩心所在油藏的地层水矿化度，所述达到油田原油粘度为所取岩心所在油藏的地层油田原油粘度。

进一步，所述将岩心置于高压饱和装置中，压力为8-12MPa，时间为10-15小时，使其饱和模拟地层水。

进一步，所述步骤四中，计算孔隙体积通过下式实现：

V＝π×r²×L×Φ

式中：V为岩心孔隙体积，cm；r为岩心直径，cm；L为岩心长度，cm；Φ为岩心孔隙度，％。

进一步，所述步骤八中，表活剂为GMQ-5按质量百分比0.3-0.7％配制而成，注入表活剂为0.2-0.5PV。

进一步，所述步骤六～步骤十一中，以0.1ml/min速度驱替岩心；步骤十中注入CO₂气体共0.05PV后接着以一定的速度注入模拟地层水共0.05PV；步骤十一中注入CO₂气体共0.05PV后接着以一定速度注入泡沫液共0.05PV。

进一步，所述步骤十一中，泡沫液为ZYH-0860泡沫剂按质量百分比0.3-0.7％配制而成。

进一步，所述计算驱油效率通过下式实现：

式中：R为驱油效率，％；S_i为某一驱替方式下的核磁共振T₂谱与X轴所包围的面积；S_o为岩心饱和油时核磁共振T₂谱与X轴所包围的面积。

进一步，所述计算驱油总效率通过下式实现：

R_总＝R₁+R₂+R₃+R₄+R₅+R₆

式中：R₁为模拟地层水驱油效率；R₂为CO₂气体驱油效率；R₃为表活剂驱油效率；R₄为CO₂气体再次驱油效率；R₅为CO₂气体+模拟地层水驱油效率；R₆为CO₂气体+泡沫液驱油效率。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)本发明是基于不同驱替方式的特点，充分考虑不同驱替方式后剩余油的赋存状态，针对性开展驱替方式组合和注入量优化，以改善低渗油藏中小孔道的驱油效果，最终达到提高强纵向非均质性油藏驱油效果的目的。

(2)本发明针对不同油藏的渗透率差异程度，充分考虑不通驱替方式的优点，通过大量室内实验，得到了各驱替方式的有效组合，室内实现表现出了显著效果。实例1分析表明，虽然高渗岩心与低渗岩心的渗透率比值为73.43倍，但最终驱油效率仅相差5.29％。

附图说明

图1为实施例1不同驱替方式下的低渗岩心的核磁共振T₂谱。

图2为实施例1不同驱替方式下的高渗岩心的核磁共振T₂谱。

图3为实施例1不同驱替方式下的低渗岩心驱油效率变化曲线。

图4为实施例1不同驱替方式下的高渗岩心驱油效率变化曲线。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对发明作进一步的详细说明，但并不作为对发明做任何限制的依据。

下面选取某油田样品结合附图对本发明做详细叙述。

实施例1

本发明一种提高强纵向非均质性油藏驱油效果的方法包括以下步骤：

步骤一、分别选取直径为2.5cm，长度5cm的高渗岩心和低渗岩心各1块，气测得到高渗岩心渗透率为514×10^-3μm²，低渗岩心渗透率为7×10^-3μm²，两块岩心的渗透率比值为73.43倍；

步骤二、配制Mn²⁺浓度为15000mg/L实验用模拟地层水MnCl₂溶液，地层水矿化度为300000mg/L；

步骤三、根据煤油和地层原油配制实验模拟油，粘度达到1.82mPa.s；

步骤四、将岩心置于高压饱和装置中，在压力为8MPa，时间为15小时，使其饱和模拟地层水，测高渗岩心孔隙度为18.27％，孔隙体积为4.48ml，低渗岩心孔隙度为9.85％，孔隙体积为2.41ml；计算孔隙体积通过下式实现：

V＝π×r²×L×Φ>

步骤五、将高渗岩心和低渗岩心并联，在温度为70℃和围压为8MPa条件下，用配置的实验模拟油驱替岩心，对两块岩心分别驱替至3倍孔隙体积以上，建立原始含油饱和度，测核磁共振T₂谱；见图1、2所示；

步骤六、用实验用模拟地层水MnCl₂溶液以0.1ml/min速度同时驱替两块岩心至岩心夹持器出口端只出水不出油为止，测核磁共振T₂谱，分别计算高渗岩心、低渗岩心的驱油效率分别为23.73％、13.45％；

驱油效率通过下式得到：

式中：R为驱油效率，％；S_i为某一驱替方式下的核磁共振T₂谱与X轴所包围的面积；S_o为岩心饱和油时核磁共振T₂谱与X轴所包围的面积。

步骤七、利用CO₂气体以0.1ml/min速度同时驱替两块岩心，至岩心夹持器出口端不出油为止，测核磁共振T₂谱，按照式(2)分别计算高渗岩心、低渗岩心的驱油效率分别为26.46％、10.47％；见图3、4所示；

步骤八、以0.1ml/min速度向低渗透岩心注入浓度为0.5％的表活剂(表活剂为东营广贸石油技术服务有限公司GMQ-5表活剂按0.5％质量百分比配制而成)溶液0.3PV，测核磁共振T₂谱，按照式(2)计算低渗岩心驱油效率为2.97％；

步骤九、再利用CO₂气体以0.1ml/min速度同时驱替两块岩心，至岩心夹持器出口端不出油为止，测核磁共振T₂谱，按照式(2)分别计算高渗岩心、低渗岩心的驱油效率分别为4.7％、28.24％；

步骤十、以0.1ml/min速度注入CO₂气体共0.05PV后接着以0.1ml/min速度注入模拟地层水共0.05PV，依次循环注入10个轮次，同时驱替两块岩心至岩心夹持器出口端不出油为止，测核磁共振T₂谱，按照式(2)分别计算高渗岩心、低渗岩心的驱油效率分别为7.14％、2.30％；

步骤十一、以0.1ml/min速度注入CO₂气体共0.05PV后接着以0.1ml/min速度注入泡沫液共0.05PV(泡沫液为杭州中野天然植物科技有限公司ZYH-0860泡沫剂按0.5％质量百分比配制而成)，依次循环注入12个轮次，测核磁共振T₂谱，计算高渗岩心、低渗岩心的驱油效率分别为3.60％、2.91％；

步骤十二、将不同驱替方式下的驱油效率相加，得出高渗岩心、低渗岩心总驱油效率分别为65.63％、60.34％。

计算驱油总效率通过下式得到：

R_总＝R₁+R₂+R₃+R₄+R₅+R₆

式中：R₁为模拟地层水驱油效率；R₂为CO₂气体驱油效率；R₃为表活剂驱油效率；R₄为CO₂气体再次驱油效率；R₅为CO₂气体+模拟地层水驱油效率；R₆为CO₂气体+泡沫液驱油效率。

实施例2

本发明一种提高强纵向非均质性油藏驱油效果的方法包括以下步骤：

步骤一、分别选取直径为2.5cm，长度5cm的高渗岩心和低渗岩心各1块，气测得到高渗岩心渗透率为323×10^-3μm²，低渗岩心渗透率为10.5×10^-3μm²，两块岩心的渗透率比值为30.76倍；

步骤二、配制Mn²⁺浓度为14000mg/L实验用模拟地层水MnCl₂溶液，地层水矿化度为200000mg/L；

步骤三、根据煤油和地层原油配制实验模拟油，粘度达到1.16mPa.s；

步骤四、将岩心置于高压饱和装置中，在压力为10MPa，时间为12小时，使其饱和模拟地层水，测高渗岩心孔隙度为16.04％，孔隙体积为3.93ml，低渗岩心孔隙度为10.33％，孔隙体积为3.53ml；计算孔隙体积通过下式实现：

V＝π×r²×L×Φ>

步骤五、将高渗岩心和低渗岩心并联，在温度为70℃和围压为10MPa条件下，用配置的实验模拟油驱替岩心，对两块岩心分别驱替至3倍孔隙体积以上，建立原始含油饱和度，测核磁共振T₂谱；

步骤六、用实验用模拟地层水MnCl₂溶液以0.1ml/min速度同时驱替两块岩心至岩心夹持器出口端只出水不出油为止，测核磁共振T₂谱，分别计算高渗岩心、低渗岩心的驱油效率分别为22.16％、14.12％；

驱油效率通过下式得到：

式中：R为驱油效率，％；S_i为某一驱替方式下的核磁共振T₂谱与X轴所包围的面积；S_o为岩心饱和油时核磁共振T₂谱与X轴所包围的面积。

步骤七、利用CO₂气体以0.1ml/min速度同时驱替两块岩心，至岩心夹持器出口端不出油为止，测核磁共振T₂谱，按照式(2)分别计算高渗岩心、低渗岩心的驱油效率分别为23.63％、12.31％；

步骤八、以0.1ml/min速度向低渗透岩心注入浓度为0.3％的表活剂(表活剂为东营广贸石油技术服务有限公司GMQ-5表活剂按0.3％质量百分比配制而成)溶液0.5PV，测核磁共振T₂谱，按照式(2)计算低渗岩心驱油效率为3.11％；

步骤九、再利用CO₂气体以0.1ml/min速度同时驱替两块岩心，至岩心夹持器出口端不出油为止，测核磁共振T₂谱，按照式(2)分别计算高渗岩心、低渗岩心的驱油效率分别为5.9％、27.33％；

步骤十、以0.1ml/min速度注入CO₂气体共0.05PV后接着以0.1ml/min速度注入模拟地层水共0.05PV，依次循环注入10个轮次，同时驱替两块岩心至岩心夹持器出口端不出油为止，测核磁共振T₂谱，按照式(2)分别计算高渗岩心、低渗岩心的驱油效率分别为9.05％、2.24％；

步骤十一、以0.1ml/min速度注入CO₂气体共0.05PV后接着以0.1ml/min速度注入泡沫液共0.05PV(泡沫液为杭州中野天然植物科技有限公司ZYH-0860泡沫剂按0.3％质量百分比配制而成)，依次循环注入12个轮次，测核磁共振T₂谱，计算高渗岩心、低渗岩心的驱油效率分别为4.43％、2.85％；

步骤十二、将不同驱替方式下的驱油效率相加，得出高渗岩心、低渗岩心总驱油效率分别为65.17％、6.96％。

计算驱油总效率通过下式得到：

R_总＝R₁+R₂+R₃+R₄+R₅+R₆

式中：R₁为模拟地层水驱油效率；R₂为CO₂气体驱油效率；R₃为表活剂驱油效率；R₄为CO₂气体再次驱油效率；R₅为CO₂气体+模拟地层水驱油效率；R₆为CO₂气体+泡沫液驱油效率。

实施例3

本发明一种提高强纵向非均质性油藏驱油效果的方法包括以下步骤：

步骤一、分别选取直径为2.5cm，长度介于5cm的高渗岩心和低渗岩心各1块，气测得到高渗岩心渗透率为76×10^-3μm²，低渗岩心渗透率为5×10^-3μm²，两块岩心的渗透率比值为15.2倍；

步骤二、配制Mn²⁺浓度为16000mg/L实验用模拟地层水MnCl₂溶液，地层水矿化度为400000mg/L；

步骤三、根据煤油和地层原油配制实验模拟油，粘度达到1.01mPa.s；

步骤四、将岩心置于高压饱和装置中，在压力为12MPa，时间为10小时，使其饱和模拟地层水，测高渗岩心孔隙度为14.27％，孔隙体积为3.50ml，低渗岩心孔隙度为9.43％，孔隙体积为2.31ml；计算孔隙体积通过下式实现：

V＝π×r²×L×Φ>

步骤五、将高渗岩心和低渗岩心并联，在温度为70℃和围压为12MPa条件下，用配置的实验模拟油驱替岩心，对两块岩心分别驱替至3倍孔隙体积以上，建立原始含油饱和度，测核磁共振T₂谱；

步骤六、用实验用模拟地层水MnCl₂溶液以0.1ml/min速度同时驱替两块岩心至岩心夹持器出口端只出水不出油为止，测核磁共振T₂谱，分别计算高渗岩心、低渗岩心的驱油效率分别为26.02％、16.77％；

驱油效率通过下式得到：

式中：R为驱油效率，％；S_i为某一驱替方式下的核磁共振T₂谱与X轴所包围的面积；S_o为岩心饱和油时核磁共振T₂谱与X轴所包围的面积。

步骤七、利用CO₂气体以0.1ml/min速度同时驱替两块岩心，至岩心夹持器出口端不出油为止，测核磁共振T₂谱，按照式(2)分别计算高渗岩心、低渗岩心的驱油效率分别为24.54％、14.26％；

步骤八、以0.1ml/min速度向低渗透岩心注入浓度为0.7％的表活剂(表活剂为东营广贸石油技术服务有限公司GMQ-5表活剂按0.7％质量百分比配制而成)溶液0.2PV，测核磁共振T₂谱，按照式(2)计算低渗岩心驱油效率为2.21％；

步骤九、再利用CO₂气体以0.1ml/min速度同时驱替两块岩心，至岩心夹持器出口端不出油为止，测核磁共振T₂谱，按照式(2)分别计算高渗岩心、低渗岩心的驱油效率分别为7.3％、25.11％；

步骤十、以0.1ml/min速度注入CO₂气体共0.05PV后接着以0.1ml/min速度注入模拟地层水共0.05PV，依次循环注入10个轮次，同时驱替两块岩心至岩心夹持器出口端不出油为止，测核磁共振T₂谱，按照式(2)分别计算高渗岩心、低渗岩心的驱油效率分别为5.37％、3.15％；

步骤十一、以0.1ml/min速度注入CO₂气体共0.05PV后接着以0.1ml/min速度注入泡沫液共0.05PV(泡沫液为杭州中野天然植物科技有限公司ZYH-0860泡沫剂按0.7％质量百分比配制而成)，依次循环注入12个轮次，测核磁共振T₂谱，计算高渗岩心、低渗岩心的驱油效率分别为2.73％、2.64％；

步骤十二、将不同驱替方式下的驱油效率相加，得出高渗岩心、低渗岩心总驱油效率分别为65.96％、64.14％。

计算驱油总效率通过下式得到：

R_总＝R₁+R₂+R₃+R₄+R₅+R₆

式中：R₁为模拟地层水驱油效率；R₂为CO₂气体驱油效率；R₃为表活剂驱油效率；R₄为CO₂气体再次驱油效率；R₅为CO₂气体+模拟地层水驱油效率；R₆为CO₂气体+泡沫液驱油效率。

实验方法的原理说明

对于强非均质性油藏而言，由于高渗油藏大孔道含量高，而低渗油藏的小孔道含量高。所以注水开发过程中，在同一注入压力条件下，注入介质多沿高渗油藏的大孔道向前推进，而绕过低渗油藏的小孔道，造成低渗油藏小孔道内大量的残余油赋存，当注入介质在高渗油藏已形成连续的渗流通道后，随注入量的增加注入介质的波及范围并无明显扩大。虽然我们的初衷是希望多次驱替打通更多孔喉，尤其是一些小孔和死孔，但事实表明，注入介质总是沿着高渗油藏中已经形成的渗流阻力较小的大孔道前行，对于低渗油藏的小孔道，进入的范围很小，难以起到扩大波及体积，提高驱油效率的目的。这就需要及时调整驱替方式、提高低渗油藏小孔道中的原油动用程度。表活剂能够降低油水界面张力，减小岩石颗粒表面的边界流体层厚度，提高了CO₂气体在小孔喉中的渗流能力，同时CO₂进入小孔道后又能将表活剂带入其它小孔道中，增加了表活剂的作用范围，加之CO₂+模拟地层水的气水交替注入和CO₂+泡沫液的交替注入均能够封堵大孔道，提高小孔道的驱替效果。这种组合驱替方式达到了最终提高强纵向非均质性油藏驱油效果的目的。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。