超低渗透稀油油藏热水驱研究

第 １ ４卷 第 ４期
重 庆科 技学 院 学报 （ 自然 科学 版 ）
２１ ０ ２年 ８月
超低 渗 透 稀 油 油 藏 热水 驱 研 究
刘 正 １ 钟 海全 １ 樊 建 明 ２ 李 志 宽 ３
（． 南石 油 大 学，成 都 ６ ０ ０ ； ． １西 １５ ０ ２长庆 油 田超 低 渗透研 究 中心 ，西安 ７ ０ １ ； １ ０ ８
图 ２ 黏 度一温 度 曲 线
力 降低 幅度 最大 ． 时黏度 降为 ５ ． ％。 此 ０８ ６
由 黏 度 一 度 曲线 可 知 ．当 温 度 由 ３ ℃升 至 温 Ｏ １６ 蒸 馏作 用影 响 ． 热水 驱过程随热水 注入 ，热水加 热油藏 中稀油 ．
９ 时 ， 度 降低逐 渐增 大 ． ９ 时黏度 降低 了近 Ｏ 黏 到 ０
差 异较小 ， 同于蒸汽驱 ． 不 这种积极物性差异避免 了高 黏油带形成 ， 且可积极地促进 流体在油藏中流动。
１７ 启 动 压 力 梯 度 影 响 ．
对 于 超低 渗 透裂 缝 油 藏 ． 藏 中 岩石 润 湿性 一 油 般 表现 为油 水混合 润 湿 ， 油动 力很 弱或基 本没 有 ． 驱
变化 会增 加油 藏流 体在 地层 中流 动能 力 。稀 油 黏度
随 温度 而变化 关 系如 图 ２所 示
堡
世
长
厦 旅
吕
摭 温 度／ ℃
图 ３ 界 面 张 力一温 度 曲 线
温 度／ ℃
由界 面 张力 温度 变化 曲线可 知 ． 当温 度 由 ３ ℃ ０ 升 至 ９ ℃时 ． 面 张 力逐 渐 下 降 ． ９ ℃时界 面张 Ｏ 界 在 Ｏ
影 响超 低渗 透油 藏高效 开 发 的关 键 因素 由于超低
基 本不 发 育 。对 于低 渗透 油 藏 ， 油藏 流 体 渗 流 过程 中存 在 压力 梯度 ： 对 于超低 渗 透油藏 ． 渗 流过程 而 其 中压力 梯 度更 大 ． 这也 是 超 低 渗透 油 藏 开 发 效果 较
差 ， 注不 进水 的重要原 因 由文献 『 ］ ６ 可知启 动 压力 梯度 与孔 隙 度 、 透率 渗
向发 生 ． 会增 加稀 油流 动性 。 油密 度随 温度变化 这 稀 如 图 １曲线所 示
注 热水 过 程可 大 幅提 高稀 油采 收率 。热 水驱 基本 上
是 一 种 热水 和冷 水 混相 驱 过 程 ． 是 热 水在 地 层 流 但
动 过程 中不会 降低 地层 的膨 胀性 。针对 低渗 透稀 油
这 是导 致油 藏采 收率很 低 的重要 原 因 对 于注 热水
・
对 于超 低渗 透油 藏 ． 由于其 渗透率 较低 ， 水赖 油
４ ・ ２
刘正 ， 海全 ， 钟 樊建 明 ， 李志 宽 ： 低渗 透稀 油油藏 热水驱 研 究 超
以流 动 的孔道 狭小 微细 ． 流阻 力 较大 ． 渗 岩石 和 流体 界 面 及 流体 之 间 界 面相互 作 用 力 显 著 ． 渗 流 规律 其 发 生变 化表 现 为非 达西 流动 规律 对 于超 低 渗透 油 藏， 储层 孑 喉细 小 ， 中值半 径一 般 为 Ｏ１ ０２￣ 且 Ｌ 其 ． ．１ ． ｍ．
驱 现场 开发 实验 和研究 则 未有 发现 。
低 压 、 丰度 油 藏 。 低 与特 低 渗 透油 藏 相 比 ， 超低 渗 透 油藏 具 有 岩 石 更 致 密 。 吼更 细 微 、 孔 天然 裂 缝 较 为 发育等特征 ． 导致 有 效 压力 驱替 系 统较 难 建 立 致 密 砂 岩 油藏 ＿ ２ ］ 常规 的开 发方 式 为 酸化 压 裂改 造 。本
温度／ ℃
低 渗透稀 油油 藏具 有这样 的物性特 征 ，而热 水较 常
图 １ 密 度一温 度 曲线
规 注冷 水具有 更 大溶解 性 ．故超渗 透稀 油油 藏 热水 驱 过程 可加 速矿 物溶解 ． 通流动 通道 ． 到减小 渗 疏 达 流阻力 的作 用 另外 超低 渗透储 层 黏土类 水敏 矿物
・
４ ・ １
刘正 ， 钟海 全 ， 樊建 明 ， 志宽 ： 低渗 透稀 油 油藏 热水驱研 究 李 超 驱 过程 ． 注入 热水 有利 于岩石 表 面润湿 性 的改变 ． 且
一
般多 由亲 油变 为亲水 此 时驱 油动 力很 大且很 有
效 ．故 注热 水驱 对减少 油藏 中残 余油饱 和 度和 提高
表 面 润 湿性 改 变 ． 大 水 驱 波及 范 围和 纵 向动 用 程 扩
性影 响。
１１ 热膨胀 性 影响 ．
由于 热流 体 的注入 ．高温 流体 进入 地层加 热 地 层 中的流体 和 岩石 ． 地层 流体 和岩 石会发 生热 膨胀 ，
岩石 、水 和油 的热 膨胀 性对 油藏 采收率 的 贡献可 达 ４ ５ 一 般情 况下 ， 油膨胀 系数 为 ９ ｌ ４Ｃ 水 ％～ ％。 原 ｘ Ｏ ｏ～， 膨 胀 系 数 为 ０１ ０ ．×１ ℃～． 石 膨 胀 系 数 为 ０ Ｏ × 岩 ．１
关键 词 ： 低 渗 透 ； 超 热水 驱 ； 流 阻 力 ； 油 油 藏 渗 稀
中 图 分 类 号 ： Ｅ３ ７ Ｔ ５ 文 献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：６ ３ １ ８ （ ０１ ０ — ０ １ ０ １ ７ — ９ ０ ２ ２） ４ ０ ４ — ４
超低 渗 透 油 藏有 效 开 发 面 临诸 多 问 题 ． 渗 流 如
度 注热水 过 程可 有效 降低 黏度 和 改善 油层 中流 体
流 度 比 ． 体 和岩 石 的热 膨 胀 作 用对 孔 隙度 和 地层 流
压 力有 一定 积 极作 用 ． 防止高 黏油 带形 成 ． 可 有效 的
ｌ ℃～． Ｏ 即油 膨 胀 系数 大 于水 ， 膨 胀 系数 大 于岩 水 石 油藏 流体 和岩石 热力 学膨 胀对 地层 压力恢 复起 到一 定恢 复作 用 ， 而有 利 于采收 率提 高［。 从 ２ 热膨 胀 ］ 性 会 引起 流体 密度 变化 ．而且 这种 变化 向减 小 的方
一
半 。稀 油 黏度 降低 有 助 于稀 油 在 地层 中流 动 ． 对
稀油受热会发生蒸馏作用 ．有部分稀油受热挥发成蒸
于超 低 渗 透 油藏 ． 度 的这 种 降低 对 原 油 在地 层 中 黏 流动 有重要 促 进作 用
１３ 润湿 性 影响 ．
汽状 流体 ．而这种蒸汽状流体较蒸汽驱时蒸汽状流体 少很 多 ．即热水驱形成 的蒸汽状流体和稀油之 间物性
油 藏 热 水 驱 的 国 内外现 场 开 发试 验 较 少 。 内大 庆 国 和 吉林 油 田开 展 了 比较系 统 的室 内评价 试 验 。室 内
收 稿 日期 ：０ ２ ０ — ９ ２ １～ ３ １
基金项 目： 国家 自然 科 学 青 年 基 金 项 目（１０ １ ５ ５ １４ ２ ） 作 者简 介 ： 正 （９ ５ ）男 ， 北 黄 冈人 ， 南 石 油 Байду номын сангаас 学 在 读 硕 士研 究 生 ， 究 方 向 为 采 油采 气 工 程 。 刘 １８ 一 ， 湖 西 研
及 极 限剪切 应力 关 系为 ：
渗 透油 藏条件 具 有特殊 性 和复杂 性 ．其有 效开 发必 须对 各 因素综 合 分析 。 发挥 各个 因素 的积 极作用 。 对
于超 低 渗透 油藏 ．极微 小 改变 即可 导致油 藏渗 流环 境 的极 大改 善 因此 ，为 有效 开发超 低渗 透稀 油油
有 相 当一部 分储 层 中值 直 径小 于 ０１ ． ｍ，较大 喉道
压 力变 化量 度 ， 即应力 变 化会 引起 渗透率 改变
对 于超低 渗 透油 藏 ．其 油藏 条件 较 常规油 藏恶 劣 ．对 油藏微 小 有利 改变 即可导 致 渗流条 件 和采收 率 大 幅提高 。 对各 个影 响 因素综 合改 善 ． 有利 于超 将 低 渗透 稀油 油藏 高效 开发 。结合 油藏 物性 和影 响 因 素 分析认 为 黏度 降 、 湿性 、 润 溶解 性 和界 面张力 降是
渗 透 油 藏 热 水 驱 增 产 机 理 主要 有 热 膨 胀 性 影 响 、
黏度 影 响 、 湿 性 影 响 、 解 性 影 响 、 面 张 力 影 润 溶 界 响 、 馏 作 用 影 响 、 动 压力 梯 度 影 响 和应 力 敏 感 蒸 启
从 改 变 岩 石 和 流 体 物 性 等 角 度 来 开 发 超 低 渗 透稀 油油藏。 稀油 热 水 驱 主要 机 理 是 降低 稀 油 黏 度 ． 温 热 高 水 对 稀油 蒸馏 作用 ． 可 降低油 水 两相 界面 张力 （ 另 即 降低 了渗 流 阻力 或毛管 阻力 ） 发生 热力诱 导 的岩 石 ．
含量较 低 。 有利 于注水 开发 。
１５ 界 面 张 力 影 响 ．
由 密 度 温 度 曲 线 可 知 ． 当 温 度 由 ３ ℃ 升 至 ０
９ ￣ ． 密度 降低 率为 ４９ ％ 密度 的降低 有利 于原 ０（ 其 ２ ．４ 油 在地 层 中流动 ． 加流体 流 动性 。 增
１２ 黏 度 影 响 ．
随温 度升 高 ， 面张 力将 减小 。 界 对超 低渗 透稀 油
油藏 ．有 效界 面张 力降可 有效 提高 原油 在地 层 中流 动 能力 【。界 面张力 随温度 变化 关 系如 图 ３所 示 ３ ］
原油 对温 度具 有敏 感性 ． 随温 度增 加 ． 油黏 度 原
降低 。稠 油对 温 度变 化 具有 极 强 敏感 性 ， 油 对 温 稀 度 的变 化 则相 对 较小 。对超 低 渗 透 油藏 ， 流体 性 质
√ △ 一。 ２ Ｚ Ｋ Ｖ卫
＝
藏 ．积极 改变 各影 响 因素将 极大 地促 进超 低渗 透油
藏 开发效 果
式 中 ： ｐ一启动压力梯度 ， Ｐ ｍ；『 极 限剪切应 ａ＿ Ｍ ａ 丁＿ Ｊ
△ｆ
２ 热水 驱 效 果 分 析
７ ＾｛，Ｊ ＿匕： 、 Ｊ — 不 ．Ｊ ｌ ， ７Ｉ
昌
油藏采 收率 有重 要影 响
１４ 溶 解 性 的 影 响 ．
搬
超 低渗 透储 层颗粒 较 为细小 。主要 以细砂 岩 为
主 ．其 中 中砂 组 分平 均 比特低 渗透 储层 低 ６８ ％左 ．４ 右． 细砂 组分 平均 比特低 渗储 层高 ｌ ．％左 右 ． 其 １ ２ 且 胶结 矿 物含 量 比特低 渗透 储层 高 出 １ ５ ． ％。由于 超 ７
文 从 开 发 稠油 资 源 的角 度 开 展稀 油 热 采 研究 ． 究 探
１ 超低 渗 透 油 藏 稀 油 热水 驱 增 产 机 理分 析
超 低 渗 透 油 藏 作 为 非 常 规 油 藏 ．其 开采 过 程
面 临诸 多 问题 ． 为 有 效 开 发 提 出了 新 挑 战 。 这 超低
３西 南油 气田 川 中油 气矿 广安作 业 区 ，广安 ６ ８ ０ ） ． ３ ５ ０
摘 要 ： 流 体 热 膨 胀 性 、 从 黏度 、 湿 性 等 多 个 方 面 开 展 超 低 渗 透稀 油油 藏 热 水 驱 研 究 。 低 渗 透 稀 油 油 藏 较 特低 渗 润 超
透 油 藏 储 层 岩 石 更 加 致 密 ， Ｌ 度 更 小 ， 透 率 更 低 且 渗 流 阻 力 更 大 ， 层 流 体 在 地 层 中流 动表 现 为 非达 西 流 动 ， 孑隙 渗 储 并 表 现 为更 强非 均质 性 。
阻力较 大 ， 单井 低产 ， 开发效 益差等 。 低渗透 油藏 ［ 超 ］
主要 是指 渗 透 率小 于 １ ｘ Ｏ ￣ ， ． ｌ Ｌ 油藏 埋 深 ２０ ０ Ｏ ｍ２ ０ ｍ 左 右 ， 井 产 量 ２Ｏ／ 右 的油 藏 ， 典 型 的低 渗 、 单 ． ｄ左 ｔ 为
实 验结 果表 明 ： 与常规 注冷 水驱 相 比 ， 热水 驱驱 油效 率 可 提 高 ８ ｔ ．而 针对 超 低渗 透 稀 油油 藏 热水 ％１ １￣