离子水驱技术油藏适应性分析及驱油效果评价研究

doi ：10．3969/j．issn．1009－3230．2019．02．004

离子水驱技术油藏适应性分析及驱油

效果评价研究

张成明，齐

梦，杨玉梅，魏微

（中国石油吉林油田分公司，油气工程研究院，吉林松源138000）

摘要：离子水驱是以离子匹配精细水驱的一项低成本驱油技术，2016年在J 油田开展了国内首例离子水驱技术先导试验，2017年离子水驱试验初见效果，实现有效控制产量递减，稳

油控水的作用。在推进离子水驱技术研究的进程中，通过场试验及室内实验相结合，明确离子水驱油机理，给出了离子水体系的适用条件为：原始/目前采出液总矿化度≥10000mg /L ，原油

胶质沥青质含量≥10%，二价阳离子总浓度≥100mg /L ，且最好以二价阳离子为主，例如Ca 2+

，而在油藏适应性上发现，离子水驱技术适用于低渗油藏，可在渗透率≥1mD 的条件下实现连续注入，提高油藏采收率，此次先导试验为离子水驱技术在油田的推广应用奠定基础。

关键词：离子；矿化度；稳油控水；提高采收中图分类号：TE341文献标志码：B 文章编号：1009－3230（2019）02－0011－04

Study on Ｒeservoir Adaptability Analysis and Oil Displacement Effect

Evaluation of Ion Water Flooding Technology

ZHANG Cheng －ming ，QI Meng ，YANG Yu －mei ，WEI Wei

（China Petroleum Jilin Oilfield Branch ，Oil and Gas Engineering Ｒesearch Institute ，

Songyuan 138000，Jilin Province ，China ）Abstract ：Ion water flooding is a low －cost oil －displacement technology with ion －matched fine

water flooding．In 2016，the first pilot experiment of ion water flooding technology was carried out in J oilfield．In 2017，the ion flooding test was first seen to achieve effective control of decrease ，stabilize the role of oil control．In the process of promoting ion water flooding technology research ，through the combination of field test and laboratory experiment ，the mechanism of ion water flooding is clarified ，and the applicable conditions of ionized water system are as follows ：The total mineralization degree of the original /current production liquid is ≥10000mg /L ，the crude asphalt content of crude oil is ≥10%，the total concentration of divalent cations is ≥100mg /L ，and it is preferably mainly divalent cations ，such as Ca 2+．In the reservoir adaptability ，it is found that the ion water flooding technology is suitable for low －permeability reservoirs ，and continuous injection can be realized under the condition of permeability ≥1mD to improve oil recovery．The pilot test is ion water flooding technology．The foundation of the promotion and application of oil fields．Key words ：Ion ；Salinity ；Stable oil control ；Enhanced oil recovery

0引言

收稿日期：2018－09－12

修订日期：2018－12－22作者简介：张成明，男，中国石油吉林油田公司油气工程研

究院。

油田开发中对注水技术的改进一直是国内外

研究的热点，

早在1995年、1996年，Jadhunandan 、Yildiz 等阐述矿化度构成对原油采收率的影响，提出可通过简单地改变矿化度来优化水驱

［1－3］

。

BP 和Wyoming 大学发现，向储层中注入矿化度

较低的水可以提高原油采收率7%－15%［4－5］，近十几年来，国内外陆续开展了低矿化度水驱理论与技术研究，2015年，KaiHe等提出用含表面活性的低矿化度水注入页岩储层可以观察到采收率的提高［6－7］。2015年，吴剑等人表明低矿化度水驱增产的主要原因是黏土微粒迁移储层微观改造和润湿性转变，控制好注入水的矿化度便能够提升5% 20%的原油产量，同年，李继山等提出低矿化度水驱过程中岩石润湿性随离子组成及矿化度的增加先增加后降低，且Ca2+和Mg2+对润湿性的影响大于Na+［8－9］。尽管还没有形成一致共识，但形成了多组分离子交换和双电层Zeta电位变化导致原油脱附理论以及多组分离子架桥交换理论等两条主流学术观点，提出了pH值、注入压力变化以及矿化度门限值对低矿化度水驱的影响［10－11］，大大推进了低矿化度水驱理论的发展，而离子性水驱技术就是一项建立在注水开发基础上改善注入水离子含量的提高采收率新技术。

J油田自1975年投入开发以来，目前已进入高含水开发阶段，平均含水率已达93．8%，根据储层介质情况来看，原油中具有较高胶质和沥青质等活性组分，有利于原油在储层介质的吸附和铺展，增加了常规水驱油剥离原油的难度，为此同通过离子水驱调整储层－盐水－原油间相互作用能够改善驱替效果，较大幅度提高水驱采收率。1离子水驱技术驱油机理

离子水驱体系的驱油机理为能够促使吸附在岩石及黏土表面的原油有效剥离从而提高采收率。强化原油－水－储层间的微观相互作用机制，通过注入介质与原油极性基团、地层水离子、黏土矿物的精确匹配，进而增加油/水/岩石之间的界面斥力，使油膜易于剥离而提高驱油效率（如图1所示）

。

图1离子匹配、剥离油膜机理示意图

2试验区概况

J油田试验区构造埋深800 900m。中心评价区面积0．24km2，中心区储量13．5ˑ104t，包含20口井，其中注入井5口，生产井15口，行列式井网400ˑ120m。区块受到物性和砂体的双重控制，属于岩性油藏。单层有效厚度相对较小，一般有效厚度在2 3m，储层平均孔隙度13．9%，渗透率2．7mD，属于低孔低渗储层。目的层段含油层连片发育，平均厚度均在3m以上，连通性较好，且物性相差较小。

表1试验区静态参数表

区块孔隙度

%

渗透率10－3μm2油层厚度/m发育小层

密度

g/cm3

粘度

MPa·s

层数

效厚

m

试验区15．23．47．33、4、50．81566．92－37．3

3矿场试验

（1）试验区驱油效果

区块总体动态反映为初期见效明显，后续产油能力持续稳定。其中，2016年8 10月效果最好，到9月末区块产油由标定值的11．68t升至12t，产液55．4t与标定值54．5t基本持平，含水由标定值78．57%降为78．3%。后续由于现场施工测试、作业、管线漏失以及注入泵故障停注等对