临盘油田弱碱性水驱提高驱油效率试验研究

范凤英 (中国石化股份胜利油田分公司临盘采油厂，山东 临邑 251507)

临盘油田弱碱性水驱提高驱油效率试验研究

范凤英 (中国石化股份胜利油田分公司临盘采油厂，山东 临邑 251507)

为了解注弱碱性水驱是否能提高驱油效率的情况，进行了弱碱性水驱数值模拟和弱碱性水岩心驱替试验。室内研究和现场应用结果表明，采用弱碱性水驱可以提高驱油效率，从而起到提高油藏采收率的作用。

弱碱性水驱；数值模拟；驱替试验

碱水驱油技术是提高原油采收率的方法之一，在注入水中加入NaOH、Na2CO3、Na2SiO3等碱性物质后，在适宜的条件下能达到较好的驱油效果[1]。临盘采油厂主要油藏都是砂岩油层,因而适于采用碱水驱油技术。临盘采油厂自2001年起采用水质改性技术，即利用pH值调整剂将油田注入水由弱酸性调整为弱碱性，从根本上提高注入水水质，解决了多年来困扰油田生产的腐蚀、结垢问题[2-3]。但采用该技术也带来了新问题，即注弱碱性水是否能提高驱油效率。针对该问题，笔者进行了弱碱性水驱数值模拟和弱碱性水岩心驱替试验，以了解该技术对驱油效率的影响。

1 弱碱性水驱数值模拟

为了解注弱碱性水对油田开发效果的影响，利用数值模拟手段，对临南油田注弱碱性水前后地层渗透率变化情况进行对比预测。模型采用3层正韵律、地层倾角50°、具有边底水作用的非均质油藏模型。模型的流体特征采用临南油田夏52和夏70的实际数据，设计有1口注水井和1口采油井。

1.1简化模型

1)地层参数 纵向上划分3个小层，各小层等厚。平面上网格划分选用均匀网格系统，划分为东西、南北各50个网格。正韵律油层，油层总厚15m，井距300m，网格总数为50×50×3=7500个。各层渗透率由平均渗透率和渗透率变异系数确定(不考虑平面上的非均质性)。垂向渗透率与平面渗透率之比为0.01。孔隙度φ随渗透率k不同而有所变化，其遵循以下关系式[4]：

φ=alogk+b

(1)

式中，a和b是常数，分别为0.079568556和0.037341808；k为相对渗透率。

2)小层渗透率确定 根据Dykstra-Parsons公式[5]，渗透率变异系数为：

(2)

式中，Vk为渗透率变异系数；k84.1为分析岩心样品累积百分数为84.1%时所对应的绝对渗透率；k50为分析岩心样品累积百分数为50%时所对应的绝对渗透率。

地质模型中3个小层等厚，各层厚度所占的百分数为33%。模型的k50大小为50×10-3μm2，给定模型渗透率变异系数Vk后，就可由式(2)计算出k84.1。得到点(k50)和点(k84.1)后,即可插值求出各小层的渗透率值。由此可以得到不同平均渗透率、不同渗透率变异系数下各层的渗透率值，并通过式(1)计算出相应的孔隙度值。

3)渗透率场设计 利用流线模块计算注采井间流线的分布趋势，流线分布的方向即渗透率改变的方向，根据流线的疏密就可以知道注入水对地层作用的强弱，据此来确定渗透率的改变情况，并设计2组对比模型：①模型1。采用3层正韵律纵向非均质模型，平均渗透率50×10-3μm2。②模型2。在模型1的基础上对每一层按照流线分布的方向有规律提高渗透率幅度。

图1 数值模型预测结果

1.2模拟结果

选择夏52块，对注入弱碱性水前后开采情况采用理论模型进行定性对比预测，理论模型假定模拟时间从1992年11月到2004年11月，共12年。预测结果如图1所示(方案1为注弱碱性水后；方案2为注弱碱性水前)。

由图1可知，注弱碱性水后累积采油量提高了4000t(见图1(a))，含水率提高了6%(见图1(b))；最终采收率提高7%(见图1(c))。数值模拟结果表明，采用弱碱性水驱使得油藏沿着注入水的驱替方向渗透率得到改善，水驱波及程度得到了一定程度上的提高，使采油量上升，最终采收率也有一定程度的提高。

2 弱碱性水岩心驱替试验

将夏52块X52-12井的岩心经过抽提去油浸泡处理后，用弱碱性注入水进行驱替试验，观察其驱替压力的变化，同时用注弱碱性水前的水样进行平行试验，其压力变化情况见表1。

从表1可以看出，注弱碱性水前的水样以0.17ml/min流量，累积注入144h，驱替压力从0.035MPa上升到0.052MPa；注弱碱性水驱替以0.5ml/min流量，累积注入144h，驱替压力从0.025MPa上升到0.027MPa；压力上升0.002MPa，表明注入弱碱性水后，岩心的吸水能力增加。

3 应用效果

表1 岩芯驱替压力变化情况

临南油田(含夏52块和夏70块)含油面积9.8km2，注水储量1446×104t,注水储量占动用储量 59%。以夏52块为例，该区块于2004年8月采用弱碱水驱油技术后，日增注435m3，平均单井日增注20m3，月注采比由0.45提高到1.25，累计注采比由0.37提高到0.71，平均动液面由1180m上升至677m，上升了503m，实际注水储量由454.2×104t提高到819.6×104t，增加了365.4×104t，实际水驱控制程度由42.7%提高到71.9%，阶段自然递减率与2000年同期相比下降2.21个百分点。该区块调整后预计采收率由18.7%上升到27%，增加可采储量45.2×104t。

4 结 论

1)岩心驱替试验表明，注入弱碱性水可以稳定注水压力，利于改善驱油效果。

2)数值模拟计算和现场应用结果表明，弱碱性水驱可以提高驱油效率，从而有助于提高采收率。

[1]佟曼丽，油田化学[M].北京：中国石油大学出版社，1996.

[3]《油气田腐蚀与防护技术手册》编委会.油气田腐蚀与防护技术手册(上册)[M].北京：石油工业出版社，1999.

[4]陈永红，范凤英，丛洪良.油田污水水质改性技术[M].北京：中国石油大学出版社，2006.

[5]何更生.油层物理[M].北京：石油工业出版社，1994.

[6]叶仲斌.提高采收率原理[M].北京：石油工业出版社，2000.

[编辑] 李启栋

10.3969/j.issn.1673-1409.2011.07.009

TE343

A

1673-1409(2011)07-0025-02

2011-05-25

范凤英，女，教授级高级工程师，现主要从事油田开采技术及管理方面的研究工作。