特低渗油藏表面活性剂驱适应性评价及应用基础研究

发布时间：2020-05-21 20:54

【摘要】：低渗、特低渗油田储量的开发已成为我国石油工业稳定发展、保障国家石油安全的重要潜力,也是石油工业可持续发展的主要攻关研究方向。但是,由于低渗透油藏具有低渗、低丰度‖和裂缝发育的特点,开发过程中单井产量低、产量递减快,常规水驱水窜严重,水驱波及系数小、驱油效率低等问题突出,平均水驱采收率不足20%,采收率提高潜力巨大。提高采收率方法中,表面活性剂驱油技术已被矿场试验证实能够有效提高低渗、特低渗油藏采收率。本文针对低渗、特低渗透油藏特征,流体性质及复杂的油水渗流关系,结合表面活性剂驱油机理,建立了BP神经网络模型与模糊层次分析方法相结合的表面活性剂驱油藏筛选评价方法,降低了目前筛选方法存在人为主观因素的影响;通过室内实验研发了超低油水界面张力、乳化能力较强、吸附量低的表面活性剂驱油体系,并考虑低渗、特低渗油藏渗流特征,构建了适应于低渗、特低渗油藏的表面活性剂驱提高采收率数学评价模型,形成了一套低渗、特低渗油藏表面活性剂驱油理论与评价技术,为低渗、特低渗透油藏表面活性剂驱技术的推广应用起到了一定的推动作用。本文从以下四个方面开展了研究:(1)论文采用模糊综合评价法为低渗、特低渗透油表面活性剂驱油藏筛选评价的基础模型,并引入神经网络模型辅助确定评价指标权重。研究提出了涵盖地质特征、渗流特征和表面活性剂驱特征等三大类10项油藏筛选评价指标,评价指标值通过引入BP神经网络算法确定,降低了模糊层次分析法指标权重确定的主观性,最后建立了表面活性剂驱油藏筛选评价方法。以143个低渗油田参数为样本点,进行了归一化处理并建立了可靠的神经网络模型。以延长油田6个待表面活性剂驱开发油藏为例,应用该模型分别计算各指标权重,并将其分别带入模糊评判法计算了评判值,评判值的大小决定了6个待实施表面活性剂驱区块的优先动用排序,排序结果与这6个区块的预测最终采收率的排序结果十分吻合,验证了表面活性剂驱油藏筛选评价模型的可靠性。(2)研究考虑低渗、特低渗油藏渗流特征、表面活性剂驱油机理,采用油藏数值模拟方法,分析了影响正常压力和异常低压油藏表面活性剂驱提高采收率的主控因素。基于分子结构设计原理,通过室内实验研究,利用亲水单体、烷基长链丙烯酸单体、功能性单体等制备得到阴离子两亲无规共聚物的高分子表面活性剂PAS,利用复配增效技术,与小分子表面活性剂进行复配,制备得到高分子/小分子表面活性剂POA,该驱油剂具有良好的界面活性和乳化性,适合低渗、特低渗油藏应用。(3)论文在贝克莱-列维尔特驱油计算理论基础上,考虑非均质性、启动压力梯度、应力敏感、吸附及界面张力效应等因素,建立了适应特低渗油藏表面活性剂驱提高采收率潜力的评价模型,同时为了提高数值计算的收敛性,参考分流模型的处理方法,将二维平面驱替计算转化为一维的驱替计算,实现了低渗、特低渗油藏表面活性剂驱提高采收率评价模型的修正。基于建立的评价模型,采用C~#语言开发了低渗、特低渗油藏表面活性剂驱提高采收率潜力评价软件,该软件可以实现注采参数(开发方式、注入速度、注入量、井网等)分析,及开发方案设计和优化。采用评价软件对延长油田典型油藏寨科长2油层进行了表面活性剂驱提高采收率潜力评价,新模型计算的最终采收率与Eclipse软件计算的最终采收率相差仅3%。产生差别的原因主要是新模型中考虑了启动压力梯度的影响,当存在启动压力梯度时,渗流阻力增大,采收率变低。因此,在评价水驱及表面活性剂驱等提高采收率方法的开发效果时,不能忽略启动压力梯度的影响。(4)采用建立的表面活性剂驱筛选评价方法对延长油田210个区块进行油藏筛选评价,评价结果显示210个区块中,153个区块适合表面活性剂驱。采用开发的表面活性剂驱提高采收率潜力评价软件,对153个区块进行表面活性剂驱提高采收率评价,评价结果显示表面活性剂驱较水驱采收率提高7.7个百分点;选择延长油田典型区块余家坪8355井区开展表面活性剂驱现场试验,在制备的适合于延长油田主力油藏的高分子/小分子复合表面活性剂体系基础上,通过表面活性剂驱提高采收率评价软件优化设计了注入参数:注入浓度0.5%,注入速度55 m~3/d,注入总量1PV,预测采收率提高10%;试验区累计注入表面活性剂25吨,注入2个月后,区块整体见效,整体呈现出液升、油升、含水降的两升一降‖特征,至2018年5月底,区块累计净增油598吨,阶段投入产出比1:2.75,试验效果良好。
【图文】：

位图,储层,三角洲相,延长组

图 1-1 油田构造位图Fig.1-1 Location of Yan’chang oil field主要为三叠系延长组和侏罗系延安组。储层主要受制了储层砂体的宏观展布，进而影响了储层物性，征，进而导致不同成岩相带中储层物性的差异。储层沉积相主要为三角洲相的分流河道、砂坝与席组中下部（长 4+5～长 10）储层主要受三角洲前缘层组储层物性最差，其平均孔隙度<10%，渗透率 0.储层；延长组长 2 储层受控于河流相沉积，长 2 油 10～15%，渗透率 1～10 10-3μm2，，属低孔、低渗流-三角洲相沉积，主要为河流相的河道、边滩、河与席状等沉积微相，物性相对较好，孔隙度 14.5～18低～中渗储层。区域上储层特征也存在较大差异。延长油田西部含

剩余油,临界系数,极差,渗透率

图 1-3 启动剩余油的临界系数与渗透率极差关系曲f critical resistance coefficient of starting remaining oil and perme图 1-4 水驱油与后、渗吸与后核磁共振 T2 谱图R T2 spectra before and after water flooding and before and afte响的本质是将油水界面张力降低，并对油藏润湿性进行调0.1 1 10 100 1000 10000T2(ms)驱替前驱替后0.01 0.1 1 10 0.000.020.040.060.080.100.120.14孔隙度分布量（%）T2(ms)
【学位授予单位】：陕西科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TE357.46

【参考文献】