低渗透油层物理化学采油技术及运用实践微探

2016-08-09祝爱国

大科技 2016年21期

关键词：热场润湿性物理化学

祝爱国

（延长油田西区采油厂陕西延安 717500）

低渗透油层物理化学采油技术及运用实践微探

祝爱国

（延长油田西区采油厂陕西延安 717500）

随着社会的不断发展和进步，促进了我国油田事业的发展与完善，并进一步增加了人们实际生活和社会发展对油气开采的需求。就一般而言，低渗透油层是油田中的一部分，并且其渗透力相对比较低，这就给油田的开采带来了很大的难度。在这样的环境下，对低渗透油层的开发具有非常重要的意义和作用，进而有效提高我国油田的开采效率。因此，本文主要以延长油田为例，探究低渗透油层物理化学采油技术以及应用，从而实现对低渗透油层的开采，从而实现油田企业的经济效益和社会效益的最大化。

低渗透油层；物理；化学；采油技术

在进行低渗透油层的开采过程中，主要通过化学和物理等技术手段来实现低渗透油层的有效开采，化学技术手段随着纳米技术的快速发展而不断成熟，并广泛的应用在石油工业领域。低渗透油层由于采用的纳米材料而具有一定的特殊性，其润湿性一定程度上影响了石油开采的驱油效率，因此，改变油层的润湿性扥对提升采油效率具有非常重要的意义和作用。物理技术中的电场、声场和热场等手段通过大量的实践证明对油层的破坏几乎为零，并在低渗透油层开采中具有非常大的发展潜力。本人主要探究低渗透油层物理化学采油技术。

1 低渗透油层的特点

在油田开采的过程中，低渗透油层相对于高渗透油层来说具有很大的差异性：①低渗透油层的油藏方式相对比较单一，目前我国的低渗透油层是常规的油藏方式，主要采用岩性油藏与构造岩性油藏的方式。低渗透油层的储层物性比较差，低渗透油层中储油层主要是中小孔，孔喉比较细，形成较低的油层空隙度，这也是低渗透油层形成的主要因素。②在低渗透油层中，油层中的泥沙呈交互状态，并伴有严重的非匀质性，其裂缝发育主要以构造裂缝为主，裂缝的分布具有均匀性和规律性，一般情况下会以成组的方式展现[1]。这就使得低渗透油层含水饱和度比较高，提高了低渗透油层的原油性质，形成低渗透油层原油密度、黏度小和胶质以及沥青质少等优势，给低渗透油层的开采带来巨大的价值和发展潜力。③低渗透油层具有很强的敏感性，岩性油藏方式使得低渗透油层对颗粒选择能力比较差，使得油层中含有较高的粘土矿物以及各种基质，油层中的中小孔孔喉较小，从而使得低渗透油层更加容易受到破环，对低渗透油层的采用效率在一定程度上造成了不小的影响。另外，低渗透油层中的固液界面有很强的作用力，从而产生了油层中中小孔隙内的液体边界层，使得中小孔具有不同程度的润湿性，导致油层流动的启动压力梯度，因此，低渗透油层溜梯表现为非达西渗流。

2 物理采油技术在低渗透油层中的应用

2.1 物理采用技术的发展

随着物理理论和技术的不断发展和进步，促进了物理采油技术在延长油田的使用和推广，并逐渐形成以改变油层渗透性而实现采油效率的物理采油技术。对于物理采油技术，我国相比于其他发达国家来说研发起步比较晚，但是对物理采油技术的发展速度十分快，并已经日趋成熟，成为延长油田企业进行油田开采过程中的重要手段和开采方式，并占有十分重要的地位。就目前而言，投入试验中的物理采油技术已经高达10余种，电场、声场和热场还有磁场是目前比较常见的物理采油方法，并且物理采油技术通过大量的实践证明对油层的破坏几乎为零，并在低渗透油层开采中具有非常大的发展潜力[2]。以下笔者主要以电场领域中的直流电法、热场采油以及电磁场采油技术为例，探究物理采油技术在低渗透油层中的应用，从而有效提升延长油田对低渗透油层开采的效率和质量，实现延长油田的可持续健康发展。

2.2 直流电法的应用

国际上对低渗透油层开采研究是在20世纪中期开始，主要探究物理采油技术中的电场激励，并获得比较显著的成绩，直流电法是油层加电的一种，就是给低渗透油层通电，利用电来改变油层的渗透性。这种加电方式有直流与交流两种，交流法是通过给低渗透油层加热的方式来降低原油粘度，从而有效改变低渗透油层原来的流变性能，实现渗透油层的有效开采，这种方式主要适用于稠油油藏的开采。直流法主要是利用电力来改变低渗透油层的孔隙结构和液界面性质或者是油水的流动状态等等方式，从而有效改善油水相渗透率，实现渗透油层的有效开采。直流电法的主技术原理是在正常底层水ph的环境下，矿物表面会存在些许电荷，从砂岩表面中的负电荷来看，其负电荷会和地层水正离子产生库仑力作用，使得砂岩表面产生扩散双电层，如下图所示。当负电荷与正离子产生电位差时，砂岩表面扩散层中形成的阳离子会迅速向负极运动，并在此过程中会拖拉水分子进行运动，从而提高了地层水的水向流动。利用这一原理，即是直流电场对低渗透油层的电驱动和电渗透以及电加热等作用来改变低渗透油层中多孔介质所具备的渗流特性，并有效改善低渗透油层表面流体原本的流动特性和流动规律以及分布状态，从而有效提高低渗透油层的原油采收率。另外，直流电法可以的在低渗透油层中营造一个碱性环境，有效提高采油过程中的注水驱油效果[3]。

图1

2.3 热场采油技术

物理采油技术中的热场采油主要有蒸汽驱、吞吐和辅助重力蒸汽驱以及电加热采油。热场采用技术通过热作用来减少低渗透油层的原油粘度，从而有效提升稠油油藏的采油效率。然而随着热场采油技术的不断发展，使得热场采油技术打破了传统稠油油藏的局限性，逐渐向改善原油粘度的方向发展，在一定程度上有效促进了低渗透油层中的物理采用技术的发展。

2.4 电磁场采油技术

电磁场采油技术主要是通过大功率电磁能进入到低渗透油层中，利用其产生的电热效应和电化学效应以及电渗透效应等作用来改变低渗透油层原有的渗流特性，并有效改善低渗透油层表面流体原本的流动特性和流动规律以及分布状态，从而有效提高低渗透油层的原油采收率。电磁场采油技术对油层的高粘性、高凝性、低渗性以及薄层等这类的特殊油藏进行开采具有很大的作用，并可以解决井筒结蜡导致的地层堵塞以及井矿的污染等采油问题，在延长油田的低渗透油层开采工作中广泛使用。

3 化学采油技术在低渗透油层中的应用

在进行低渗透油层的开采过程中，化学技术手段随着纳米技术的快速发展而不断成熟，并广泛的应用在石油工业领域。低渗透油层中的化学采油技术由于采用的纳米材料而具有一定的特殊性，其润湿性一定程度上影响了石油开采的驱油效率，因此，改变油层的润湿性扥对提升采油效率具有非常重要的意义和作用。这种纳米材料主要是纳米聚硅材料，纳米聚硅材料属于一种降压注水剂，可以增加低渗透油层的吸水能力，平衡低渗透油层中注水井间存在的压力[4]。同时，纳米聚硅材料由于自身的微粒可以有效包裹在粘土表面，从而有效阻止注入水进入到油层中，起到对低渗透油层的防膨作用。在化学采用技术中的纳米聚硅材料的最大优势在于改善低渗透油层的润湿性，从而有效提高原有采收质量和效率。