浅谈油田注水开发后期提高采油率的研究

2017-03-04李小美中国石化江汉油田分公司江汉采油厂湖北潜江433123

化工管理 2017年12期

关键词：亲水采收率油层

李小美（中国石化江汉油田分公司江汉采油厂，湖北潜江 433123）

浅谈油田注水开发后期提高采油率的研究

李小美（中国石化江汉油田分公司江汉采油厂，湖北潜江 433123）

通过对油田注水措施实施后油田开采新环境的分析，提出提升采油率的机理

油田注水；采油率；技术研究

石油是现代社会重要的能源物质，支撑着社会经济的运转和发展，其重要性不言而喻。为此，节约用油成为社会共识，而在采油阶段就深化节油意识，提升采油率尤为必要。在油井开采的后期，进行注水操作以提升油层压力，对此还需要采用一定的技术来提升采油率。

1 油田注水

通常油田在开采初期其具有较大的油层压力，但随着开发的持续，油层的能量逐步减少，油层压力也向下推移，造成原油脱气，以至于停喷，而残留在地下的原油无法开采。对此只能采用注水的方式来弥补油层的压力，来进行油田的继续开采。

油田的注水可以采用多种方式开展，不同方式的主要区别是注井于油藏的位置，以及注水井和生产井间的排列关系。具体包括边缘注水、切割注水、面积注水。虽然注水能够对油层加压，但在注水后继续保持油田的高采油率，就需要采用一定的技术来辅助。

2 注水井高压流量控制技术

在注水操作中，如果不能根据具体的需求注入合适量度的水，或者注入的方式和具体位置不合适，也会影响注水效果，影响采油率。对此对注水工作进行自动化地控制，是使得注水最合理、提升采油率的核心技术。注水井流量远程控制系统的应用就是这种技术的最好体现。该系统集合了软件工程、自动化工程等，其原理是通过末端感应终端的识别，对井下油层的压力、油密度、油粘度等进行采集，并根据这些实时的数据计算呢需要注水的量度，然后控制自动注水系统，达到按需注水的效果。对于这种系统的要求，需要其具有稳定性和抗压性，在不同的地区、在野外环境下能够不受外界干扰高性能提运行。实践表明，采用该系统能够极大地提升注水效率，由过去的43%提升到62%，同时也能节约注水用电量。

3 影响采油率的要素分析

3.1 微观水驱油机理

油水是两种不互溶液体，其界面张力高达30-50mN/m。油层是高度分散体系，界面性质对油水流动有着关键影响，特别是毛管力对油的滞留和排驱有着主导作用。油层岩石是由几何形状和大小极不一致的矿物颗粒构成的，形成一个复杂的空间网络，且矿物颗粒的组成也不完全相同，这些因素决定了孔隙介质的微观几何结构和表面性质都是极不均一的。油层性质的非均质性，增加了水驱油的复杂性，直接影响微观水驱油效率ED。

孔隙介质中原油或其它流体的捕集作用不是非常清楚，同时也不能以数学的方法给以精确的描述，但已知捕获机理依赖于：1）孔隙介质的孔隙结构；2）与润湿性有关的流体-岩石间的相互作用；3）界面张力反映的液-液间的相互作用和流动不稳定性。

建立的微观模型包括单孔隙模型和双孔隙模型，但最终实际运用的，还是多孔隙模型。大量的俘留是在多孔隙的网络体系内。显然，在实际的多孔隙体系中，如所施加的压降能够克服毛细阻力，从而引起流体流动。此时，粘滞力和毛细力则将控制流体的状态。如果连续的油丝或油块渗过多孔介质，由于毛细力和粘滞力的综合作用，可能在经过孔喉或隘口时液流断裂或被隔断，出现孤立的毛管式油滴。

水驱过程中，油、水粘度差是影响采收率的一个重要因素，其粘度比是一个相当重要的指标。对层内非均质性突出的实际油层，油水粘度比的影响就更为明显，它可使层内的非均质性对开发效果的影响更加尖锐地反映出来。润湿性对采收率的影响是由岩石对油和水的润湿性不同所引起的。由此导致有的油层岩石亲水或偏亲水，有的亲油或偏亲油，或者一部分亲水另一部分又亲油。在水驱油的过程中，水易于驱净亲水油层内的油，而对亲油油层内的则难以驱净。根据油田开发实践的统计资料，亲油油层的采收率目前只有45%左右，而亲水油层的采收率有的则可达到80%。

粘滞力与毛管力的比值为毛管数，定义毛管数的优点在于可将各物理量与驱油效率之间的关系量化，通过排驱实验可得到它们的定量关系。改变粘滞力和毛细管力对水润湿岩石的残余油饱和度的影响[，通过增加驱替相的驱替速度和（或）粘度可以改变粘滞力。将醇类加入流体可以减小界面张力（IFT），从而改变毛细管力。王场油田潜江组主要开发地层是潜江阻潜三段、潜四段，目前进入开采中后期阶段，油田主要应用注水开发这一技术，使油藏地下油水分布发生变化，通过水驱油方法，获得产量。

3.2 宏观水驱油机理

剩余油的形成与宏观排驱效率有关，任何排驱过程的原油采收率都依赖于注入流体所接触的油藏体积，这种接触的定量测定是体积扫油效率EV，体积扫油是一宏观效率，被定义为注入流体侵入油藏孔隙体积（PV）的分数，是排驱时间的函数。

积韵律可以反映出岩性、岩性的变化，亦可反映出储油性质上的差异。因此，在注水开发的油田中，油藏的沉积韵律不同就会使得注水的波及效率与驱油效率差异甚大。从而，表现出各自不同的特点。

控制排驱剂所能接触到油藏体积大小的四个因素:(1)注入流体的性质；(2)被驱流体的性质；(3)油藏岩石的地质特征；(4)注入井和生产井的布井方式。