CN103510933B - 一种渗吸剂渗吸采油效果的定量评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种渗吸剂渗吸采油效果的定量评价方法。该方法是评价渗吸剂对于目标油藏的原油的渗吸采油效果的方法，该方法包括以下步骤：根据目标油藏的储层渗透率Ka选择相应粒径范围的石英砂或天然砂；测定所述渗吸剂对目标油藏的原油或模拟油与所述石英砂或天然砂混合制成的油砂的渗吸效率值；根据渗吸效率值对所述渗吸剂对于所述目标油藏的渗吸采油效果进行评价。本发明提供的渗吸剂渗吸采油效果的定量评价方法具有以下优点：给出了渗吸效果的评价等级，使比较和优选有明确的依据；该方法评定渗吸剂的效果，具有很好的模拟性和一致性。

Description

一种渗吸剂渗吸采油效果的定量评价方法

技术领域

本发明涉及一种渗吸剂渗吸采油效果的定量评价方法，属于石油化工技术领域。

背景技术

上世纪八十年代，全国储量委员会将我国低渗透油田油层渗透率的下限定为0.1mD，渗吸采油是低渗透油藏的主要开发技术之一。我国低渗透储量丰富，分布于全国各个油区，目前探明地质储量50多亿吨，其中砂岩油田占70%，其它特殊岩性油田占30%。渗吸采油在我国还处于研究发展阶段，矿场应用不多，随着表面活性剂工业的进步，为渗吸采油技术的广泛应用提供了新的契机。但因缺少统一便捷的渗吸采收率评价方法，也不同程度地制约着渗吸剂的研制和优选工作，在行业内亟需建立相应的评价方法。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种与实际储层具有良好模拟性的渗吸效果室内评定方法，为油田用渗吸剂的评价提供了具有规范性和实用性的科学方法。

为达到上述目的，本发明提供了一种渗吸剂渗吸采油效果的定量评价方法，其是评价渗吸剂对于目标油藏的原油的渗吸采油效果的方法，该方法包括以下步骤：

根据目标油藏的储层渗透率Ka选择相应粒径范围的石英砂或天然砂，或者选择相应渗透率的岩心；

测定所述渗吸剂对目标油藏的原油或模拟油与所述石英砂或天然砂混合制成的油砂的渗吸效率值；或者，测定所述渗吸剂对饱和了目标油藏的原油或模拟油的岩心的渗吸效率值；

根据渗吸效率值对所述渗吸剂对于目标油藏的渗吸采油效果进行评价。

本发明提供的上述方法根据储层渗透率将制备油砂用的石英砂或天然砂分为相应的等级范围，将洗油效率增值分成几个等级以评价驱油剂的驱油效果。在上述方法中，优选地，在选择石英砂或天然砂时：

当Ka＞800mD时，选择粒径≤40目的石英砂或天然砂；

当Ka为300-800mD时，选择粒径为40-80目的石英砂或天然砂；

当Ka为100-300mD时，选择粒径为80-100目的石英砂或天然砂；

当Ka为10-100mD时，选择粒径为100-160目的石英砂或天然砂；

当Ka≤10mD时，选择粒径为＞160目的石英砂或天然砂。

在上述方法中，优选地，渗吸剂的渗吸采收率通过以下步骤进行测定：

1）模拟油砂和天然油砂的制备：将石英砂或天然砂与原油或模拟油混合均匀，然后在油藏储层温度下进行恒温老化处理，得到油砂；

2）渗吸实验过程：将经过老化的油砂或者饱和油的岩心，放入自吸仪的量筒中，然后加入适量渗吸剂溶液，盖上自吸仪的刻度管，在油藏储层温度下恒温保温至达到渗吸平衡，记录渗吸脱出油的体积量V₁，单位为mL，油砂质量为m₀，单位为g；

3）渗吸采收率的计算：根据下述公式计算得到所述渗吸剂在该油藏储层温度下的渗吸采收率η：

$\mathrm{\η}=\frac{\mathrm{nd}{V}_1}{m_0}\×100\%,$

其中，d为配制油砂所用原油或模拟油的密度，单位为g/mL；n为石英砂或天然砂与原油或模拟油的质量比；

或者：

将岩心饱和原油或模拟油，得到饱和油的岩心；

将饱和油的岩心，放入自吸仪的量筒中，然后加入适量渗吸剂溶液，盖上自吸仪的刻度管，在油藏储层温度下恒温保温至达到渗吸平衡，记录渗吸脱出油的体积量V₁，单位为mL，饱和进入岩心的油的体积V₀，单位为mL；

根据下述公式计算得到所述渗吸剂在该油藏储层温度下的渗吸采收率η：

η=（V₁/V₀）×100%。

在上述方法中，所采用的自吸仪可以是中国专利ZL201120075849.7中的自吸仪，将上述专利的全文引入这里作为参考。该自吸仪还可以称为洗油瓶，单只瓶的总体积约50mL-80mL，上部刻度管约10mL、精度0.01mL，下部量筒（盛砂管）容积约40mL-70mL。在上述方法中，达到渗吸平衡的时间一般为10-15小时，在油砂渗吸实验时保温时间通常选用24小时。

自发渗吸是依赖于多孔介质中毛管力作用使润湿性流体自发吸入排驱出非润湿性流体的过程，在测试过程中需要塑造一种岩石间隙的自然状态，需要对油砂进行简单的压实。在上述方法中，当采用油砂时，在将油砂装入瓶中之后，在泡沫垫上反复垂落压实10-20次（优选15次），以保证油砂沙粒之间的紧密堆积。

在上述方法中，优选地，原油是经过脱水脱气处理的原油；所述模拟油是用中性煤油与原油调和而成的，室温下其粘度与油藏储层温度下原油的粘度相同。

在上述方法中，优选地，“石英砂或天然砂”与“原油或模拟油“的质量比（n：1）为10：1-4：1，更优选地，上述质量比为7：1。

在上述方法中，优选地，岩心为天然露头岩心或贝雷岩心，所述岩心为柱状，其直径为2.5cm，长度为6-20cm。

在上述方法中，优选地，恒温老化处理的时间不少于72小时。

在上述方法中，在评价不同渗吸剂对于同一油藏的渗吸采油效果时，不同渗吸剂的渗吸采油率测试所采用的渗吸剂溶液的浓度应是相同的，所采用的油、地层模拟水也应是相同的，测试过程中的试验条件（油砂粒径、试验温度、状态等）也是相同的。

在上述方法中，优选地，m₀为10.00克-20.00克；更优选地，m₀为15.00克。

在上述方法中，优选地，渗吸剂溶液是用渗吸剂和地层模拟水配制的，其浓度为0.01-0.5wt%。

在上述方法中，优选地，在进行评价时：

当采用粒径≤80目的石英砂或天然砂、Ka＞800mD的岩心时：

渗吸采收率＞50%时，渗吸剂的效果评价为好；

渗吸采收率为30-50%时，渗吸剂的效果评价为中等；

渗吸采收率≤30%时，渗吸剂的评价效果为较差；

当采用80目＜粒径≤100目的石英砂或天然砂、Ka为300-800mD的岩心时：

渗吸采收率＞50%时，渗吸剂的效果评价为好；

渗吸采收率为30-50%时，渗吸剂的效果评价为中等；

渗吸采收率≤30%时，渗吸剂的评价效果为较差；

当采用粒径＞100目的石英砂或天然砂、Ka≤100mD的岩心时：

渗吸采收率＞40%时，渗吸剂的效果评价为好；

渗吸采收率为20-40%时，渗吸剂的效果评价为中等；

渗吸采收率≤20%时，渗吸剂的评价效果为较差。

根据本发明的具体实施方案，优选地，本发明提供的上述方法包括如下具体步骤：

1、油砂的制备与岩心处理：

1）石英油砂：将石英砂用振筛机筛分为不同粒径等级的砂子：≤40目、40-80目、80-100目、100-160目、＞160目等五级，待用；

2）模拟天然油砂：将用常规清洗岩心方法洗净的天然岩心研磨成粒状砂粒（天然砂），粒径根据储层的渗透率和规定的对应等级确定；

3）油砂配制：根据目标油藏储层的气测渗透率（Ka）值选择不同粒径范围的砂子（如表1所示），分别与目标油藏储层的原油或模拟油（用中性煤油调制成室温下粘度与储层温度下的粘度相同的原油）以砂、油质量比为n（10：1-4：1，优选为7：1）的比例称量并盛入250mL或500mL的广口瓶中，通过手工搅拌、摇动混合均匀后置于在烘箱中保温（温度控制为油藏储层温度），期间每4-5小时可以回旋摇动10次，老化72小时以上待用。

表1石英砂或天然砂粒径选择的参考方法

储层渗透率（Ka），mD	>800	800-300	300-100	100-10	≤10
						对应砂子粒径范围	≤40目	40-80目	80-100目	100-160目	>160目

4）岩心处理：岩心清洗、烘干、物性检测、称量、饱和油、老化等过程可以参照“复合驱油体系性能测试方法”（SY/T6424-2000）中的相关步骤进行。岩心尺寸、形状和渗透率等参数根据油藏储层的渗透率和物模实验的设计方案等选取，一般是选择与油藏储层相同渗透率的岩心。

2、渗吸实验：用天平称取老化后的油砂m₀（10.0-20.0g，优选15.00g左右）置于刻度渗吸瓶中，向两只渗吸瓶中各注入一定浓度的渗吸剂溶液（采用渗吸剂和地层模拟水配制）至留有2-4mL有刻度空间的某一刻度处，旋紧磨口后放入恒温箱，在油藏储层温度下保温24小时，记录保温24小时渗吸脱出油的体积量V₁（mL）；

岩心渗吸是将饱和油后的岩心在封装材料或容器中取出后迅速放入渗吸仪中的支架上，快速注入渗吸液后旋紧磨口，放入恒温箱中，定时读取渗吸脱油量，记录渗吸平衡时的脱油量V₁（mL）。

3、渗吸采收率的计算：

（1）当采用油砂时：

称取的油砂质量为m₀克，配制油砂时的砂油质量比为n，其中含有原油的质量为m₀，制备油砂或饱和岩心用的原油或模拟油的密度（油层温度下）为d（单位为g/cm³），渗吸脱出油的质量为V₁×d，则渗吸采收率η为：

$\mathrm{\η}=\frac{\mathrm{nd}{V}_1}{m_0}\×100\%,$

（2）当采用岩心时：

岩心渗吸的渗吸效率为：η=（V₁/V₀）×100%

式中：V₁为析出油体积，mL；V₀为饱和进入岩心的油的体积，mL；

4、渗吸效果评定：采用油砂的粒径范围不同、渗吸剂不同，渗吸采收率有差别，具体判断标准可以参考表2给出的内容。

表2渗吸效果的等级规定

本发明提供的渗吸剂渗吸采油效果的定量评价方法具有以下优点：

（1）给出了渗吸效果的评价等级，使比较和优选有明确的依据；

（2）可以用油砂替代岩心，能够大大缩短测试筛选的时间，更便捷；

（3）该方法评定渗吸剂的效果，具有很好的模拟性和一致性。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。

砂子的选取：

考虑石英砂具有代表性和方便性，便于购买、价格低廉。而天然油砂难以获得，所以，通常在室内评价可以选用石英砂。关于选用哪个粒径范围的砂子，可以参考表1选择。如，某油田的A区块平均渗透率为500mD，可以选用40-80目的石英砂配制油砂；如果渗透率在100-300mD之间，可以选用中等粒径（80-100目）的石英砂配制油砂；如果某油田的B区块渗透率属于低渗或超低渗，可以选100-160目或160目以上的砂子；其它特殊岩性的储层可以取天然岩样洗净、研磨后筛分，然后根据上述办法选择砂子粒径范围，用原油或模拟油配制成油砂。选定砂子后再用用原油或模拟油配制成油砂，砂油质量比可以为10：1-4：1，优选为7：1。

老化时间的确定：

根据天然岩心的润湿性处理时如果处理成油湿的状态一般需要饱和润湿剂后老化48小时，但用原油老化岩心至油湿状态通常需要10-15天时间。而油在石英砂表面附着至少需要保温48小时以上才可以。为了使油和砂结合更好，油砂制作时的老化时间优选不低于72小时，岩心饱和油后的老化时间优选为10-15天。

渗吸采收率实验条件的选择：

油砂老化和渗吸过程的温度均选用油藏地层温度，可以使测试实验尽可能与地层条件吻合。为了便于多组实验同时进行，静态渗吸实验过程可以不选择在地层压力下进行。渗吸剂的渗吸采收率可以与地层模拟水的渗吸采收率进行对比，以分析渗吸剂的单独作用效果。

实施例1

本实施例提供了一种渗吸剂渗吸采油效果的定量评价方法，其是大庆外围低渗油藏（渗透率低于10mD）筛选渗吸剂，其包括以下步骤：

（1）首先将8种渗吸剂配成相同浓度的渗吸剂溶液（0.2wt%），选用已老化好的100-160目的大庆油砂；

（2）采用相同的渗吸仪在45℃恒温箱里保温做渗吸采收率测试（按照前述的步骤进行），渗吸24小时结果如表3所示，其中，TCJ13、TCJ15、TCJ12的主要成分分别是十三烷基二甲基甜菜碱铵盐、十五烷基二甲基甜菜碱铵盐和十二烷基二甲基甜菜碱铵盐，这三种和月桂基甜菜碱（作为对比）均由南通市凯华化工股份有限公司生产；A1284的主要成分是OP-6，是烷基酚聚氧乙烯(6)醚，邢台蓝星助剂厂生产。

（3）将渗吸效率值与表2中的油砂项中的大于100目栏等级比较，确定不同剂对应的等级。渗吸剂溶液的浓度是指在渗吸剂溶液中，渗吸剂的主要成分的浓度。

表3

由表3的结果可以看出，在相同测试条件下、渗吸剂溶液浓度相同的情况下，渗吸剂不同结果也不同。渗吸采收率指标和等级评定方法可以有效区分不同剂的渗吸作用能力，而且采用油砂进行测试、分析更方便、时间更短，可用作渗吸规律研究和前期评价以及筛选渗吸剂。

实施例2

本实施例提供了一种渗吸剂渗吸采油效果的定量评价方法，其是针对大庆中高渗油藏的渗吸剂的渗吸效果的评价方法，包括以下步骤：

（1）、选用两种制备好的大庆油砂（40-80目和80-100目，原油密度为0.8450g/cm³），45℃下老化96小时；

（2）选用甜菜碱渗吸剂TCJ18（TCJ18是指十八烷基二甲基甜菜碱铵盐，南通市凯华化工股份有限公司生产），对该渗吸剂进行24小时的渗吸采收率测试，其结果如表4所示，渗吸剂溶液采用矿化度为5228mg/L的大庆模拟水配制），测定配制得到的渗吸剂溶液具有不同浓度时的渗吸采收率数值；

（3）根据表2中的评价内容对上述的渗吸采收率进行比对以确定效果等级。

表4

由表4的内容可以看出，渗吸剂溶液的浓度在0.2%以上时，其对两种油砂的渗吸效果都达到了极好状态，同时也可以看出，同一种渗吸剂在相同浓度下对不同油砂的作用效果不完全相同，所以需要根据实际储层特征对油砂进行分类。

实施例3

本实施例提供了一种渗吸剂渗吸采油效果的定量评价方法，其是针对大庆高渗油藏的渗吸剂的渗吸效果的评价方法，包括以下步骤：

（1）、选40-80目的油砂，利用渗吸剂JBX-1（主要成分为聚丙烯酸钠，山东泰和水处理有限公司生产）配制不同浓度的渗吸剂溶液，在45℃的油藏储层温度下进行渗吸实验，测定渗吸采收率数值；

（2）24小时的渗吸采收率的测试结果见表5；

（3）将测试结果与表2中的评价内容进行比对以确定效果等级。

表5

由表5的内容可以看出，浓度不同的渗吸剂溶液对同样的油砂作用效果也不同，对同一种油砂存在最佳浓度。渗吸剂溶液的浓度是指在渗吸剂溶液中，渗吸剂的主要成分的浓度。

实施例4

本实施例提供了一种渗吸剂渗吸效果的评价方法，按照以下步骤进行：

（1）、选择5根不同的天然露头岩心（规格尺寸如表6所示），分别用大港原油（密度为0.8815g/cm³）按照常规物理模拟实验方法（SY/T6424-2000）进行饱和油处理，得到五种饱和油的岩心；

（2）、将五种饱和油的岩心分别在密封塑料管中老化10-15天，老化后装入自吸仪的量筒中，选用2种渗吸剂进行渗吸实验至渗吸平衡为止，测出渗吸采收率数值；

（3）将测试结果与表2中的评价内容进行比对以确定渗吸剂的效果等级，具体结果如表6所示。

表6

注：T1的主要成分是聚丙烯酸钠，山东泰和水处理有限公司生产；T2主要成分是羧酸盐-磺酸盐-非离子三元共聚物，也是由山东泰和水处理有限公司生产。渗吸剂溶液的浓度是指在渗吸剂溶液中，渗吸剂的主要成分的浓度。

由表6的内容可以看出，岩心的润湿性、渗透率不同，相同渗吸剂的渗吸效果也有差别，在相同润湿性条件下，不同渗吸剂的渗吸效果也不同，这说明本发明的方法可以用于研究影响渗吸过程的因素和规律。当需要研究多孔介质的物性与渗吸效果关系时，可采用岩心做渗吸实验。

Claims (8)

1.一种渗吸剂渗吸采油效果的定量评价方法，其是评价渗吸剂对于目标油藏的原油的渗吸采油效果的方法，该方法包括以下步骤：

根据目标油藏的储层渗透率Ka选择相应粒径范围的石英砂或天然砂，或者选择相应渗透率的岩心；

测定所述渗吸剂对目标油藏的原油或模拟油与所述石英砂或天然砂混合制成的油砂的渗吸采收率；或者，测定所述渗吸剂对饱和了目标油藏的原油或模拟油的岩心的渗吸采收率；

根据渗吸采收率对所述渗吸剂对于所述目标油藏的渗吸采油效果进行评价；

其中，在选择石英砂或天然砂时：

当Ka＞800mD时，选择粒径≤40目的石英砂或天然砂；

当Ka为300-800mD时，选择粒径为40-80目的石英砂或天然砂；

当Ka为100-300mD时，选择粒径为80-100目的石英砂或天然砂；

当Ka为10-100mD时，选择粒径为100-160目的石英砂或天然砂；

当Ka≤10mD时，选择粒径为＞160目的石英砂或天然砂；

所述渗吸剂的渗吸采收率通过以下步骤进行测定：

将石英砂或天然砂与原油或模拟油混合均匀，然后在油藏储层温度下进行恒温老化处理，得到油砂；

将经过老化的油砂，放入自吸仪的量筒中，然后加入适量渗吸剂溶液，盖上自吸仪的刻度管，在油藏储层温度下恒温保温至达到渗吸平衡，记录渗吸脱出油的体积量V₁，单位为mL，油砂质量为m₀，单位为g；

根据下述公式计算得到所述渗吸剂在该油藏储层温度下的渗吸采收率η：

$\mathrm{\η}=\frac{{\mathrm{ndV}}_1}{m_0}\×100\%,$

其中，d为配制油砂所用原油或模拟油的密度，单位为g/mL；n为石英砂或天然砂与原油或模拟油的质量比；

或者：

将岩心饱和原油或模拟油，得到饱和油的岩心；

将饱和油的岩心，放入自吸仪的量筒中，然后加入适量渗吸剂溶液，盖上自吸仪的刻度管，在油藏储层温度下恒温保温至达到渗吸平衡，记录渗吸脱出油的体积量V₁，单位为mL，饱和进入岩心的油的体积V₀，单位为mL；

根据下述公式计算得到所述渗吸剂在该油藏储层温度下的渗吸采收率η：

η＝(V₁/V₀)×100％；

在进行评价时：

当采用粒径≤80目的石英砂或天然砂、Ka＞800mD的岩心时：

渗吸采收率＞50％时，渗吸剂的效果评价为好；

渗吸采收率为30-50％时，渗吸剂的效果评价为中等；

渗吸采收率≤30％时，渗吸剂的评价效果为较差；

当采用80目＜粒径≤100目的石英砂或天然砂、Ka为300-800mD的岩心时：

渗吸采收率＞50％时，渗吸剂的效果评价为好；

渗吸采收率为30-50％时，渗吸剂的效果评价为中等；

渗吸采收率≤30％时，渗吸剂的评价效果为较差；

当采用粒径＞100目的石英砂或天然砂、Ka≤100mD的岩心时：

渗吸采收率＞40％时，渗吸剂的效果评价为好；

渗吸采收率为20-40％时，渗吸剂的效果评价为中等；

渗吸采收率≤20％时，渗吸剂的评价效果为较差。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述原油是经过脱水脱气处理的原油；所述模拟油是用中性煤油与原油调和而成的，其粘度与油藏储层温度下原油的粘度相同。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述n为10：1-4：1。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述岩心为天然露头岩心或贝雷岩心，所述岩心为柱状，其直径为2.5cm，长度为6-20cm。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述恒温老化处理的时间不少于72小时。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述m₀为10.00克-20.00克。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述m₀为15.00克。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述渗吸剂溶液是用渗吸剂和地层模拟水配制的，其浓度为0.01-0.5wt％。