CN103939065B - 一种提高中渗岩心驱油效果的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高中渗岩心驱油效果的方法，包括：取实验用岩心，洗油烘干，气测岩心渗透率；配制实验模拟地层水和模拟油；岩心浸入模拟地层水使其饱和模拟地层水，测孔隙度，计算孔隙体积；配制Mn²⁺模拟地层水溶液，驱替饱和模拟地层水岩心；用模拟原油驱替岩心测核磁共振T₂谱；用Mn²⁺模拟地层水溶液驱替岩心计算驱油效率；注泡沫液+二氧化碳计算驱油效率，测核磁共振T”₂谱；注二氧化碳气体+含Mn²⁺的模拟地层水计算驱油效率；注泡沫液+二氧化碳和二氧化碳+含Mn²⁺的模拟地层水计算驱油效率；比较不同核磁共振将不同驱替方式下的驱油效率相加，得出总驱油效率。该方法可实时在线测试，无需多次卸装样品，从而对提高中渗岩心驱油效果进行实测。

Description

一种提高中渗岩心驱油效果的方法

技术领域

本发明涉及油气开发实验技术领域，特别涉及一种提高中渗岩心驱油效果的方法。

背景技术

不同驱替方式、注入参数对中渗岩心的驱油效果影响不同，明确不同驱替条件下孔喉的动用程度和剩余油赋存的孔喉范围，进而及时改变注入参数，可有效提高中渗岩心的驱油效果。现有研究中，专利CN101210487公布了一种利用油藏孔径分布测试结果设计油田开发提高采收率技术的设计方法。专利CN101864936A公布了油层中自生二氧化碳驱油采收率技术。专利CN1424484公布了一种利用油藏内源微生物驱油的方法。专利CN1414212公布了中低渗透率油层聚合物驱油层系组合方法。专利CN101545368公布了一种改善海上油田聚合物驱油效果的在线深部调剖方法。专利CN103159453A公布了一种室内实验用中渗透模拟岩心及其制备方法。专利CN102477855A公布了用于低渗油藏高盐采出水处理后回注提高驱油效率的方法。专利CN202064943U公布了层内非均质模型水驱油效率评价系统。专利CN101793137A公布了一种纵向和平面非均质平板模型水驱油效率实验方法。专利CN102094642A公布了层内非均质模型水驱油效率评价系统。专利CN1651545公布了一种提高油藏原油采收率的方法，是在地层中形成泡沫体系，利用稳定的泡沫体系进行驱油的采油方法。专利CN86108326公布了提高从陆地或海洋中的储油层回采油或其他挥发性液体的回采率的方法。专利CN1257565公布了提高油层原油采收率的混合物。专利CN142025公布了利用三元复合驱乳化作用提高石油采收率的方法。专利CN137317公布了一种 用于提高原油采收率的表面活性剂驱油体系。专利CN1952346公布了油藏中通入电流提高石油采收率的方法。专利CN102644454A公布了一种提高稠油采收率的方法。专利CN102418506A公布了一种提高原油采收率化学驱注入方法，通过注入一个乳化段塞先将聚驱后的残余油进行乳化，形成水包油型乳液，再利用二元复合驱进行驱替。专利CN102966341A公布了一种利用废水提高底层原油采收率的方法。专利CN102652205A公布了注入氮气的整合的提高石油采收率的方法。专利CN103147731A公布了一种提高原油采收率的方法，主要是基于微生物促进油藏储层矿物蒙脱石物相转化的研究，通过改善储层水敏膨胀特性，提高超低渗油层储层原油采收率。专利CN102373047A公布了用于油田提高采收率的组合物及其制备方法。专利CN85101314公布了提高采收率的一种方法及其组合物，将阴离子表面活性剂和助溶剂混合形成混合物,并随同蒸汽注入含油层,较之单独使用蒸汽开采重油的采收率要提高得多。专利CN102220117A公布了一种特低渗透油田提高采收率使用的生物活性驱油剂。专利CN102762688A公布了使用高碱度硬盐水用于提高采收率应用的方法。专利CN102220121A公布了可大幅度提高采收率的组合物及其制备方法。现有研究中主要是通过表面活性剂、聚合物、微生物等三次采油方式来提高采收率。存在的主要问题是，对不同驱替方式下的孔喉动用程度和剩余油分布范围并不明确、针对性不强。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高中渗岩心驱油效果的方法，该方法通过实验，可始终保持地层条件，实时在线测试，无需多次卸装样品，从而实现提高中渗岩心驱油效果。

本发明的目的是通过下述技术方案来实现的。

一种提高中渗岩心驱油效果的方法，包括下述步骤：

步骤一、从全直径岩心上钻取直径2.5cm、长度大于6cm的岩心，洗油烘干，气测岩心渗透率；

步骤二、配制实验用模拟地层水，达到地层水矿化度；

步骤三、根据煤油和地层原油配制实验模拟油，达到油田原油粘度；

步骤四、将岩心置于高压饱和装置中，使其饱和模拟地层水，测孔隙度，计算孔隙体积；

步骤五、配制Mn²⁺浓度为15000mg/L的模拟地层水溶液，驱替饱和模拟地层水的岩心，至少达1.5倍孔隙体积，充分置换模拟地层水；

步骤六、将置换模拟地层水后的岩心放置在岩心夹持器中，用氟油给岩心加环压以模拟地层压力，在恒温箱中模拟地层温度，用模拟原油驱替岩心，直至岩心出口端只出油不出水为止，测核磁共振T₂谱，建立原始含油饱和度；

步骤七、用含Mn²⁺的模拟地层水溶液驱替岩心至含水为98％，计算驱油效率，测核磁共振T’₂谱，得到孔喉动用范围和剩余油分布范围；

步骤八、注泡沫液+CO₂气体多个轮次，岩心出口端含水98％，结束注泡沫液+CO₂气体，计算驱油效率，测核磁共振T”₂谱，得到孔喉动用范围和剩余油分布范围；

步骤九、注CO₂气体+含Mn²⁺的模拟地层水多个轮次，岩心出口端含水98％，结束注CO₂气体+含Mn²⁺的模拟地层水，计算驱油效率，测核磁共振T”’₂谱，得到孔喉动用范围和剩余油分布范围；

步骤十、注泡沫液+CO₂和CO₂+含Mn²⁺的模拟地层水多个轮次，岩心出口端含水98％，结束注泡沫液+CO₂气体+CO₂和含Mn²⁺的模拟地层水，计算驱油效率，测核磁共振T””₂谱，得到孔喉动用范围和剩余油分布范围；

步骤十一、比较不同核磁共振将不同驱替方式下的驱油效率相加，得出总驱 油效率。

进一步地，所述达到地层水矿化度是指达到所取岩心所在油藏的地层水矿化度，所述达到油田原油粘度是指达到所取岩心所在油藏的地层油田原油粘度。

进一步地，所述将岩心置于高压饱和装置中，压力为5MPa，时间为8小时，使其饱和模拟地层水。

进一步地，所述步骤四中，计算孔隙体积通过下式实现：

$V=\frac{\mathrm{\π}\×R^2\×L}{4}$

式中：V为岩心孔隙体积，cm³；

R为岩心直径，cm；

L为岩心长度，cm。

进一步地，所述Mn²⁺模拟地层水溶液为MnCl₂。

进一步地，所述步骤六中，模拟地层压力、模拟地层温度为所取岩心所在油藏的地层温度和压力。

进一步地，所述步骤八、步骤十中，泡沫液为ZYH-0860泡沫剂按0.5％质量百分比配制而成。

进一步地，所述计算驱油效率通过下式实现：

$E=\frac{V_i}{V_o}$

式中：E为驱油效率，％；

V_i为某一驱替方式下的驱油体积，ml；

V_o为岩心饱和油体积，ml。

进一步地，所述计算驱油总效率通过下式实现：

Ea＝E₁+E₂+E₃+E₄

式中：E₁为水驱油效率；

E₂为泡沫液+CO₂气体驱油效率；

E₃为CO₂气体+模拟地层水驱油效率；

E₄为泡沫液+CO₂气体+CO₂气体和含Mn²⁺的模拟地层水驱油效率。

进一步地，所述注泡沫液+CO₂气体1～5个轮次，注CO₂气体+含Mn²⁺的模拟地层水1～8个轮次，注泡沫液+CO₂气体+CO₂和含Mn²⁺的模拟地层水1～5个轮次。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)根据不同驱替阶段的孔喉动用程度和剩余油赋存空间，通过改变注入参数，来提高中渗岩心的驱油效果。

(2)实验过程中模拟地层条件，不同驱替方式下的核磁共振T2谱能够直观反映驱油过程孔喉动用程度和剩余油分布范围。

本方法主要是在明确不同驱替方式下剩余油赋存空间的基础上，通过针对性的注入参数调整来提高中渗岩心的驱油效果。

附图说明

图1为本发明方法流程框图。

图2为实施例1不同驱替方式下的核磁共振T₂谱图。

具体实施方式

下面选取某油田样品结合附图对本发明做详细叙述。

实施例1

如图1所示，本发明提高中渗岩心驱油效果的方法包括以下步骤：

步骤一、从全直径岩心上钻取直径2.5cm，长度为6.064cm的岩心，洗油后，气测岩心渗透率为302×10^-3μm²；

步骤二、配制模拟地层水，地层水矿化度为240000mg/L；

步骤三、配制模拟原油，粘度达到1.82mPa.s；

步骤四、将岩心置于高压饱和装置中，使其岩心饱和模拟地层水，测孔隙度为29.30％，孔隙体积为8.43ml；计算孔隙体积通过下式实现：

$V=\frac{\mathrm{\π}\×R^2\×L}{4}$

式中：V为岩心孔隙体积，cm³；R为岩心直径，cm；L为岩心长度，cm；

步骤五、采用MnCl₂配制Mn²⁺浓度为15000mg/L的模拟地层水溶液，驱替饱和模拟地层水的岩样，达1.5倍孔隙体积，充分置换模拟地层水；

步骤六、将置换模拟地层水后的岩心放置在岩心夹持器中，用氟油给岩心加环压至14MPa，在恒温箱中保持实验温度为70℃，用模拟原油驱替岩心，直至岩心出口端只出油不出水为止，测核磁共振T₂谱(图2)，建立原始含油饱和度；

步骤七、用MnCl₂配制含Mn²⁺的模拟地层水驱替岩心至含水率为98％，计算驱油效率为57.26％，测核磁共振T₂谱(图2)，与饱和油对比可得出水驱主要动用的是大孔喉中的油，剩余油主要分布于小孔喉和中等孔喉；

步骤八、注0.05PV泡沫液(泡沫液为杭州中野天然植物科技有限公司ZYH-0860泡沫剂按0.5％质量百分比配制而成)+0.05PV CO₂气体3个轮次，岩心出口端含水98％，计算驱油效率为6.36％，测核磁共振T₂谱，与水驱油后对比可得出泡沫+CO₂驱主要动用小孔喉中的油，剩余油主要分布于中等孔喉；

驱油效率通过下式实现：

$E=\frac{V_i}{V_o}$

式中：E为驱油效率，％；V_i为某一驱替方式下的驱油体积，ml；V_o为岩心饱和油体积，ml；

步骤九、注0.05PV CO₂气体+0.05PV含Mn²⁺的模拟地层水7个轮次，岩心出口端含水98％，计算驱油效率为6.21％(计算方法同上)，测核磁共振T₂谱，与泡沫 液(泡沫液为ZYH-0860泡沫剂按0.5％质量百分比配制而成)+CO₂驱后对比可得出气水交替主要动用较小中等孔喉中的油，剩余油主要分布于较大的中等孔喉；

步骤十、注0.05PV泡沫液(泡沫液为ZYH-0860泡沫剂按0.5％质量百分比配制而成)+0.05PV CO₂1个轮次、0.05PV CO₂+0.05PV含Mn²⁺的模拟地层水2个轮次，岩心出口端含水98％，计算驱油效率为19.24％，测核磁共振T₂谱，与气水交替后对比可得出泡沫液(泡沫液为ZYH-0860泡沫剂按0.5％质量百分比配制而成)+CO₂驱和气水交替能够有效驱出各级别孔道中的油，剩余油主要少量分布于中等孔喉中；图2出示了不同驱替方式下的核磁共振T₂谱图；

步骤十一、将不同驱替方式下的驱油效率相加，得出总驱油效率为89.07％。

实施例2

提高中渗岩心驱油效果的方法步骤一至步骤七同实施例1，所不同的是步骤八中注泡沫液+CO₂气体5个轮次，步骤九中注CO₂气体+含Mn²⁺的模拟地层水1个轮次，步骤十中注泡沫液+CO₂气体+CO₂和含Mn²⁺的模拟地层水5个轮次。

实施例3

提高中渗岩心驱油效果的方法步骤一至步骤七同实施例1，所不同的是步骤八中注泡沫液+CO₂气体1个轮次，步骤九中注CO₂气体+含Mn²⁺的模拟地层水8个轮次，步骤十中注泡沫液+CO₂气体+CO₂和含Mn²⁺的模拟地层水1个轮次。

实验方法的原理说明

中渗岩心的孔喉分布范围宽，不同驱替阶段孔喉的动用程度不同，剩余油的赋存空间差异很大。核磁共振通过测试岩心中的氢核含量得到T₂谱，以此来反映孔喉内流体的渗流特性。本方法将岩心中地层水的氢信号通过Mn²⁺完全抑制，所测的核磁共振T₂谱只反映孔喉中油的变化，根据不同驱替方式前后T₂谱的变化可以定量得到孔喉的动用程度和剩余油分布范围，进而针对性改变注入参数， 来达到提高驱油效果的目的。实验过程中岩心夹持器用无磁材料制成，消除夹持器信号对结果的影响。通过模拟地层温度和压力，保证实验过程与地层条件一致，实验结果更具有说服力。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims (9)

1.一种提高中渗岩心驱油效果的方法，其特征在于，包括下述步骤：

步骤一、从全直径岩心上钻取直径2.5cm、长度大于6cm的岩心，洗油烘干，气测岩心渗透率；

步骤二、配制实验用模拟地层水，达到地层水矿化度；

步骤三、根据煤油和地层原油配制实验模拟油，达到油田原油粘度；

步骤四、将岩心置于高压饱和装置中，使其饱和模拟地层水，测孔隙度，计算孔隙体积；

步骤五、配制Mn²⁺浓度为15000mg/L的模拟地层水溶液，驱替饱和模拟地层水的岩心，至少达1.5倍孔隙体积，充分置换模拟地层水；

步骤六、将置换模拟地层水后的岩心放置在岩心夹持器中，用氟油给岩心加环压以模拟地层压力，在恒温箱中模拟地层温度，用实验模拟油驱替岩心，直至岩心出口端只出油不出水为止，测核磁共振T₂谱，建立原始含油饱和度；

步骤七、用含Mn²⁺的模拟地层水溶液驱替岩心至含水为98％，计算驱油效率，测核磁共振T’₂谱，得到孔喉动用范围和剩余油分布范围；

步骤八、注泡沫液+CO₂气体1～5个轮次，岩心出口端含水98％，结束注泡沫液+CO₂气体，计算驱油效率，测核磁共振T”₂谱，得到孔喉动用范围和剩余油分布范围；

步骤九、注CO₂气体+含Mn²⁺的模拟地层水1～8个轮次，岩心出口端含水98％，结束注CO₂气体+含Mn²⁺的模拟地层水，计算驱油效率，测核磁共振T”’₂谱，得到孔喉动用范围和剩余油分布范围；

步骤十、注泡沫液+CO₂气体、CO₂气体和含Mn²⁺的模拟地层水1～5个轮次，岩心出口端含水98％，结束注泡沫液+CO₂气体、CO₂气体和含Mn²⁺的模拟地层水，计算驱油效率，测核磁共振T””₂谱，得到孔喉动用范围和剩余油分布范围；

步骤十一、比较不同核磁共振将不同驱替方式下的驱油效率相加，得出总驱油效率。

2.根据权利要求1所述的提高中渗岩心驱油效果的方法，其特征在于，所述达到地层水矿化度是指达到所取岩心所在油藏的地层水矿化度，所述达到油田原油粘度是指达到所取岩心所在油藏的地层油田原油粘度。

3.根据权利要求1所述的提高中渗岩心驱油效果的方法，其特征在于，所述将岩心置于高压饱和装置中，压力为5MPa，时间为8小时，使其饱和模拟地层水。

4.根据权利要求1所述的提高中渗岩心驱油效果的方法，其特征在于，所述步骤四中，计算孔隙体积通过下式实现：

$V=\frac{\mathrm{\π}\×R^2\×L}{4}$

式中：V为岩心孔隙体积，cm³；

R为岩心直径，cm；

L为岩心长度，cm。

5.根据权利要求1所述的提高中渗岩心驱油效果的方法，其特征在于，所述Mn²⁺模拟地层水溶液为MnCl₂。

6.根据权利要求1所述的提高中渗岩心驱油效果的方法，其特征在于，所述步骤六中，模拟地层压力、模拟地层温度为所取岩心所在油藏的地层压力和温度。

7.根据权利要求1所述的提高中渗岩心驱油效果的方法，其特征在于，所述步骤八、步骤十中，泡沫液为ZYH-0860泡沫剂按0.5％质量百分比配制而成。

8.根据权利要求1所述的提高中渗岩心驱油效果的方法，其特征在于，所述计算驱油效率通过下式实现：

$E=\frac{V_i}{V_o}$

式中：E为驱油效率，％；

V_i为某一驱替方式下的驱油体积，ml；

V_o为岩心饱和油体积，ml。

9.根据权利要求1所述的提高中渗岩心驱油效果的方法，其特征在于，所述计算驱油总效率通过下式实现：

Ea＝E₁+E₂+E₃+E₄

式中：E₁为水驱油效率；

E₂为泡沫液+CO₂气体驱油效率；

E₃为CO₂气体+模拟地层水驱油效率；

E₄为泡沫液+CO₂气体、CO₂气体和含Mn²⁺的模拟地层水驱油效率。