CN110306957B - 一种室内测定碳酸盐岩油藏低盐度水驱注入水盐度的方法 - Google Patents
一种室内测定碳酸盐岩油藏低盐度水驱注入水盐度的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种室内测定碳酸盐岩油藏低盐度水驱注入水盐度的方法。它包括如下步骤：通过测定多组不同的碳酸盐岩岩石中方解石或白云石的含量以及多组不同盐度的盐水的盐度；在多组不同盐度的盐水中，分别测量每组相同的碳酸盐岩岩石与油滴的初始润湿角和最终润湿角，得到润湿角的最大变化量；运用最小二乘法拟合出润湿角的最大变化量随碳酸盐岩岩石组分及盐水的盐度变化的函数关系式；测定目标碳酸盐岩油藏岩石中的方解石或白云石的含量，根据上述的函数关系式，计算当润湿角的最大变化量取最大值时的盐度值，该盐度值即为适用该目标碳酸盐岩油藏低盐度水驱的注入水盐度。本发明能方便、快速、准确地获得碳酸盐岩目标油藏水驱开发的最佳盐度。
Description
技术领域
本发明涉及一种室内测定碳酸盐岩油藏低盐度水驱注入水盐度的方法，属于油田开发领域。
背景技术
岩石润湿性是岩石矿物与油藏流体相互作用的结果，是储层基本参数之一。当地层温度恒定时，岩石的润湿性主要受原油和地层水的组成以及储层岩石组分的影响，并决定着油藏流体在岩石孔道内的原始微观分布状态，也决定着地层注入流体渗流的难易程度及驱油效率等，在提高油田开发效果、选择提高采收率方法等方面都具有十分重要的意义。在水驱油过程中，亲水岩石将引起注入水的自动吸入，可以减少粘滞引起的不同孔隙中液体流动速度的差异，克服粘性指进，使油水分布有利于水驱油，水所波及范围较大，水的润湿作用能充分发挥，因此采收率较高。油藏注水开发时，往往会选择润湿能力强的水源注入，以最大程度地提高原油采收率。
在油藏成藏的初期，多数油藏岩石都是强亲水的，但在后期由于原油中一些极性化合物如胶质、沥青质等的吸附以及其他大分子有机物质的沉淀，会导致部分岩石由亲水转为亲油。目前，世界上约80％的碳酸盐岩油藏岩石润湿性为油湿/混合润湿。并且，碳酸盐岩油藏对注入流体的化学成分非常敏感，容易发生润湿性的转变。实践证明，在运用低盐度水驱进行碳酸盐岩油藏的开发时，岩石的润湿性会从亲油性向亲水性转变。润湿性转变是低盐度水驱提高碳酸盐岩油藏采收率的主要机理。但是，相同碳酸盐岩储层对不同盐度低盐度水的响应不同，不同碳酸盐岩储层的岩石对相同盐度低盐度水的响应也不同。目前，对于低盐度水驱过程中碳酸盐岩润湿性随岩石组分及注入水盐度的变化情况没有统一的定量化表征。
在油藏开发过程中，采用不合适盐度的水进行驱替，不仅水驱效果差，甚至可能造成油藏流体渗流环境恶化，形成死油区，使得一部分原油永远无法被驱替出来，降低油藏整体的采收率和经济效益。目前碳酸盐岩油藏水驱施工中，通常是根据施工人员的经验确定水驱的盐度，存在明显的个人主观因素干扰，准确度难以保证，或者在施工前针对不同层位进行多组不同盐度水驱下的润湿性测定实验，费时费力。
发明内容
本发明的目的是提供一种室内测定碳酸盐岩油藏低盐度水驱注入水盐度的方法，本发明能方便、快速、准确地获得碳酸盐岩目标油藏水驱开发的最佳盐度，提高碳酸盐岩油藏水驱开发效率，同时提高油藏的采收率和经济效益。
本发明提供的一种建立室内测定碳酸盐岩油藏低盐度水驱注入水盐度模型的方法，包括如下步骤：1)测定多组不同的碳酸盐岩岩石中方解石或白云石的含量以及多组不同盐度的盐水的盐度；
2)在所述多组不同盐度的盐水中，分别测量每组相同的碳酸盐岩岩石与油滴的初始润湿角和最终润湿角，用所述初始润湿角减去所述最终润湿角，得到所述润湿角的最大变化量；
3)运用最小二乘法拟合出所述润湿角的最大变化量随所述碳酸盐岩岩石组分及所述盐水的盐度变化的函数关系式，即得到室内测定碳酸盐岩油藏低盐度水驱注入水盐度模型。
上述的方法中，所述不同盐度的盐水的组数可为3～10组，优选6组；
所述不同盐度的盐水为碳酸盐岩油藏地层水及所述碳酸盐岩油藏地层水稀释而得到的低盐度水；具体可为碳酸盐岩油藏地层水及其稀释20倍、50倍、100倍、200倍、500倍而获得的低盐度；
所述不同盐度的盐水的盐度为0～3×106mg/L，具体可为238460.5、11923.0、4769.2、2384.6、1192.3、476.9mg/L；
所述不同的碳酸盐岩岩石的组数可为3～10组，优选5组。
上述的方法中，所述接触角采用掳泡法测量。
上述的方法中，在步骤2)之前对所述碳酸盐岩岩石依次进行清洗、烘干、抛光以及抽真空处理，然后采用地层水对所述碳酸盐岩岩石进行加压饱和的步骤。
上述的方法中，所述函数关系式如下式Ⅰ所示：
Δθ＝-93.374610+1.501971*(lgC)3-18.971718*(lgC)2-1.269476*(lgC)2R
+0.155418*(lgC)R2+9.585296*(lgC)R+76.176779*(lgC)-14.406996*R
-2.446656*R2+1.408311*R3
式Ⅰ
式Ⅰ中：Δθ为润湿角最大变化量，C为注入水盐度，mg/L；R为岩石中方解石或白云石的百分含量，小数。
本发明还提供了一种室内测定碳酸盐岩油藏低盐度水驱注入水盐度的方法，包括如下步骤：
(1)建模
1)测定多组不同的碳酸盐岩岩石中方解石或白云石的含量以及多组不同盐度的盐水的盐度；
2)在所述多组不同盐度的盐水中，分别测量每组相同的碳酸盐岩岩石与油滴的初始润湿角和最终润湿角，用所述初始润湿角减去所述最终润湿角，得到所述润湿角的最大变化量；
3)运用最小二乘法拟合出所述润湿角的最大变化量随所述碳酸盐岩岩石组分及所述盐水的盐度变化的函数关系式，得到室内测定碳酸盐岩油藏低盐度水驱注入水盐度模型；
(2)目标碳酸盐岩油藏低盐度水驱注入水盐度的测定
测定目标碳酸盐岩油藏某处岩石中的方解石或白云石的含量，根据步骤(1)-3中得到的所述室内测定碳酸盐岩油藏低盐度水驱注入水盐度模型的函数关系式，计算当所述润湿角的最大变化量取最大值时的盐度值，该盐度值即为适用该目标碳酸盐岩油藏低盐度水驱注入水盐度。
上述的方法中，所述不同盐度的盐水的组数可为3～10组，优选6组；
所述不同的碳酸盐岩岩石的组数为3～10组，优选5组。
上述的方法中，所述接触角采用掳泡法测量。
上述的方法中，在步骤2)之前对所述碳酸盐岩岩石依次进行清洗、烘干、抛光以及抽真空处理，然后采用地层水对所述碳酸盐岩岩石进行加压饱和的步骤。
上述的方法中，所述函数关系式如下式Ⅰ所示：
Δθ＝-93.374610+1.501971*(lgC)3-18.971718*(lgC)2-1.269476*(lgC)2R
+0.155418*(lgC)R2+9.585296*(lgC)R+76.176779*(lgC)-14.406996*R
-2.446656*R2+1.408311*R3
式Ⅰ
式Ⅰ中：Δθ为润湿角最大变化量，C为注入水盐度，mg/L；R为岩石中方解石或白云石的百分含量，小数。
本发明具有以下优点：
本发明提供了一套技术方法，使人们利用室内物理实验结合函数拟合快速确定碳酸盐岩油藏水驱开发最佳盐度成为可能。本发明给出了定量化、可操作的技术方法和实施步骤。只需要测定目标碳酸盐岩油藏中的方解石/白云石含量，即可以通过建立的模型优选出适用该目标油藏低盐度水驱开发的注入水盐度，操作方便快捷，结果准确，避免了繁杂的润湿性测定实验或者人为经验的误导。本发明不仅适用于碳酸盐岩油藏，还可供低盐度水驱能够发挥作用的砂岩油藏参考和使用。
附图说明
图1为掳泡法测量岩石润湿角的原理示意图。
图2为米桑油田Mishrif组岩石在将地层水稀释100的低盐度水作用下，其润湿角在初始时刻及最终时刻结果示意图。
图3为米桑油田地层岩石岩石润湿角最大变化量随岩石中方解石含量变化的关系图。
图4为米桑油田地层岩石润湿角最大变化量随盐水盐度变化的关系图。
图5为哈法亚油田Mishrif组岩石(纯灰岩)润湿角最大变化量随注入水盐度变化的函数关系图。
图6为该发明实施步骤流程图。
具体实施方式
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例、
按照图6所示的本发明的实施步骤流程图进行优选碳酸盐岩油藏低盐度水驱注入水盐度的方法，具体步骤如下：
1)选取多组不同的碳酸盐岩岩片，并分别测量其方解石/白云石含量，从每组相同组分的碳酸盐岩中获取多个岩片；
2)将岩片依次进行清洗、烘干、抛光以及抽真空处理，然后采用地层水对岩片进行加压饱和；
3)采用多组不同盐度的盐水，使用掳泡法分别对每组相同矿物成分的每个岩片进行润湿角测定，获得初始润湿角和最终润湿角。在本实施例中，盐水的盐度及离子组成如表1所示。在利用盐水对岩片进行处理时，在实验室条件下放置，每隔一段时间测量岩片的润湿角，经过四十多个小时之后岩片润湿角将不再变化，此时获得的润湿角即为最终润湿角。之后，用初始润湿角减去最终润湿角，得到润湿角的最大变化量；
表1实验所用盐水的盐度及离子组成
其中FW代表地层水，选自伊拉克米桑油田。FW-20、FW-50、FW-100、FW-200、FW-500分别代表将FW稀释20倍、50倍、100倍、200倍、500倍而获得的低盐度水。
4)采用最小二乘法拟合润湿角的最大变化量和方解石/白云石含量以及盐水盐度，得到岩片润湿角的最大变化量随岩片中方解石/白云石含量、盐水盐度变化的函数关系式：
Δθ＝-93.374610+1.501971*(lgC)3-18.971718*(lgC)2-1.269476*(lgC)2R
+0.155418*(lgC)R2+9.585296*(lgC)R+76.176779*(lgC)-14.406996*R
-2.446656*R2+1.408311*R3
式中：Δθ为润湿角最大变化量，C为注入水盐度，mg/L；R为岩石中方解石百分含量，小数。岩石润湿角最大变化量随岩石中方解石含量变化的关系图以及岩石润湿角最大变化量随盐水盐度变化的关系图如附图3、附图4所示。
5)获取目标碳酸盐岩油藏岩石中的方解石含量，根据上述函数关系式，计算当润湿角的最大变化量取最大值时的盐度值，该盐度值即为适用该目标油藏水驱开发的最佳盐度，如附图5所示。
Claims (8)
1.一种建立室内测定碳酸盐岩油藏低盐度水驱注入水盐度模型的方法，包括如下步骤：1)测定多组不同的碳酸盐岩岩石中方解石或白云石的含量以及多组不同盐度的盐水的盐度；
2)在所述多组不同盐度的盐水中，分别测量每组相同的碳酸盐岩岩石与油滴的初始润湿角和最终润湿角，用所述初始润湿角减去所述最终润湿角，得到所述润湿角的最大变化量；
3)运用最小二乘法拟合出所述润湿角的最大变化量随所述碳酸盐岩岩石组分及所述盐水的盐度变化的函数关系式，即得到室内测定碳酸盐岩油藏低盐度水驱注入水盐度模型；
所述函数关系式如下式Ⅰ所示：
Δθ＝-93.374610+1.501971*(lgC)3-18.971718*(lgC)2-1.269476*(lgC)2R+0.155418*(lgC)R2+9.585296*(lgC)R+76.176779*(lgC)-14.406996*R-2.446656*R2+1.408311*R3
式Ⅰ
式Ⅰ中：Δθ为润湿角最大变化量，C为注入水盐度，mg/L；R为岩石中方解石或白云石的百分含量，小数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述不同盐度的盐水的组数为3～10组；
所述不同盐度的盐水为碳酸盐岩油藏地层水及所述碳酸盐岩油藏地层水稀释而得到的低盐度水；
所述不同盐度的盐水的盐度为0～3×106mg/L；
所述不同的碳酸盐岩岩石的组数为3～10组。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述初始润湿角和最终润湿角采用掳泡法测量。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：在步骤2)之前对所述碳酸盐岩岩石依次进行清洗、烘干、抛光以及抽真空处理，然后采用地层水对所述碳酸盐岩岩石进行加压饱和的步骤。
5.一种室内测定碳酸盐岩油藏低盐度水驱注入水盐度的方法，包括如下步骤：
(1)建模
1)测定多组不同的碳酸盐岩岩石中方解石或白云石的含量以及多组不同盐度的盐水的盐度；
2)在所述多组不同盐度的盐水中，分别测量每组相同的碳酸盐岩岩石与油滴的初始润湿角和最终润湿角，用所述初始润湿角减去所述最终润湿角，得到所述润湿角的最大变化量；
3)运用最小二乘法拟合出所述润湿角的最大变化量随所述碳酸盐岩岩石组分及所述盐水的盐度变化的函数关系式，得到室内测定碳酸盐岩油藏低盐度水驱注入水盐度模型；
所述函数关系式如下式Ⅰ所示：
Δθ＝-93.374610+1.501971*(lgC)3-18.971718*(lgC)2-1.269476*(lgC)2R+0.155418*(lgC)R2+9.585296*(lgC)R+76.176779*(lgC)-14.406996*R-2.446656*R2+1.408311*R3
式Ⅰ
式Ⅰ中：Δθ为润湿角最大变化量，C为注入水盐度，mg/L；R为岩石中方解石或白云石的百分含量，小数；
(2)目标碳酸盐岩油藏低盐度水驱注入水盐度的测定
测定目标碳酸盐岩油藏某处岩石中的方解石或白云石的含量，根据步骤(1)-3） 中得到的所述室内测定碳酸盐岩油藏低盐度水驱注入水盐度模型的函数关系式，计算当所述润湿角的最大变化量取最大值时的盐度值，该盐度值即为适用该目标碳酸盐岩油藏低盐度水驱注入水盐度。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述不同盐度的盐水的组数为3～10组；
所述不同的碳酸盐岩岩石的组数为3～10组。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于：所述初始润湿角和最终润湿角采用掳泡法测量。
8.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于：在步骤2)之前对所述碳酸盐岩岩石依次进行清洗、烘干、抛光以及抽真空处理，然后采用地层水对所述碳酸盐岩岩石进行加压饱和的步骤。
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