CN113295580B - 一种综合动静态渗吸提高致密砂岩采收率的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种综合动静态渗吸提高致密砂岩采收率的方法及系统，包括：对实验岩心洗油；配制实验用模拟地层水；配制实验用模拟油；将岩心分别饱和Mn2+模拟地层水和模拟油；在不同界面张力地层水条件下自发渗吸120h，测核磁共振T2谱，选出最优自发渗吸界面张力值；在不同界面张力地层水条件下动态渗吸2PV，测核磁共振T2谱，选出最优动态界面张力值；将岩心在自发渗吸最优界面张力值条件下浸泡120h，然后再在动态渗吸最优界面张力值条件下以0.1ml/s的速度进行驱替，得到自发‑动态渗吸联合驱油效率。该方法即充分发挥了自发渗吸对小孔隙驱油效率高的特点，又能发挥动态驱替过程中对大孔隙冲刷、清洗效率高的优势，改善了致密砂岩油藏驱油效果，进而有效提高致密砂岩油藏的整体开发效果。
Description
技术领域
本发明涉及非常规油气开发实验技术领域，特别涉及一种综合动静态渗吸提高致密砂岩采收率的方法及系统。
背景技术
致密砂岩储层通常具有(特)低孔(特)低渗的特点，由于其孔喉细小，渗吸驱油成为致密砂岩油藏非常重要的一种开发方式。然而在致密油藏实际开发过程中，自发渗吸驱油效率是有限的，经过自发渗吸后仍有大量原油残余在孔隙内，特别是在中等孔隙和大孔隙中，为此综合动态驱替和静态渗吸提高致密砂岩储层采收率，进而改善油藏的整体开发效果，对与致密砂岩油藏高效开发具有重要的指导价值。
现有研究主要集中在提出一种自发渗吸或动态渗吸的测试方法及装置，或从不同的角度评价自发渗吸作用对致密砂岩油藏驱油效率和驱油速度的影响；针对提高致密油藏的驱油效率，主要集中在添加表面活性剂和采用气驱等方法上；学术论文研究主要集中在对致密砂岩油藏自发渗吸与动态渗吸驱油规律及影响因素研究上，但没有提到界面张力对自发渗吸及动态渗吸驱油效果的影响。现有的自发渗吸-不同驱替速度的驱油方式在改善驱油效果方面也存在一定差距。可见，目前针对致密砂岩油藏，通过综合动态驱替和静态渗吸提高致密砂岩储层采收率的方法还有待研究。
发明内容
本发明的目的在于提供一种综合动静态渗吸提高致密砂岩采收率的方法及系统，以解决上述问题。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种综合动静态渗吸提高致密砂岩采收率的方法，包括以下步骤：
将岩心放置于萃取剂中洗油；待洗油结束后，将岩心放置恒温箱中，取出后测量岩心渗透率、干重及尺寸；
配制含不同浓度表面活性剂的实验用模拟地层水，达到地层水矿化度，并测其对应的界面张力；根据煤油和地层原油配制实验模拟油；
将岩心放入岩心夹持器中，使用高压驱替装置低速驱替岩心饱和模拟地层水，待出液端出液量为5PV时测量其核磁共振T2谱，继续驱替至10PV时测量核磁共振T2谱，两次核磁共振T2谱无明显差异时，已完全饱和模拟地层水，根据饱和地层水前后岩心质量差计算岩心孔隙度；
使用高压驱替系统低速驱替模拟地层原油，待出液端出液量为5PV时测量其核磁共振T2谱，继续驱替至10PV时测量核磁共振T2谱，两次核磁共振T2谱无明显差异时岩心孔隙中已完全饱和模拟原油；
将含不同浓度表面活性剂的模拟地层水放置水浴锅中加热至地层温度并保持恒温2h后，将岩心放入烧杯中开始进行自发渗吸实验：在地层温度条件下分别进行恒温自发渗吸，然后测量岩心核磁共振T2弛豫时间谱，计算驱油效率及不同尺度孔隙原油动用程度，选出其自发渗吸最优界面张力；
使用高压驱替系统以恒定速度驱替含不同浓度表面活性剂的模拟地层水进行动态渗吸实验，驱替结束后，测量其核磁共振T2弛豫时间谱，计算驱油效率及不同尺度孔隙原油动用程度，选出其动态渗吸最优界面张力；
将岩心在获得的自发渗吸最优界面张力值条件下浸泡，然后再在得到的动态渗吸最优界面张力值条件下进行驱替，然后再测量岩心T2谱，计算驱油效率及不同尺度孔隙原油动用程度。
进一步的，恒温箱的恒温参数为100-110℃下保持48h；萃取剂为苯与酒精体积比为1:3的萃取剂。
进一步的，实验用模拟地层水中含有离子浓度15000-25000mg/L的Mn2+。
进一步的，岩心在自发渗吸和最优界面张力值条件下自发渗吸的浸泡时间为120h。
进一步的，岩心在进行动态渗吸和最优界面张力值条件下动态渗吸的驱替的速度为0.05-0.15ml/s，注入量为2PV。
进一步的，配置Mn2+模拟地层水的含有锰离子的盐为MnCl2。
进一步的，达到地层水矿化度为所取岩心所在油藏的地层水矿化度，达到油田原油粘度为所取岩心所在油藏的地层油田原油粘度，达到地层温度为所取岩心所在油藏的地层温度。
进一步的，计算驱油效率和不同尺度孔隙原油动用程度通过以下公式实现：
式中：a是采收率，％；Ao是岩心初始T2谱峰值面积；Ai是不同条件下渗吸之后T2谱峰值面积。
进一步的，一种综合动静态渗吸提高致密砂岩采收率的系统，包括
预处理模块用于将岩心放置于萃取剂中洗油；待洗油结束后，将岩心放置恒温箱中，取出后测量岩心渗透率、干重及尺寸；
实验用模拟地层水和实验模拟油配置模块用于配制含不同浓度表面活性剂的实验用模拟地层水，达到地层水矿化度，并测其对应的界面张力；根据煤油和地层原油配制实验模拟油；
岩心孔隙度计算模块用于将岩心放入岩心夹持器中，使用高压驱替装置低速驱替岩心饱和模拟地层水，待出液端出液量为5PV时测量其核磁共振T2谱，继续驱替至10PV时测量核磁共振T2谱，两次核磁共振T2谱无明显差异时，已完全饱和模拟地层水，根据饱和地层水前后岩心质量差计算岩心孔隙度；
使用高压驱替系统低速驱替模拟地层原油，待出液端出液量为5PV时测量其核磁共振T2谱，继续驱替至10PV时测量核磁共振T2谱，两次核磁共振T2谱无明显差异时岩心孔隙中已完全饱和模拟原油；
自发渗吸模块用于将含不同浓度表面活性剂的模拟地层水放置水浴锅中加热至地层温度，将岩心放入烧杯中开始进行自发渗吸实验：在地层温度条件下分别恒温渗吸，然后测量岩心核磁共振T2弛豫时间谱，计算驱油效率及不同尺度孔隙原油动用程度，选出其自发渗吸最优界面张力；对于动态渗吸，使用高压驱替系统以恒定速度驱替含不同浓度表面活性剂的模拟地层水，注入2.0PV后，测量其核磁共振T2弛豫时间谱，计算驱油效率及不同尺度孔隙原油动用程度，选出其动态渗吸最优界面张力；
驱油效率及不同尺度孔隙原油动用程度计算模块用于将岩心在获得的自发渗吸最优界面张力值条件下浸泡，然后再在得到的动态渗吸最优界面张力值条件下进行驱替，然后再测量岩心T2谱，计算驱油效率及不同尺度孔隙原油动用程度。
与现有技术相比，本发明有以下技术效果：
本发明考虑了界面张力对自发渗吸和动态渗吸不同尺度孔隙渗吸驱油的影响，分别优选出自发渗吸和动态渗吸的最佳界面张力值；
本发明的综合静动态渗吸，是先在自发渗吸最佳界面张力值条件下进行自发渗吸，再在动态渗吸最佳界面张力值条件下进行动态驱替，即充分发挥了自发渗吸对小孔隙驱油效率高的特点，又能发挥动态驱替过程中对大孔隙冲刷、清洗效率高的优势；
本发明在矿场可以实现，首先通过极小的注入速度(避免水窜、水淹问题)注入界面张力值较大的注入水，然后关井，充分发挥自发渗吸作用，然后在利用界面张力较小的注入水开展动态渗吸，以提高最终采收率。
附图说明
图1岩样1在不同界面张力下自发渗吸后T2谱
图2岩样1自发渗吸贡献率与界面张力关系
图3岩样1在不同界面张力下动态驱替后T2谱
图4岩样1动态渗吸贡献率与界面张力关系
图5岩样1自发渗吸、动态渗吸以及自发-动态渗吸联合作用T2谱对比
图6岩样2自发渗吸贡献率与界面张力关系
图7岩样2动态渗吸贡献率与界面张力关系
图8岩样2自发渗吸、动态渗吸以及自发-动态渗吸联合作用T2谱对比
具体实施方式
下面结合附图和实施例对发明作进一步的详细说明，但并不作为对发明做任何限制的依据。
下面选取某油田致密砂岩储层岩心结合附图对本发明做详细叙述。
实施例1
本发明一种综合动态驱替和静态渗吸提高致密砂岩储层采收率的方法包括以下步骤：
步骤一、将岩心放置于苯与酒精体积比为1:3的萃取容器中洗油；待洗油结束后，将岩心放置恒温箱中加热至105℃保持温度不变48h，取出后，测得岩心尺寸为直径25.1mm，长度42.8mm，渗透率为0.139mD。
步骤二、配制Mn2+离子浓度20000mg/L且表面活性剂TOF-1(鄂尔多斯盆地长庆油田常用表面活性剂)质量分数分别为0％、0.01％、0.05％、0.1％、0.25％和0.5％的实验用模拟地层水，矿化度达到30000mg/L，试验温度50℃下，实测其对应浓度下模拟地层水溶液油水界面张力(IFT)分别为18.56、8.45、3.78、2.25、1.45和1.12mN/m。
步骤三、根据鄂尔多斯盆地延长组长8储层原油与精制煤油体积比1:3配置实验模拟用油，50℃时粘度达到3.45mPa·s；
步骤四、将岩心放入岩心夹持器中，使用高压驱替装置低速驱替岩心饱和模拟地层水，待出液端出液量约为5PV时测量其核磁共振T2谱，继续驱替至10PV时测量核磁共振T2谱，两次核磁共振T2谱无明显差异时即可认为孔隙中已完全饱和模拟地层水，测得岩心孔隙度为6.88％。
步骤五、使用高压驱替系统低速驱替模拟地层原油，待出液端出液量为5PV时测量其核磁共振T2谱，继续驱替至10PV时测量核磁共振T2谱，两次核磁共振T2谱无明显差异时即可认为岩心孔隙中已完全饱和模拟原油。
步骤六、将含不同浓度表面活性剂的模拟地层水放置水浴锅中加热至50℃并保持稳定2h(模拟地层温度)，将岩心放入烧杯中开始进行自发渗吸实验。
步骤七、在50℃恒温条件下分别渗吸120小时，然后测量岩心核磁共振T2弛豫时间谱，如图1所示。选出其自发渗吸最优界面张力为8.45mN/m，如图2所示。最优界面张力对应的驱油效率及不同尺度孔隙(小孔隙、中等孔隙和大孔隙)原油动用程度分别为37.89％，36.30％，41.70％，36.60％。
步骤八、对于动态渗吸，完成实验步骤一至五之后，使用高压驱替系统以0.1ml/s的速度驱替含不同浓度表面活性剂的模拟地层水，注入2.0PV后，测量其核磁共振T2弛豫时间谱，如图3所示。选出其动态渗吸最优界面张力为2.25mN/m，明显小于自发渗吸最优界面张力值，如图4所示。最优界面张力对应的驱油效率及不同尺度孔隙(小孔隙、中等孔隙和大孔隙)原油动用程度分别为27.83％，11.55％，36.72％，53.44％。
步骤九、将岩心在步骤七获得的自发渗吸最优界面张力值8.45mN/m的条件下浸泡120h，然后再在步骤八得到动态渗吸最优界面张力值2.25mN/m的条件下以0.1ml/s的速度进行驱替，然后再测量岩心T2谱，如图5所示。计算驱油效率及不同尺度孔隙(小孔隙、中等孔隙和大孔隙)原油动用程度分别为47.18％，37.68％，53.21％，62.41％，均高于单独自发渗吸和动态渗吸二者中最高值。
实施例2
本发明一种综合动态驱替和静态渗吸提高致密砂岩储层采收率的方法包括以下步骤：
步骤一、将岩心放置于苯与酒精体积比为1:3的萃取容器中洗油；待洗油结束后，将岩心放置恒温箱中加热至105℃保持温度不变48h，取出后，测得岩心尺寸为直径25.1mm，长度47.9mm，渗透率为1.375mD。
步骤二、配制Mn2+离子浓度15000mg/L且表面活性剂TOF-1(鄂尔多斯盆地长庆油田常用表面活性剂)质量分数分别为0％、0.01％、0.05％、0.1％、0.25％和0.5％的实验用模拟地层水，矿化度达到25000mg/L，试验温度40℃下，实测其对应浓度下模拟地层水溶液油水界面张力(IFT)分别为19.16、8.78、4.25、2.86、1.75和1.23mN/m。
步骤三、根据鄂尔多斯盆地延长组长6储层原油与精制煤油体积比1:3配置实验模拟用油，40℃时粘度达到3.21mPa·s；
步骤四、将岩心放入岩心夹持器中，使用高压驱替装置低速驱替岩心饱和模拟地层水，待出液端出液量约为5PV时测量其核磁共振T2谱，继续驱替至10PV时测量核磁共振T2谱，两次核磁共振T2谱无明显差异时即可认为孔隙中已完全饱和模拟地层水，测得岩心孔隙度为12.41％。
步骤五、使用高压驱替系统低速驱替模拟地层原油，待出液端出液量为5PV时测量其核磁共振T2谱，继续驱替至10PV时测量核磁共振T2谱，两次核磁共振T2谱无明显差异时即可认为岩心孔隙中已完全饱和模拟原油。
步骤六、将含不同浓度表面活性剂的模拟地层水放置水浴锅中加热至40℃并保持稳定2h(模拟地层温度)，将岩心放入烧杯中开始进行自发渗吸实验。
步骤七、在60℃恒温条件下分别渗吸120小时，然后测量岩心核磁共振T2弛豫时间谱，选出其自发渗吸最优界面张力为4.25mN/m，如图6所示。最优界面张力对应的驱油效率及不同尺度孔隙(小孔隙、中等孔隙和大孔隙)原油动用程度分别为46.23％，59.41％，30.76％，15.52％。
步骤八、对于动态渗吸，完成实验步骤一至五之后，使用高压驱替系统以0.1ml/s的速度驱替含不同浓度表面活性剂的模拟地层水，注入2.0PV后，测量其核磁共振T2弛豫时间谱，选出其动态渗吸最优界面张力为1.75mN/m，明显小于自发渗吸最优界面张力值，如图7所示。最优界面张力对应的驱油效率及不同尺度孔隙(小孔隙、中等孔隙和大孔隙)原油动用程度分别为43.81％，30.91％，44.56％，85.12％。
步骤九、将岩心在步骤七获得的自发渗吸最优界面张力值4.25mN/m的条件下浸泡120h，然后再在步骤八得到动态渗吸最优界面张力值1.75mN/m的条件下以0.1ml/s的速度进行驱替，然后再测量岩心T2谱，如图8所示。计算驱油效率及不同尺度孔隙(小孔隙、中等孔隙和大孔隙)原油动用程度分别为61.57％，60.61％，54.29％，87.74％，均高于单独自发渗吸和动态渗吸二者中最高值。
评价方法的原理说明
致密砂岩储层通常具有(特)低孔(特)低渗的特点，由于其孔喉细小，渗吸驱油成为致密砂岩油藏非常重要的一种开发方式。然而在致密油藏实际开发过程中，自发渗吸驱油效率是有限的，经过自发渗吸后仍有大量原油残余在孔隙内，特别是在中等孔隙和大孔隙中，动态渗吸时大孔隙和部分中等孔隙(中等孔隙内直径相对较大的)驱油效果显著高于自发渗吸，但对于小孔隙和部分中等孔隙(中等孔隙范围内直径相对较小的)而言自发渗吸驱油效果更好。为此综合动态驱替和静态渗吸，其在小孔隙、中等孔隙和大孔隙采收率均高于单独自发渗吸和动态渗吸二者中最大值，改善了致密砂岩油藏驱油效果，进而有效提高致密砂岩油藏的整体开发效果。且这种方法在矿场可以实现，首先通过极小的注入速度(避免水窜、水淹问题)注入界面张力值较大的注入水，然后关井(建议至少96h)，充分发挥自发渗吸作用，然后在利用界面张力较小的注入水开展动态渗吸，以提高最终采收率。
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 (8)
1.一种综合动静态渗吸提高致密砂岩采收率的方法，其特征在于，包括以下步骤：
将岩心放置于萃取剂中洗油；待洗油结束后，将岩心放置恒温箱中，取出后测量岩心渗透率、干重及尺寸；
配制含不同浓度表面活性剂的实验用模拟地层水，达到地层水矿化度，并测其对应的界面张力；根据煤油和地层原油配制实验模拟油；
将岩心放入岩心夹持器中，使用高压驱替装置低速驱替岩心饱和模拟地层水，待出液端出液量为5PV时测量其核磁共振T2谱，继续驱替至10PV时测量核磁共振T2谱，两次核磁共振T2谱无明显差异时，已完全饱和模拟地层水，根据饱和地层水前后岩心质量差计算岩心孔隙度；
使用高压驱替系统低速驱替模拟地层原油，待出液端出液量为5PV时测量其核磁共振T2谱，继续驱替至10PV时测量核磁共振T2谱，两次核磁共振T2谱无明显差异时岩心孔隙中已完全饱和模拟原油；
将含不同浓度表面活性剂的模拟地层水放置水浴锅中加热至地层温度并保持恒温2h后，将岩心放入烧杯中开始进行自发渗吸实验：在地层温度条件下分别进行恒温自发渗吸，然后测量岩心核磁共振T2弛豫时间谱，计算驱油效率及不同尺度孔隙原油动用程度，选出其自发渗吸最优界面张力；
使用高压驱替系统以恒定速度驱替含不同浓度表面活性剂的模拟地层水进行动态渗吸实验，驱替结束后，测量其核磁共振T2弛豫时间谱，计算驱油效率及不同尺度孔隙原油动用程度，选出其动态渗吸最优界面张力；
将岩心在获得的自发渗吸最优界面张力值条件下浸泡，然后再在得到的动态渗吸最优界面张力值条件下进行驱替，然后再测量岩心T2谱，计算驱油效率及不同尺度孔隙原油动用程度。
2.根据权利要求1所述的一种综合动静态渗吸提高致密砂岩采收率的方法，其特征在于，恒温箱的恒温参数为100-110℃下保持48h；萃取剂为苯与酒精体积比为1:3的萃取剂。
3.根据权利要求1所述的一种综合动静态渗吸提高致密砂岩采收率的方法，其特征在于，实验用模拟地层水中含有离子浓度15000-25000mg/L的Mn2+。
4.根据权利要求1所述的一种综合动静态渗吸提高致密砂岩采收率的方法，其特征在于，岩心在自发渗吸最优界面张力值条件下浸泡时间为120h。
5.根据权利要求1所述的一种综合动静态渗吸提高致密砂岩采收率的方法，其特征在于，岩心在进行动态渗吸和最优界面张力值条件下动态渗吸的驱替的速度为0.05-0.15ml/s，注入量为2PV。
6.根据权利要求3所述的一种综合动静态渗吸提高致密砂岩采收率的方法，其特征在于，配置实验用模拟地层水所用的含有锰离子的盐为MnCl2。
7.根据权利要求1所述的一种综合动静态渗吸提高致密砂岩采收率的方法，其特征在于，计算驱油效率通过以下公式实现，和不同尺度孔隙原油动用程度用不同尺度孔隙的驱油效率表示：
式中：a是采收率，％；Ao是岩心初始T2谱峰值面积；Ai是不同条件下渗吸之后T2谱峰值面积。
8.一种综合动静态渗吸提高致密砂岩采收率的系统，其特征在于，包括
预处理模块用于将岩心放置于萃取剂中洗油；待洗油结束后，将岩心放置恒温箱中，取出后测量岩心渗透率、干重及尺寸；
实验用模拟地层水和实验模拟油配置模块用于配制含不同浓度表面活性剂的实验用模拟地层水，达到地层水矿化度，并测其对应的界面张力；根据煤油和地层原油配制实验模拟油；
岩心孔隙度计算模块用于将岩心放入岩心夹持器中，使用高压驱替装置低速驱替岩心饱和模拟地层水，待出液端出液量为5PV时测量其核磁共振T2谱，继续驱替至10PV时测量核磁共振T2谱，两次核磁共振T2谱无明显差异时，已完全饱和模拟地层水，根据饱和地层水前后岩心质量差计算岩心孔隙度；
建立原始油水束缚模型模块使用高压驱替系统低速驱替模拟地层原油，待出液端出液量为5PV时测量其核磁共振T2谱，继续驱替至10PV时测量核磁共振T2谱，两次核磁共振T2谱无明显差异时岩心孔隙中已完全饱和模拟原油；
自发渗吸模块用于将含不同浓度表面活性剂的模拟地层水放置水浴锅中加热至地层温度并保持恒温2h后，将岩心放入烧杯中开始进行自发渗吸实验：在地层温度条件下分别恒温渗吸，然后测量岩心核磁共振T2弛豫时间谱，计算驱油效率及不同尺度孔隙原油动用程度，选出其自发渗吸最优界面张力；
动态渗吸模块用于使用高压驱替系统以恒定速度驱替含不同浓度表面活性剂的模拟地层水进行动态渗吸实验，驱替结束后，测量其核磁共振T2弛豫时间谱，计算驱油效率及不同尺度孔隙原油动用程度，选出其动态渗吸最优界面张力；
综合动静态渗吸提高致密砂岩采收率模块用于将岩心在获得的自发渗吸最优界面张力值条件下浸泡，然后再在得到的动态渗吸最优界面张力值条件下进行驱替，然后再测量岩心T2谱，计算驱油效率及不同尺度孔隙原油动用程度。
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