高倍數水驅開發效果評價研究

王成勝，田津杰，闞 亮，侯 岳，敖文君，付云川，陳 斌，吳雅麗

（中海油能源發展股份有限公司工程技術分公司，天津 300452）

隨著油田開發的進行，天然能量衰竭后，常采用人工注水的方式進行補充能量開發[1-4]。很多油田都經過幾年或幾十年的注水開發，進入了高含水或超高含水期。油田長期注水開發后，儲層物性參數會發生變化，目前關于這方面的研究成果有很多[5-7]。本文主要選取貝雷巖心，研究高倍數水驅前后相對滲透率的變化和驅油效率，并利用低場核磁共振儀研究實驗各階段巖心流體T2譜的變化和矢狀面、橫斷面切片成像變化，綜合研究高倍數水驅開發效果。

1 實驗

1.1 實驗條件

（1）巖心尺寸：Φ2.5 cm×10 cm；

（2）巖心滲透率：2 000×10-3μm2；

（3）實驗用水：室內配制的模擬水；

（4）實驗用油：室內配制的模擬油，70 ℃條件下黏度為15.3 mPa·s；

（5）實驗溫度：70 ℃；

（6）實驗速度：1.0 mL/min。

1.2 實驗方案

實驗方案（見表1）。

表1 實驗方案Tab.1 Experimental scheme

2 結果與討論

2.1 驅油效率和相滲曲線變化

高倍數水驅驅油效率和相滲曲線測試實驗結果（見表2、圖1、圖2）。

由表2、圖1、圖2 可知，巖心在進行高倍數水驅后，束縛水飽和度由20.5 %降低至11.5 %；兩相共滲區由55.2 %增加至62.9 %；殘余油條件下水相相對滲透率由67.17 %降低至36.96 %。注水至200 PV 時，驅油效率為51.69 %；當繼續驅替至1 000 PV 時，驅油效率達到70.97 %。通過上述分析可知，高倍數水驅之后會使驅油效率增加。

表2 高倍數水驅驅油效率實驗結果Tab.2 Experimental results of high multiple water flooding efficiency

圖1 巖心高倍數水驅前后相對滲透率曲線Fig.1 Relative permeability curve of core before and after high multiple water flooding

圖2 巖心高倍數水驅驅油效率曲線Fig.2 High multiple water flooding efficiency curve of core

2.2 低場核磁共振測試

在石油科學領域會采用低場核磁共振儀對巖心或流體進行物性分析，利用流體的弛豫機制進行弛豫時間測試，常用橫向弛豫時間T2來進行定量表征。根據物體不同位置施加磁場強度的不同，又利用層位選擇編碼、相位編碼、頻率編碼，進而通過線性組合等技術手段實現定位功能，從而實現截面斷層成像，根據切片不同，又分為橫斷面圖像、矢狀面圖像、冠狀面圖像。

低場核磁共振實驗結果（見表3、圖3～圖5）。其中，成像分析中，分別在矢狀面切片5 片，橫斷面切片7 片。由表3 和圖3 可知，巖心從飽和水到飽和油，由水峰最高變為油峰最高，這時巖心內部由單一水相變為油水兩相。隨著實驗的進行，油峰逐漸下降，水峰逐漸上升，這是因為油逐漸被開采出來，油的信號量相應逐漸減少。從注入200 PV 到1 000 PV 這個階段，油峰仍有一定幅度的下降，含油飽和度由注入200 PV 時的36.25 %降為29.98 %。

由圖4 可知，巖心矢狀面方向上油水分布相對均勻，這是由于一維柱狀巖心是均質狀態，整體流線方向上推進比較均勻，未發生明顯的指進現象。

表3 低場核磁共振測試實驗結果Tab.3 Experimental results of low field NMR measurement

圖3 T2 譜測試結果Fig.3 T2 spectrum test results

圖4 實驗各階段矢狀面切片圖像Fig.4 Sagittal slice images in each stage of experiment

圖5 實驗各階段橫斷面切片圖像Fig.5 Cross section image of each stage of experiment

由圖5 可知，圖片從左至右代表了巖心的注水方向，飽和油之后，巖心各部位呈現良好的油分布，當注入0.5 PV 左右時，巖心前1/2 部位已經明顯見水，其中前1/8 已經出現了水淹現象；當注入200 PV 時，巖心橫斷面各切片均呈現純水的狀態，這時巖心已經進行了相對充分的水洗；當注入1 000 PV 時，從圖像上雖看不出比較明顯的顏色差別，但通過信號量數據反算，驅油效率由50.56 %增長到了58.94%，提高了8.38 %。這說明通過高倍數的水驅開發，巖心仍有殘余油被開發出來，使得采出程度得到一定程度的提升。

3 結論

（1）巖心在進行高倍數水驅后，束縛水飽和度由20.5 %降低至11.5 %；兩相共滲區由55.2 %增加至62.9 %；殘余油條件下水相相對滲透率由67.17 %降低至36.96 %。注水至200 PV 時，驅油效率為51.69 %；當繼續驅替至1 000 PV 時，驅油效率達到70.97 %。

（2）巖心矢狀面方向上油水分布相對均勻，這是由于一維柱狀巖心是均質狀態，整體流線方向上推進比較均勻，未發生明顯的指進現象。

（3）當注入1 000 PV 時，從圖像上雖然看不出比較明顯的顏色差別，但驅油效率提高了8.38 %。這說明通過高倍數的水驅開發，巖心仍有殘余油被開發出來，使得采出程度得到一定程度的提升。