水驅稠油降黏驅對層間差異儲層動用規律研究

王 玲，徐宏光，蒲 草，蔡韻凝

1.南充職業技術學院，四川南充637000；2.中國石化勝利油田分公司石油工程技術研究院，山東東營257000；3.勝利石油管理局博士后科研工作站，山東東營257000

稠油在世界油氣資源中占有很大的比重，熱力采油作為目前稠油開發的主要手段，取得了顯著的效果。但熱力采油面臨能耗高、成本高等問題，低成本、低排放的冷采技術成為國內外的研究方向。近年來，以化學降黏代替加熱降黏成為國內外稠油化學冷采的研究熱點［1-4］。

膠質瀝青質是稠油黏度的主要來源。膠質瀝青質是由層片狀稠環化合物堆疊而成的聚集體，稠環與原油中O、N、S以及金屬原子等雜原子易形成氫鍵、范德華力等作用力，導致稠油黏度升高。化學降黏劑主要分為油溶性降黏劑和水溶性降黏劑兩大類。油溶性降黏劑利用高溫或溶劑使膠質瀝青質分子堆積層隙變得疏松，使降黏劑分子通過溶解、分散和滲透作用進入膠質瀝青質分子層之間，起到降低稠油黏度的作用。水溶性降黏劑主要通過分子間的作用力破壞稠油大分子聚集體，使稠油與水形成油水分散體系，從而降低稠油黏度。由于油溶性降黏劑的使用條件苛刻、用量大、成本高，而水溶性降黏劑的應用范圍廣、用量少、價格低，因此水溶性降黏劑具有廣闊的應用前景。

由于未考慮儲層層間差異，目前降黏驅采收率存在較大差異，層間差異儲層的動用規律不明確［5-6］。為更好地研究水驅稠油降黏驅差異儲層動用規律，筆者制作層間滲透率差異巖心并進行實驗，分析水驅稠油降黏驅差異儲層原油動用規律，以期為水驅稠油油藏降黏驅的驅油規律和采收率的預測提供實驗支撐和理論支持。

1 材料與方法

1.1 實驗裝置

采用多功能驅替裝置和Micro CT掃描儀進行實驗［7-8］，多功能驅替裝置由恒壓恒流泵、中間容器、方形巖心夾持器、壓力采集系統、回壓控制系統、油氣水計量裝置等組成。CT掃描儀主要包括X線源、樣品夾持器、X線探測器以及相應數據存儲、處理的工作站、顯示器等。

1.2 實驗樣品與流體

制作符合現場滲透率要求的膠結巖心，模型1、2、3為層間滲透率差異儲層模擬巖心，巖心物性參數如表1所示。實驗油樣采用地層原油，油樣在地層溫度（60℃）下的黏度為424 mPa·s［9］。實驗用水采用現場配制注入水。實驗用降黏劑質量濃度為3 g/L。

表1 巖心物性參數

1.3 實驗步驟

驅替實驗步驟分為5步。①飽和油田水：用抽真空的方式將巖心飽和油田水，根據飽和前后巖心質量和油田水密度計算巖心孔隙體積。②飽和油并老化巖心：將巖心裝入驅替流程，調整溫度和壓力，以0.5 mL/min的流速飽和原油，老化3～7 d。③巖心一次水驅油實驗：用油田水以0.5 mL/min進行一次水驅，至含水率為95%時停止，收集采出液。④注入降黏劑：按照現場要求，注入適量的降黏劑，保持溫度和壓力，繼續老化1 d。⑤巖心二次水驅油實驗：用油田水以0.5 mL/min進行二次水驅油，至含水率為98%時停止，收集采出液。實驗過程中記錄壓力、出水、出油、出液總量，并計算采收率。

CT掃描實驗根據文獻［10］進行。

2 結果與討論

2.1 層間差異儲層動用規律分析

模型1上層滲透率為200 mD，下層滲透率為400 mD，上下層滲透率差距較小，巖心CT掃描結果如圖1所示。由圖1可知：巖心剩余油主要分布在上層，上層有近20%的巖心剩余油未被動用，其他波及部分動用率為50%左右。下層剩余油動用率比上層高，除20%剩余油未被動用，其他大部分剩余油動用率為75%左右，小部分動用率達100%，剩余油相對較少。上下層動用率差距較小，總體原油動用率均較低，剩余油較多。

圖1 模型1的CT掃描圖

模型2上層滲透率為200 mD，下層滲透率為700 mD，上下層滲透率差距較大，巖心CT掃描結果如圖2所示。由圖2可知：巖心剩余油主要分布在上層，上層30%左右的巖心剩余油未被動用，其他部分動用率為50%左右。下層剩余油相對較少，大部分巖心剩余油動用率在50%～75%，少部分動用率達100%。上下層動用率差距增大，總體動用率升高，剩余油降低。

圖2 模型2的CT掃描圖

模型3上層滲透率為200 mD，下層滲透率為1 000 mD，上下層滲透率差距最大，巖心CT掃描結果如圖3所示。由圖3可知：巖心剩余油主要分布在上層，上層剩余油動用率比下層高。下層剩余油相對較少，剩余油未被動用部位極少，大部分動用率在75%以上，部分剩余油動用率達100%。上下層動用率差距最大，總體動用率最大，剩余油最少。

圖3 模型3的CT掃描圖

設置3個儲層原油黏度均相同，滲透率差不同，橫向比較3個層間滲透率差異儲層。從巖心CT掃描結果可以發現其動用規律有以下2個特征。①3個層間滲透率差異儲層模型均主要動用高滲透層原油，高滲透層原油動用率較高，低滲透層原油動用率較低。這是由于低滲透層滲透率低，孔隙少，原油較難采出；高滲透層滲透率高，孔隙多，原油較易采出。②滲透率差小的層間滲透率差異模型，上下兩層采出率差距較小，隨滲透率差的增大，上下層采出率差距增大。

2.2 層間滲透率差異儲層采收率分析

表2為層間滲透率差異儲層采收率情況。由表2可知：層間滲透率差異儲層的滲透率越大，采收率越高；層間滲透率差值越大，采收率越高。滲透率的提高更有利于高滲層動用率的提高，高滲層動用率高于低滲層。降黏劑驅對高滲層影響顯著，降黏劑驅后，高滲層動用程度最大，采收率提高幅度達到7.07%；低滲層整體動用程度低，高滲層整體動用程度高，后續水驅貢獻更大。

表2 層間滲透率差異儲層采收率

3 結論

1）層間滲透率差異儲層采收率隨滲透率的提高而提高，滲透率的提高更有利于高滲儲層動用率的提高。

2）層間滲透率差異儲層模型均主要動用高滲透層原油，高滲透層原油動用率高于低滲透層原油動用率；滲透率差小的層間滲透率差異模型，上下層采收率差距較小，隨滲透率差的增大，上下層采收率差距增大。