低滲透油藏提高采收率技術研究

潘鐸

遼河油田遼興油氣開發公司 遼寧 盤錦 124010

我國低滲透油藏的分布相對較廣。低滲透油藏主要指的是滲透性能相對較差的油藏，該種類型的油藏又被稱為致密油藏，在對其進行開發作業的過程中，需要進行全面的壓裂改造，此時油藏才能進行正常的開發作業，我國的低滲透油藏可以分為3種類型，滲透率處于50～10mD的油藏被稱為低滲透油藏，滲透率處于10～1mD的油藏被稱為特低滲透油藏，滲透率處于1～0.1mD的油藏被稱為超低滲透油藏[1]。通過對低滲透油藏的開發進行分析發現，盡管采取了壓裂改造措施，但是其采收率仍然相對較低。針對該問題，本次研究首先對該種油藏開發的問題進行系統分析，對提高采收率的技術進行深入研究，以此推動我國低滲透油藏開發的進一步發展。

1 低滲透油藏開發作業面臨的問題

對于低滲透儲層而言，由于其孔隙相對較小，喉道相對較細，孔隙之間的連通性相對較差，孔喉比也相對較大。因此，孔喉的作用相對較強，比表面積相對較大，對于原油以及原油附近的巖石而言，邊界層的厚度相對較大，受到賈敏效應以及表面分子作用的嚴重影響，使得低滲透儲層中的流體表現出了非達西滲流規律特點，這不但會對原油的采收率產生嚴重影響，還會對低滲透儲層滲流規律研究產生一定的影響，在進行原油開發的過程中，啟動壓力梯度相對較大，事實上，隨著滲透率的逐漸降低，啟動壓力梯度將會逐漸提升[2]。通過對低滲透儲層進行深入研究發現，儲層之間存在斷層隔斷，變異系數以及滲流阻力都相對較大，盡管存在一定量的邊底水，但是邊底水的活躍性相對較差，儲層中的彈性能量相對較小，在進行能源開發作業的過程中，地層能量的衰減速度相對較快，在油井見水以后，其產液量以及產油指數都將會快速降低。一般情況下，在含水率達到40%～50%之間時，油井的產油指數僅處于0.1～0.2之間。另一方面，低滲透儲層的應力敏感相對較為強烈，在儲層的圍限壓力提升時，儲層的滲透性將會變差，儲層的滲透率可以降低10%～50%，低滲透儲層具有低滲透率的基本特點，這使得儲層中的毛細管力相對較大，且在孔隙中含有大量的黏土礦物以及雜質，對于黏土礦物而言，其水敏性相對較強，膨潤度相對較大，如果注入地層中的流體與地層中的天然流體并不匹配，則容易在儲層中產生沉淀，導致儲層的滲透率進一步降低，為了提高低滲透油田的開發效率，一般會采用注水開發的方案，通過向地層中注入大量的水資源，使得地層中的能量提升，注水開發的經濟性相對較強，且不會產生環境污染問題，但是在注入大量的水資源后，可能會導致孔隙系統的飽和度大幅提升，在儲層中產生束縛水，這是影響原油開發的重要因素[3]。對于低滲透儲層而言，其非均質性也相對較為嚴重，對于砂巖油藏而言，其主要以微裂縫和潛裂縫為主，在原始地層中，這2種類型的裂縫主要以閉合狀態為主，為了提高油田的開發效率，在進行原油開采之前，需要對地層進行合理的壓裂作業。在經過酸化壓裂以后，地層中的裂縫將會逐漸開啟，盡管其導流能力得到了一定的提升，但是裂縫與基質滲透率之間具有一定的差異，沿著裂縫方向可能會出現水竄或者水淹等問題，最終導致地層中能源的動用程度嚴重降低[4]。

2 低滲透油藏提高采收率的技術研究

2.1 聚合物驅技術

聚合物驅技術屬于一種相對較為先進的化學驅油技術，在使用聚合物驅技術的過程中，所采用的聚合物主要以水解聚丙烯酰胺以及改性的產物為主，其主要是通過提升地層中水相的黏度，使得水油之間的流度比降低，進而達到增大宏觀波及體積的目的。另一方面，聚合物具有一定的粘彈性，這可以有效提升洗油效率，對于低滲透油田而言，盡管使用聚合物驅技術可以大幅提升原油開發效果，但是隨著注入壓力的逐漸提升以及聚合物尺寸的逐漸增加，聚合物將難以進入到油層的孔隙之中，因此，需要盡可能降低聚合物的相對分子質量，防止出現上述問題[5]。但是，如果聚合物的相對分子質量過低，則整個體系的黏度將難以得到保障，聚合物驅技術也將會失去自身的優勢，在不同地層使用聚合物驅技術的過程中，首先需要對聚合物的相對分子質量進行合理的設計，使其達到最優值，進而使得聚合物注入性能與采收率之間的關系得到平衡，最終提高低滲透油田的經濟效益。目前，國內外學者對該項技術進行了深入研究，侯志等對低滲透巖心進行了深入研究，對聚合物進行了篩選，最終優選出了樹枝狀締合聚合物，使用該種類型聚合物進行原油開發的采收率與水驅相比高出7.17%，王國鋒等研究發現，在注入低黏度的聚合物以后，隨著孔喉比的逐漸減小，低滲透巖心孔隙中剩余油的含量將會逐漸減小，同時，隨著聚合物黏度的逐漸增加，含剩余油的孔隙比例也將會逐漸減小，證明聚合物驅的效果相對較好。通過對目前的研究成果進行分析發現，聚合物驅技術盡管具有明顯的應用優勢，但是聚合物可能會在地層中產生剪切降解問題，因此，在使用該技術的過程中需要考慮該項技術的適用條件。

2.2 復合驅技術

復合驅技術也屬于一種較為先進的低滲透油藏開發技術，該項技術具有聚合物驅技術和表面活性劑驅技術的應用優勢，可以大幅增加地層中的波及面積，同時，還可以使得洗油效率得到提升，將表面活性劑與聚合物相互混合，可以提升聚合物的注入效果。對于我國的部分低滲透油藏而言，其更容易進行水驅，進行聚合物驅的難度相對較大，此時可以引入復合驅技術。目前，常見的復合驅技術主要以二元復合驅技術為主，對于三元復合驅技術的研究相對較少。三元復合驅技術主要指的是將聚合物、表面活性劑和堿性物質三者混合，以此提高低滲透油藏的開發效率。通過對三元復合驅技術進行分析發現，其成分相對較為復雜，在使用該技術的過程中可能會出現色譜分離現象，最終使得整個體系的驅油效果下降。另一方面，堿性物質的加入也可能會引發其他多種類型的問題，如果原油中酸性物質的含量相對較低，則不能使用該技術，同時，對于進入到儲層中的堿液而言，其可能會產生黏土礦物膨脹現象，最終導致地層中的孔隙進一步減小，孔隙甚至可能會出現堵塞，堿性物質的加入會導致地層中的pH值提升，使得硅離子以及鈣離子等成分逐漸形成沉淀，這種沉淀不但會在地層中產生，還可能會在采出井的井筒中產生，使得原油開發設備的磨損提升，采油成本費用提高，在使用三元復合驅技術的過程中，還可能會出現采出液難以進行分離的問題。在儲層溫度低于75℃且礦化度低于104mg/L的前提下，二元復合驅技術可以得到成功應用，但是在儲層的滲透率過低的前提下，不建議使用二元復合驅技術，這主要是因為隨著滲透率的逐漸降低，不可入孔隙的體積將會逐漸增大，此時必然會導致波及體積逐漸減小，在向地層注入聚合物的過程中，如果儲層的滲透率相對較低，聚合物的剪切作用將會增強，聚合物的應用效果將會逐漸降低。

2.3 微生物驅技術

微生物驅技術主要是利用微生物的代謝活動，對地層中的原油進行降解，使其流動性得到一定的提升，在微生物代謝的過程中，還可以產生大量的氣體，這些氣體可以對地層中的壓力進行補充，進而達到提高采收率的目的。對于低滲透儲層而言，微生物主要是進入到微小孔隙中，在孔隙中進行代謝，代謝過程中將會產生大量的有機酸和無機酸，例如甲酸和碳酸等，這些酸性物質可以對巖石進行降解，進而使得孔隙之間的連通性得到提升，同時，微生物生命活動的過程中還可以產生大量的有機鹽和無機鹽，這些鹽類可以達到清理孔喉的作用，使得孔喉的連通性進一步提升。但是如果儲層中的孔隙相對較小，則微生物的運移將會受到一定的影響，同時，該項技術對于地層中的溫度和礦化度也具有一定的要求。事實上，在使用微生物驅技術的過程中，最好可以選擇使用復合菌種，復合菌種的應用效果相對較好，對于一般微生物而言，在溫度為20～80℃區間內可以存活，如果地層中的溫度超過這一區間，則不建議引進微生物驅技術。

2.4 深部調驅技術

我國部分低滲透油田已經進入到開發的中后期階段，原油含水率的提升速度相對較快，且油藏的非均質性也在逐漸提升，隨著開發作業的持續進行，在裂縫位置處非常容易出現竄流現象.為了防止出現該種類型的問題，可以引入堵水調剖技術，常見的調剖劑相對較多，可以簡單將調剖劑分為顆粒類、樹脂類以及泡沫類等多種類型，但是樹脂類調剖劑的應用效果相對較差，其封堵時間相對較短，同時，還可能會在地層中產生繞流作用，使得封堵效果進一步降低。目前，凍膠類以及聚合物微球類調剖劑的應用相對較為廣泛，且應用效果相對較好。對于特低滲油藏而言，在進行開發作業的過程中還可以使用納米材料驅技術，該項技術的成本雖然較高，但是應用效果相對較好。

3 結束語

綜上所述，由于低滲透油田地層中的孔隙度相對較低，非均質性相對較強，對原油進行開發的難度相對較大，為了達到提高油田經濟效益的目的，需要對常見的提高采收率技術進行深入研究以及分析，對提高采收率技術進行合理的篩選和應用，以此提高原油的開發效率和開發效果。