考虑微观界面力学效应的低矿化度水驱渗流特征模型

为更好地描述低矿化度水驱的渗流特征,首先通过岩心驱替实验,验证了低矿化度水驱提高采收率的潜力。在此基础上,建立不同离子类型与矿物间微观界面作用的毛管束数学模型来模拟低矿化度水驱过程,通过岩心驱替实验进行模型验证,在相渗曲线拟合成功后,使用模型分析特征管径、离子价态与浓度对渗流的影响。结果表明:随着特征管径的减小,界面作用对采出程度的影响增加,当特征管径从20μm减小到5μm时,采出程度从2.9%扩大到30.5%,当毛管阻力较大时,常规水驱提高采收率效果有限,孔隙中存在大量残余油;低矿化度水驱可有效提高采收率,且离子价态是影响低矿化度水驱效果的主控因素,使用Na+的低矿化度水驱采出程度提高7.85百分点,而Ca2+则为4.83百分点。建立的毛管束模型可模拟不同离子类型与矿物间的低矿化度水驱效果,为油田现场的低矿化度水驱开发提供更好的理论指导。

延长油田致密岩性储层低矿化度分层注水技术研究

研究表明低矿化度水注水(LSW)具有提高采收率的潜力。考察二氧化硅纳米颗粒(NPs)在砂岩上的吸附以及其在LSW驱油过程中对流体/岩石相互作用的影响。在砂岩表面的等温静态吸附实验中,纳米颗粒在石英表面表现出比高岭石更高的吸附亲和力。随着盐度的增加,纳米颗粒的吸附能力增强。动态吸附实验中,注入约0.033 g纳米颗粒与示踪剂(约0.13 g氯化锂),估计NPs在岩心驱替过程中的不可逆吸附约为35%,而岩心驱替的解吸率约为21.2%。质量平衡分析实验结果显示,pH对纳米二氧化硅的吸附/脱附过程有一定影响,碱度的增加有利于纳米颗粒的脱附。与单独使用LSW和NP驱相比,在LSW和NP复合驱过程中,纳米颗粒在矿物表面的吸附减少了矿物的溶解。表面力估算表明,LSW与NPs的结合降低了矿物颗粒之间的斥力。将LSW和纳米颗粒相结合形成协同效应,从而降低了砂岩储层的地层损害概率。

基于润湿性改变的低矿化度水驱提高采收率

低矿化度注水是指向油藏注入含有离子浓度较低的水,通常注入水的矿化度低于5000 mg·L^(-1)。大量的室内实验和少量矿场测试证实了低盐水驱能够提高砂岩和碳酸盐岩油藏的采收率。首先开展了岩石薄片润湿角测试实验,结果表明低矿化度盐水能够改变岩石表面的润湿性,而且不仅与盐水矿化度有关,还与盐水的离子组成和原油组成有一定关系。不同矿化度盐水岩心驱替实验表明,降低注入水的矿化度可以提高岩心的最终采收率,并且在相同矿化度条件下通过优化注入水的离子组成可进一步提高岩心的最终采收率,表明低矿化度水驱具有较大的增油潜力。驱替实验过程中岩心两端压差和出口端流体的pH变化是岩石润湿性变化的直观现象表现,双电层扩散和多离子交换是岩心润湿性变化的主导机制。

珠江口盆地陆丰南文五段低矿化度水化学特征及成因分析

珠江口盆地陆丰南地区文五段水层在测录井响应特征上与油层十分接近,增加了流体识别难度。为明确文五段地层水化学特征及流体成因,对LA-1dSa地层水地球化学特征和文五段水体环境进行分析。结果表明:①文五段地层水矿化度为5038~6944 mg/L,钠氯系数较低、脱硫系数小、变质系数和钙镁系数极高,源于陆相原始沉积水,表现出轻微富Ca^(2+)、贫Mg^(2+)、略微贫Na^(+)的特点,属于氯化钙IV型水,指示地层封闭性好,处于交替停滞带,有利于油气的聚集与保存。②低矿化度特征与本区裂陷湖盆演化密切相关:裂陷期陆相湖盆决定原始地层水为淡水;裂陷高峰期文四段区域性厚层泥岩的发育控制文五段地层形成相对封闭的水体环境,阻碍了深浅地层水的交替作用,影响水体向矿化度增大的演化进程;埋藏期文四段泥岩压实排水和黏土矿物脱水作用进一步淡化文五段地层水。受淡化程度、成岩作用及后期水体交互作用差异性影响,形成文五段现今地层水矿化度分布特征。

泽错大型锂矿盐湖的物质来源及低矿化度成因

泽错盐湖为近年来西藏自治区发现的又一大型锂矿盐湖。基于泽错盐湖详查工作,通过采用遥感解译、地表和湖水卤水水化学调查及固体化学分析等手段,对泽错盐湖大型锂矿的成矿矿物质来源及低矿化度成因进行研究,结果表明:泽错湖水水化学类型为硫酸钠亚型,矿化度40.06 g/L,为低矿化度盐湖;卤水中LiCl品位434.10 mg/L,达到工业品位,LiCl资源量130.13×10^(4)t,资源量达到大型矿床规模;泽错盐湖的成矿物质来源主要有:1)岩浆岩;2)水热活动强烈的深大断裂附近的地下深部物质;3)湖盆第四纪沉积物内的地表物质。泽错盐湖低矿化度成因是湖区所处的气候条件、水盐均衡状态失衡及地貌条件共同作用的结果。为盐湖锂矿成矿研究提供了重要的基础资料,有助于丰富盐湖锂矿成矿理论。

低矿化度水与表面活性剂混注提高稠油采收率机理

针对低矿化度水与表面活性剂混注工艺提高原油采收率机理不清的问题,采用墨西哥东南部砂岩油藏储集层岩心和稠油样品,开展了加入表面活性剂和未加入表面活性剂条件下的低矿化度水岩心驱替实验,并结合层析分析方法,研究驱替过程中岩心内部的变化。结果显示,低矿化度水和表面活性剂混注工艺能够提高采收率,实验中低矿化度水驱与混注工艺提高岩心采收率11.4个百分点。低矿化度水驱使得岩心中产生多种现象,例如润湿性改变、pH值变化、离子交换、矿物溶解、微粒运移和原油组分变化等。在表面活性剂驱替过程中,界面张力降低和润湿性改变是提高采收率的主要机理。以往研究认为低矿化度水驱提高原油采收率需要储集层中存在高岭石或原油为高酸值原油,但驱替实验结果表明这两点并非必要条件。

二氧化硅纳米颗粒与低矿化度水对Berea砂岩润湿性的影响

为了研究亲水SiO_(2)纳米颗粒与低矿化度水对无黏土人造Berea砂岩岩心润湿性的影响,在不同纳米颗粒质量分数和盐水矿化度下开展了毛管压力、界面张力、接触角和Zeta电位测试及动态驱替实验,采用美国矿务局(USBM)润湿性指数量化砂岩润湿性的改变,评估纳米颗粒的稳定性和滞留性及纳米流体提高原油采收率的效果。研究表明,SiO_(2)纳米颗粒与低矿化度水混合驱替可以使砂岩更加水湿。随盐水矿化度降低、纳米颗粒质量分数增加,油水界面张力和接触角均减小;当盐水矿化度降至4000 mg/L,纳米颗粒质量分数增至0.075%时,润湿性改变最为明显,此时原油采收率提高约13个百分点。盐水矿化度为4000 mg/L、SiO_(2)纳米颗粒质量分数为0.025%时,纳米颗粒滞留引发的渗透率伤害最小。

低矿化度水驱技术增产机理与适用条件

针对最新提出的注入水低矿化度提高原油采收率问题,展开了对低矿化度水驱技术全方位研究。通过对文献调研、实验和油田试验数据对比分析,表明低矿化度水驱增产的主要原因是黏土微粒迁移储层微观改造和润湿性转变,其机理包括微粒迁移、多官能团离子交换、阳离子交换、高价阳离子桥接、双电层离子扩散、pH值变化、低界面张力、降低油水流度比、盐溶作用和胶结物溶解等,各种机理相互协同作用增加原油采收率,由于储层条件不同,会出现某种机理缺失或者某种机理占主导的情况。如果油田具备低矿化度水驱的必备条件,那么控制好注入水的矿化度便能够提升5%~20%的原油产量。低矿化度水驱技术不仅成本低、油田施工步骤相对简单和环境污染小,还可以用于开发海上油田,充分展现了该技术在未来油田开发的潜在价值和广阔空间。

低矿化度水驱研究进展及展望

针对国外低矿化度水驱已运用于矿场实践而国内相关研究还未开展的现状,对低矿化度水驱机理及其存在的问题进行了综述,并对低矿化度水驱的发展趋势作了展望。对于砂岩油藏,低矿化度水驱提高采收率的机理主要为类碱驱、微粒运移以及多组分离子交换引起的储层润湿性改变;而对于碳酸盐岩油藏,低矿化度水驱提高采收率的机理则主要是多组分离子交换引起的储层润湿性改变。原油性质、储层性质、地层水及注入水性质、地层温度等因素均可以影响低矿化度水驱提高采收率的效果。目前低矿化度水驱存在的问题主要包括提高采收率机理不清、低矿化度水源限制、油田储层适应性问题等。最后指出,低矿化度水驱若与现有油田开发技术、煤层气生产技术、低渗透油田及高含水油田开发技术相结合,将会是经济、环保、潜力巨大的提高采收率新技术。

基于DLVO理论的低矿化度水驱对岩石润湿性的影响

为明确润湿性改变机制的主控因素,基于胶体稳定性(DLVO)理论和扩散双电层理论,建立表征岩石-水膜-原油系统界面间相互作用的分离压力数学模型,从微观受力角度对水驱矿化度与离子价型等分离压力影响因素进行敏感性分析;结合Young-Laplace方程和相互作用势能理论,计算不同水驱矿化度与离子价型下的稳定水膜厚度和岩石润湿角。结果表明:水驱离子价型是影响岩石润湿性的主控因素,少量二价阳离子即可产生极负的分离压力,形成厚度为0.375 nm的较薄水膜,水相润湿角维持在约20°;采用一价阳离子水驱时,随着矿化度的降低,分离压力逐渐增大并产生较高的正峰值,形成厚度为5.334 nm的较厚水膜,岩石润湿性转变为完全水湿(水相润湿角为0°),原油最终脱离岩石表面;在油田注水开发过程中,采用一价阳离子的低矿化度水驱在提高采收率上具有更高的潜能。

低矿化度注水提高砂岩储集层采收率的微观机理

低矿化度注水是一项前沿技术,因在碳酸盐岩和砂岩储集层中能提高驱油效果,目前受到广泛关注。本文梳理了砂岩储层低矿化度注水提高采收率的主要微观机理,即润湿性的改变、黏土的膨胀与运移、双电层的扩散等。低矿化度水的质量浓度、离子类型能改变多种黏土内部力平衡及黏土与原油之间的力平衡,造成双电层扩散,最终使黏土出现润湿性的改变以及膨胀运移的现象。低矿化度注水能提高大部分砂岩油藏的采收率。国内大部分砂岩油藏开发已进入中后期,进行低矿化度注水的微观机理研究对砂岩油藏开发有极大的指导意义。

低矿化度地层硼-中子寿命测井

刘应，汪戈壁．低矿化度地层硼┐中子寿命测井．测井技术，１９９８，２２（２）：１３７～１４０因高矿化度水中富含热中子俘获截面高的氯化物，中子寿命测井通常被视为仅适用于高矿化度地层水套管井的剩余油测井方法，而不适合于淡水油田。但硼化物也是易溶于水且俘获截面高的物质。如果用适当的施工工艺和配方，使低矿化度地层水内溶有硼化物，中子寿命测井同样可通过对高俘获截面的响应来观测剩余油含量。文中介绍把中子寿命从高矿化度地层移植到低矿化度地层中的新方法及其效果。在试测中为老油田提供了１０多口井资料，做了产层目前质量的评价、剩余油含量的估算、产液特点的评价、作业对象的确定等四个方面的工作。因测井工艺实用、解释直观、效果显著，颇受用户的欢迎。

黏土矿物类型对低矿化度水驱采收率的影响实验

为定量表征不同黏土矿物对低矿化度水驱效果影响程度,分析低矿化度水驱的作用机理,采用黏土悬浮液对石英颗粒表面的高温黏附技术,制作了石英颗粒表面附着不同黏土矿物的填砂模型,并开展了岩心驱替实验和Zeta电位、接触角测试实验。结果表明:低矿化度水驱对纯石英砂填砂模型提高采收率效果不明显,黏土矿物的存在是低矿化度水驱提高采收率的必要条件;附着高岭石的石英砂模型的水驱采收率随注入水矿化度的降低呈提高趋势,附着蒙脱石的石英砂模型的水驱采收率在初期也随矿化度降低而逐渐升高,但存在一个最高采收率的临界矿化度,其后随注入水矿化度的进一步降低,最终采收率又呈现降低趋势;而蒙脱石黏土遇低矿化度水后,会使附着原油的蒙脱石颗粒膨胀运移而提高洗油效率,但随着离子质量浓度的降低,脱落的微粒增多,堵塞渗流通道,又会影响水驱效果;附着混合黏土岩心和附着蒙脱石岩心具有相似的水驱采收率变化规律,附着混合黏土的岩心模型的水驱效果要好于附着单一黏土矿物的岩心模型。

新型低矿化度活性水驱提高低渗砂岩油藏采收率技术

低矿化度水驱作为一种经济可行、安全环保和驱油效果显著的提高采收率技术,近年来受到越来越多的关注。为进一步提高低渗砂岩油藏的水驱效果,通过表面活性剂的优选实验,提出了一种新型低矿化度活性水驱提高采收率技术,并在室内开展了岩心流动和驱油效果评价实验。岩心流动实验结果表明:在低矿化度水(2500 mg/L)环境下,表面活性剂FHS-101仍能表现出良好的界面活性,且活性水矿化度越低,其浸泡后的岩心薄片表面接触角越小,亲水性越强,天然岩心的渗透率损害率就越大,驱替产出液的pH值和总矿化度就越高。驱油实验结果表明:高矿化度水驱采收率为29%左右,而低矿化度水驱采收率则可以达到34%左右;高矿化度水驱后转高矿化度活性水驱的最终采收率为36.8%,而低矿化度水驱后转低矿化度活性水驱的最终采收率可以达到53.9%。这说明表面活性剂在低矿化度环境中的驱油效果更好,能够有效提高低渗砂岩油藏水驱后的采收率。

低渗透油藏氮气-低矿化度水交替驱油特征及机制

氮气-低矿化度水交替驱是将气-水交替驱中的水段塞替换为低矿化度水段塞。通过试验研究氮气-低矿化度水交替驱驱油特征和提高采收率的机制。结果表明:氮气-低矿化度水交替驱过程中,气体可以进入水难以波及的细小含油孔道,低矿化度水可以增强地层岩石水润湿,促进岩石壁面原油剥离,同时抑制氮气窜流,提高驱替压差,有效提高波及体积和驱油效率;随着渗透率降低,驱替达到稳定状态需要注入的流体体积逐渐增加,提高采收率幅度减小;非均质条件下氮气-低矿化度水交替驱可以有效降低高渗岩心窜流,扩大波及范围;在渗透率级差2~12.3范围内,其采收率较氮气驱提高2.05%~8.08%,较低矿化度水驱提高1.92%~3.97%;随着渗透级差的增大,氮气-低矿化度水交替驱的流动调控能力减弱。

低矿化度水/表面活性剂复合驱提高采收率技术

为进一步提高低渗砂岩油藏水驱后的采收率,结合低矿化度水驱和表面活性剂驱的特点,提出了低矿化度水/表面活性剂复合驱提高采收率技术,并通过室内实验对不同矿化度水以及表面活性剂溶液的综合性能进行了评价。结果表明:低矿化度水(3 000 mg/L)条件下,质量分数为0.5%的TBS-3表面活性剂溶液仍能达到超低界面张力范围,具有良好的界面活性;表面活性剂溶液的矿化度越低,原油/溶液以及岩石/溶液之间的Zeta电位值越小,pH值越高;随着表面活性剂溶液矿化度的逐渐降低,表面活性剂TBS-3在岩心中的吸附损失率增大,岩心入口端面的接触角减小,亲水性增强。岩心模拟驱油实验结果表明,使用低矿化度水/表面活性剂交替注入时的最终采收率可以达到50.3%,明显高于高矿化度水/表面活性剂的40.6%。这说明低矿化度水驱与表面活性剂驱相结合,能够发挥出更好的驱油效果。

碎屑岩地区低矿化度气田的气、水层识别方法——以十屋断陷八屋气田为例

在松辽盆地十屋断陷八屋气田 ,由于气田水的矿化度低 ,使得利用电阻率曲线不能将气层与水层区分开。为了解决这个问题 ,作者依据中子测井的“挖掘效应”原理 ,提出一种识别气、水层的新方法 :首先 ,采用声波和中子孔隙度之间的差值合成一种新的曲线——声波中子合成曲线 ;然后 ,利用自然伽马曲线等划分出砂岩储层段 ;最后 ,利用所合成的声波中子合成曲线进行判别 ,凡大于零者为气层 。

低矿化度水驱技术机理及适用条件研究

本文通过研究,定义了低矿化度水驱的概念,梳理总结了低矿化度水驱提高原油采收率的机理及其适用条件。

低地层水矿化度油藏原始含油饱和度的确定方法研究

苏丹K油田属于典型的低地层水矿化度中渗透性砂岩油藏,在确定油藏原始含油饱和度时,测井法选用印度尼西亚公式解释储层含水饱和度,在此基础上,结合K油田的毛管压力和RFT等资料,研究了利用J函数确定油藏原始含油饱和度的方法。该方法弥补了测井法确定低阻油层段原始含油饱和度失去作用的缺陷,并对测井法确定原始含油饱和度起到一定的约束和验证作用。对比两种方法应用效果可知,综合应用测井法和J函数法能够很好地解决低地层水矿化度且局部存在低阻油层的油藏确定原始含油饱和度的难题,为准确评价油藏储层含油性、定量计算油藏地质储量及开发方案编制等奠定了基础。

碳酸盐岩油藏低矿化度水驱作用机理实验

碳酸盐岩油藏低矿化度水驱应用潜力巨大,为了更好地推广其矿场应用而针对性开展作用机理的实验研究。首先,岩心驱替实验研究注入水矿化度和关键离子组成对采收率的影响;而后,润湿角测定实验分析注入水矿化度和关键离子组成对碳酸盐岩表面润湿性的影响;最终,根据实验结果建立碳酸盐岩油藏低矿化度水驱作用机理。研究发现:低矿化度水驱能有效改变碳酸盐岩表面润湿性进而提高油藏采收率,存在最优矿化度使得碳酸盐岩表面润湿性变化最大、采收率最高;Mg^2+和SO4^2-对碳酸盐岩表面润湿性和原油采收率的影响效果不同;随着溶液中Mg^2+浓度升高,碳酸盐岩表面润湿性变化不断增强、原油采收率不断升高;随着溶液中SO4^2-浓度增加,碳酸盐岩表面润湿性变化先增强后减弱、原油采收率先增加后稳定。碳酸盐岩油藏低矿化度水驱作用机理在于润湿性的改变:①SO4^2-吸附在正电性的碳酸盐岩矿物表面,中和表面电荷,促进了Mg^2+向矿物表面运动;②Mg^2+与碳酸盐岩矿物表面的Ca2+发生取代反应,造成原油组分的解离。