纳米液驱油技术是一种新兴的采油技术,它以水溶液为传递介质,在水中形成几百个到几十个甚至几个纳米的小颗粒,具有很大的比表面积和表面能,大大降低了油水界面张力,使得注入流体在冲刷孔隙的过程中,使原油易于剥落成小油滴,而被驱替液驱替出来。另一方面,纳米液的颗粒对小孔道有暂时堵塞作用,从而扩大了波及体积,使未被波及到的原油驱替出来,以达到提高采收率、降压增注的目的。
王家川采油厂杨旗区分布在延长县境内,开发面积67km2,探明石油地质储量2345×104t。从2000年开采至今,开发的低渗透油藏已逐步进入高含水期,采出程度不足3%。期间,我们采用纳米复合采油技术对该区块老井进行驱油效果评价研究。
可提高原油产量的纳米复合采油技术
纳米技术是指在纳米尺度范围内, 研究电子、原子和分子的内在规律和特征, 并用于制造各种物质的一门崭新的综合性科学技术。目前纳米技术在油田采油方面的应用主要表现为,直接在油田工作液中加入纳米级的固体颗粒或者加工成纳米乳液,作为驱油剂来提高原油采收率。
纳米复合采油技术是将由驱油剂、降阻剂、堵水剂等组成纳米复合驱油剂注入地层,通过纳米复合剂对地层中的原油直接作用,改善原油在地层中的流动性,从而提高油井原油的产量。其中的驱油剂可与原油产生混相作用,有效地驱出残余油,在地层中形成向油井运移的类似于活动的“油墙”的原油富集带,具有较长期的远井地带作用。堵水剂可对地层的高含水层封堵作用,使驱油剂更有效地驱油,它对低渗透地层的渗透率伤害很小。
该技术的特点是:能降解部分大分子烃类,减少原油中的重质组份,增加轻质组分;能产生生物表面活性剂,生物表面活性剂比化学表面活性剂稳定,且具有较好的性能;在油层中能产生气体,主要是二氧化碳和甲烷等,这些气体在地层中溶于原油,在一定程度上降低原油地下粘度,有利于原油的流动。其适应的储层条件主要有:油藏构造相对简单,油层连通性好;开发层系较单一;油层厚度2~3米以上;油层有过高产的历史;油井动、静态资料齐全,能够进行效果分析的井。
王家川区域独特结构地质
储层沉积特性分析 王家川采油厂杨旗区位于鄂尔多斯盆地陕北斜坡东部,区域构造为一平缓的西倾单斜,地层倾角小于1o ,内部构造简单,开发主力油层为长61、长62油层段。长61其沉积微相以平原分流河道沉积为主。长62以泥质沉积为主,砂岩厚度小,主砂体呈北东走向,砂地比0.2~0.3。
其储层砂岩颗粒分选较好,颗粒定向排列,成岩作用强烈。对油区储层物性影响较大的成岩作用主要有胶结作用和溶蚀与交代作用。
其砂岩主要储集空间有粒间孔、粒间溶孔、粒内溶孔等,以不同形式叠加组合,构成多种孔隙组合类型,包括粒间孔—溶孔型、溶孔—粒间孔型、粒间孔型、微孔型及复合型等;孔喉类型主要有大孔—细喉型和小孔—细喉型,储集类型受沉积和成岩作用的控制,分布不均衡。
储层物性分析 该区块长6储层的孔隙度最大值为15.12%,最小值为1.52%,平均值为8.%;其渗透率最大值为7.79×10-3µm2,最小值为0.02×10-3µm2,平均值为0.56×10-3µm2;其中,长61的孔隙度为7~11%,长62的孔隙度7%~9%;长61的储层孔隙度、渗透率最高,长62、孔、渗平均值接近,长61、长62油层组平均含油饱和度为52%、50%。(见表1)
由此可以看出,纵向上长6储层自上而下孔渗变差,平面上孔隙度、渗透率分布和砂体分布没有明显关系,二者相关性较差。油层和水层为同一水驱油层系统,开发层系较单一,储层构造相对简单。
纳米采油技术的现场应用
试验方案 本试验主要分室内试验和现场试验两部分,室内试验主要目的是评价驱油剂与原油配伍性,通过对试验井样油加入纳米复合驱油剂,观察其乳化能力来分析驱油剂中的微生物与研究区块原油的物性的匹配性。现场试验主要是选5口试验井,通过高压泵将浓度为2%纳米复合剂混合溶液注入油层内,关井5天,使得纳米复合驱油剂中的微生物有了充分的时间分解原油的胶质、蜡质,并在产生的活性剂、生物气,有机酸这些物质的协同作用下降低原油粘度和表面张力,改善原油的流动性。
现场施工设计 起出生产管柱,认真检查下井工作的油管丝扣,更换坏油管,保证油管丝扣不刺不漏;下入Φ73mm油管探沙面至油层以下20~25m否侧进行冲砂洗井至人工井底;按设计下入作业管柱,采用上下封隔器封固作业井段;接管线,用清水对管线试压25MPa,不刺不漏为合格;先小排量替油入罐,后大排量挤入前置液并观察井口,使得封隔器坐封,正常挤入15方纳米驱油剂,最后挤入顶替液3m3;要求排量0.5m3/min左右,施工泵压不超过15MPa。停泵,关井反应按120小时(5天);起出解堵管柱,抽油泵下至(原位置)投产排液。
油田增产新技术
驱油剂与地层原油配伍性实验 对试验井中的1#和2#井产前和产后原油进行了乳化试验,其试验方法是:分别称取油样2个(每个20g)分2组,一组加驱油剂,一组作对比组,置于500ml三角瓶中,在每个瓶内都加入纳米复合驱油剂浸没原油,把玻璃瓶放入震荡恒温箱内,在25℃条件下恒温5天。其结果如图1所示,并测试试验前后原油的粘度变化情况,其结果如图2所示。
由图1可知,所有加入驱油剂后的油样都呈现出很好的乳化分散现象, 乳化试验结果表明,驱油剂中菌液与现场目的层原油有良好的配伍性,微生物乳化原油效果明显,作用时间短,菌种繁殖快,有利于微生物产生各种代谢产物,增强微生物对原油作用的综合效果,有利于油藏孔隙中油水界面的混合,从而使部分残余油进入可流动状态,提高油藏的微观洗油效率。
从图2可以看出,1#和2#试验井在试验后的粘度均低于试验前,其中1#试样井的原油粘度降级了12%,2#试验井降低了8%。这主要是由于所加的纳米复合采油剂中含有降阻剂,在注入地层后,与地层的原油发生作用,在油层中产生了气体,主要是二氧化碳和甲烷等,这些气体在地层中溶于原油,降低了地下原油的粘度,有利的提高了原油的流动性,从而可以看出纳米复合采油剂中的降阻剂降阻效果很好,试验数据也验证了这一点。
现场试验效果对比分析 选取5口试验井,对其试验前后产量进行了动态监测,并统计了试验后的增产效果。以90天为一个统计周期,试验井基本数据如表2。试验后产量统计数据见图3和图4。
由图3、图4产量统计结果可知,5口试验井的产量都得到了提高,措施后日平均产量增产最高为0.46吨/天,最低为0.16吨/天,最高提高了640%,最低提高了160%。累积产量增产最高为34.2吨,最低为23.4吨。从统计的结果可以看出:纳米复合采油增产技术在该研究区块的驱油效果很明显,可以作为一种增产技术在该区块进行推广。
投入产出比分析 单井投入:通井作业费2000元,水费1200元,泵车作业费2000元,材料费及其它费用24,800元,总计30,000元。
单井产出:按最低平均单井日增产计算,每井可累计增产不低于23.4吨。依据延长油田股份有限公司下发的投入产出比计算公式:增加投资(元)/2057×增产原油(吨),纳米复合采油增产技术投入产出比= 30,000元/2057元/吨×23.4吨=1:1.6。
采用纳米复合采油剂后,该研究区块试验井的单井产量明显提高,且投入产出比高,建议继续研究和推广该技术在油田的应用。