低渗透油层理化学采油技术研究

2023-02-13

引言

依我国石油实际情况而言, 如何加大石油开采力度, 提高石油资源的利用率, 逐渐成为石油企业共同面临的一个问题。以下主要就低渗透油层的物理化学采油技术进行了探讨。

一、低渗透油层的涵义及开采意义

油层储层丰度低、渗透率低、单产井能低的油层, 则称为低渗透油层[1]。它不具备大的油气水流通道, 且液液界面和液固界面会产生很强的作用力, 渗流阻力很大。一般来说, 该类油井不但开采难度大, 且产量不高, 生产非常不稳定。

现阶段, 重视低渗透油层的开采具有巨大的现实意义。在我国, 已发现的低渗透油气田占有重大的比例, 低渗透油田的产能建设规模在油田建设总规模中超过70%的份额, 是油田建设的重要内容。此外, 我国的低渗透油田分布广泛, 且油气藏类型多种多样, 具有很大的开发潜力。大力开发低渗透油层, 是缓解资源供需矛盾的重要措施, 对保障我国社会与经济的发展具有重要作用。

二、低渗透油层的特点分析

1. 地质条件方面

低渗油层的地质特征很复杂, 主要体现在以下这几个方面:第一, 储层物性较差。油层中大多是砂岩, 且其粒度分布范围广, 油层内石油资源分布非均质性特征显著。此外, 储层空隙较小, 石油流动性不强, 加上空隙呈曲折分布, 每个空隙内的表面也很粗糙。第二, 储层内部石油和周围岩石会有广泛接触, 进而产生物理或化学作用, 不利于低渗透油层的渗透。第三, 因为透油层和地表间距离不大, 易和地下水产生接触, 进而使油层含水饱和度要比高渗透油层高。

2. 油层开发方面

低渗透油层如果储层物性太差, 也会增加低渗透油层的开发难度。第一, 低渗透油层因为渗透率较低, 会增加启动压力。第二, 储层渗透率越低, 油层采收率也会越低;第三, 低渗透油层存在很多空隙, 故会有天然裂缝, 开采期间, 如果压力张大, 裂缝也会随之扩大, 进而引起油层非均质性的明显增加;第三, 含水饱和度的增加、油层渗透率的下降及储层流通连动性的降低, 都会缩小单井对泄油的控制范围[2]。

三、物理采油技术在低渗透油层中的应用分析

物理学中的新理论、新方法及新技术在石油开采工程中的应用, 促进了石油采集量的提高, 并改善了低渗透油层的渗透性, 则形成了物理采油技术。尽管物理采油技术的起步相对较晚, 但仍取得了较显著的效果。

1. 声波采油技术的应用

利用弹性介质, 声波能够将质点位移、应压力与速度综合起来, 加上声波穿透力强, 很容易进入到低渗透油层的水层与油层中。声波产生的机械作用, 会直接影响到油层及水层的物理特性、流动形态。除此之外, 声波还能直接对低渗透油层的疏油漏油孔道产生作用, 促进油层泄油能力的提高。该技术主要用在粘土油田、低渗透非均质油田低渗透油田的采油中。

2. 直流电法的应用

将直流电作用在油田上进行开采的技术, 则为直流电法。砂岩中有负电荷, 而电荷和地下水中的正离子间会形成一种库伦力作用, 促进矿物表面形成一种扩散双电层。使用直流电, 可将生产井转化为正极, 而形成的电位差则会导致油层空隙结构发生改变, 进而实现对低渗透油层中油相与水相渗透率的调整, 促进石油流动能力的增加。直流电法可应用于不同类型的渗透油层中, 对油田储层渗透率及岩石特性等均无严格要求, 且能够在每个开采阶段都产生增油的效果, 特别是含水饱和度较高的油层, 能取得更好的采油效果。

四、化学采油技术在低渗透油层中的应用分析

在过去使用的化学采油技术中, 构成要素主要有聚合物碱驱、物驱, 但均是应用于高渗透油层中, 在低渗透油层中则发挥不了应有的功效。近年来, 随着纳米技术的发展, 低渗透油层的化学采油技术又有了新的进展。以下主要分析了两种常用的化学采油技术。

1. 纳米聚硅材料的具体应用

在低渗透油层的注水开采期间, 常会出现一系列问题, 比如注水量低、注水压力高、各个单井注入压力差异大等。纳米材料的应用, 则有效解决了这一问题。纳米聚硅材料有着独特的表面效应体征, 可增加注水井吸水能力, 对各个注水井间存在的压力差异起到平衡作用。纳米聚硅材料的作用原理为:通过对低渗透油层岩石表面湿度的改变, 以利于其憎水性的增强, 从而快速驱散吸附在岩石表面的水层, 促进孔隙间有效半径的增加[3]。纳米聚硅材料中存在的微粒, 还能直接覆盖于粘土表层, 可阻止注入水对油层产生不利影响。

2. 硅油与有机氯硅烷在改变油层润湿性技术中的应用

在低渗透油层中, 岩石润湿较高, 且分布不均匀, 对油与水在油层空隙中的分布及流动产生了较大影响, 进而不利于实现对低渗油层的高效开采。究其原因, 主要是因为硅油会改变砂岩的性质, 使其由水湿性转变为中性润湿, 进而导致岩石的润湿度也发生变化。有机氯硅烷可以让水湿性转化为油湿性。在低渗透油层开采中, 使用化学采油技术, 能够利用对化学试剂用量及使用方式的控制, 促进油层润湿性的改变, 使润湿性始终处于适宜的范围内, 取得良好的驱油效果。

小结

由上述可知, 低渗透油层是我国石油储备的重要组成部分, 而随着市场供需矛盾的日渐突出, 社会对石油的需求也在增加。因此, 实现对低渗透油层的有效开采, 提高石油的产量, 是石油企业近年来的关注的热点。为此, 必须深入分析低渗透油层的特性及开采难度, 并加大对物理、化学采油技术的研究, 才能不断提升低渗透油层的采油率, 为企业与社会创造更多的经济效益, 促进我国经济的健康发展。

摘要：为了解决油田开发难度大、产量低等这些问题, 低渗透油田的油量开采技术在不断进步。鉴于此, 本文先分析了低渗透油田的特点, 再对物理化学采油技术在低渗透油田中的应用进行了探讨。

关键词：低渗透油田,物理采油技术,化学采油技术