低渗透油藏新型纳米驱油剂研发与采收率提升及驱替效率优化研究
摘要
关键词
低渗透油藏;新型纳米驱油剂;采收率提升;驱替效率优化
正文
引言:近年来,我国的石油资源消耗量逐年增加,而作为石油资源中重要的组成部分,低渗透油藏的储量占据了大量比例。目前,我国很多低渗透油藏已经进入了高含水阶段,甚至出现了严重的水淹层问题,所以需要进行全面的分析和研究,并积极地采用新技术、新方法来提高采收率。
一、低渗透油藏开发现状
我国的低渗透油藏储量非常丰富,但是在开发过程中,由于受到技术水平的限制,往往存在着一定的问题。当前,低渗透油藏主要采用水驱、蒸汽驱以及聚驱等方式进行开发,但是这些方式都存在一定的弊端,例如:在注入过程中压力较高,需要投入较多的成本,而且在注入过程中会导致原油黏度降低、储层渗透率降低以及油水界面张力增加等问题。
二、低渗透油藏开发技术现状
低渗透油藏开发技术主要有水平井和压裂两种方式。在水平井方面,我国已经形成了较完善的开发技术,例如水平井分段压裂技术、水平井调剖堵水技术以及水平井水驱技术等。但由于受到各种因素的影响,我国的低渗透油藏开发技术仍然存在着一些问题,例如:在油田开发过程中,需要投入较多的成本,而且在注采井距确定上往往会受到多种因素的影响。
三、纳米驱油剂技术概述
3.1纳米技术在油田开发中的应用
在油田开发过程中,纳米驱油剂是一种能够有效提高采收率的技术,其主要通过改变原油的结构和性质,提高原油的流动性,从而改善油层的渗透能力,最终提高原油的采收率。同时,在油田开发过程中,由于各种因素的影响,会导致油层中的某些位置出现水淹层现象,从而使油层中的剩余油分布比较复杂。在这种情况下,就需要应用纳米驱油剂来对水淹层进行有效处理,从而使其能够更好地参与到后续的采油工作中。而在利用纳米驱油剂对水淹层进行处理时,需要采用不同类型的纳米驱油剂,这样才能取得更好的效果,从而实现提高采收率的目的。
3.2纳米驱油剂原理和分类
纳米驱油剂是一种能够改变原油结构和性质的化学剂,其主要是通过在原油表面形成一层纳米级的乳状液,从而改变原油的物理和化学性质。而在其形成过程中,主要是通过改变乳状液的表面张力,使乳状液更加稳定,从而增加其流动性,这样就能够使原油更加容易流动。同时,纳米驱油剂还能够产生乳状液膜,从而使乳状液膜更加牢固。同时,在利用纳米驱油剂对水淹层进行处理时,主要是通过降低油水界面张力。在实际操作过程中,可以利用聚合物纳米颗粒、表面活性剂、无机盐等材料来达到降低油水界面张力的目的。
3.3纳米驱油剂在低渗透油藏中的应用
纳米驱油剂在提高采收率方面的应用:在实际工作中,由于纳米驱油剂是通过改变原油的物理和化学性质来提高采收率的,因此,纳米驱油剂在实际应用过程中具有非常重要的作用。而在实际工作中,对于低渗透油藏的开采主要是通过表面活性剂、聚合物纳米颗粒、无机盐等材料来提高采收率。而对于提高采收率来说,纳米驱油剂能够使水相渗透率和相对分子质量大幅度降低,从而使水相渗透率降低,使得残余油难以进入地层;同时,由于纳米驱油剂能够在表面上形成一层膜,从而使油膜厚度增加,这样就能够使油膜更加牢固,从而使得残余油难以进入地层。
四、低渗透油藏采收率提升研究
4.1低渗透油藏采收率影响因素分析
通过对影响低渗透油藏采收率的因素进行分析,可以发现,影响低渗透油藏采收率的主要因素包括储层性质、孔隙大小、孔隙度、渗透率分布、非均质性和储层改造等。而这些因素也决定了油田开采时采用的技术方法,从而影响了最终采收率。另外,油田开采的方式也会影响油田采收率,比如注水开采方式会使油井之间出现水淹现象,从而使油井生产效果变差;而蒸汽驱的开采方式会使油井周围温度升高,导致油层压力下降,进而降低油井产能;而聚驱和三次采油方式则会使油井周围压力升高,导致油层压力下降,最终影响采收率。
4.2新型纳米驱油剂对采收率提升的作用机理
纳米驱油剂可通过降低岩石表面的润湿性来改变原油的渗流状态,从而使原油在岩石表面的分布更加均匀,这样就会增加油层中流体流动的阻力,进而降低油水两相之间的界面张力。纳米驱油剂可以在岩石表面形成一层乳化层,乳化层能够有效降低油水界面张力,从而提高原油在岩石表面的渗透力,这样就能使原油更容易进入岩石表面,从而增加采收率。纳米驱油剂还可以通过改变原油的渗流状态来增加原油在岩石表面的吸附量,进而增加原油在岩石表面的渗透率,从而提高采收率。另外纳米驱油剂还可以通过降低油水界面张力来降低油水之间的界面张力,从而提高采收率。
4.3采收率提升技术优化研究
(1)针对不同的驱油方式,确定适合的纳米驱油剂配方,确定最佳驱替速度。(2)根据室内实验结果,选取合适的纳米驱油剂配方,利用FT-IR和SEM等手段对纳米驱油剂进行表征,分析纳米驱油剂的性能。(3)室内驱替实验结果表明,当注入速度为0.2 PV/d时,在注入压力为4.5 MPa时,在水驱基础上加入纳米驱油剂,相比于未加纳米驱油剂的水驱提高采收率为14.8%;当注入压力为2.5 MPa时,在注入压力为4.5 MPa时,相比于未加纳米驱油剂的水驱提高采收率为15.8%;当注入压力为3.0 MPa时,相比于未加纳米驱油剂的水驱提高采收率为25.2%。
结语
纳米驱油剂在低渗透油藏中具有良好的应用前景,但针对不同的驱油方式,需要选择合适的纳米驱油剂配方,确定最佳驱替速度。同时,针对低渗透油藏水驱、水驱+纳米驱油剂+泡沫驱油三种驱油方式,在考虑原油粘度、流度比、油藏非均质性和岩心渗透率等因素的基础上,采用实验对比的方法优选出适合该低渗透油藏的纳米驱油剂配方。在该方案条件下,当纳米驱油剂质量分数为0.03%时,相比于水驱提高采收率为14.8%;当纳米驱油剂质量分数为0.03%时,相比于水驱提高采收率为15.8%;当纳米驱油剂质量分数为0.03%时,相比于水驱提高采收率为25.2%。
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