油砂山储层润湿性及水驱油实验研究

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柴达木盆地油砂山油田
储层润湿性及水驱油实验研究
臧士宾潘长春
(青海油田勘探开发研究院)
摘要:通过对柴达木盆地油砂山油田油砂1井和油砂2井密闭取心获得的岩心进行润湿性及水驱油实验研究,判定油砂山油田的储层为优先水湿的亲水油藏;预测了油砂山油田注水开发的无水驱油效率和最终驱油效率,并对水驱过程中的见水规律进行了分析,从而为油砂山油田的注水开发提供了参数。

主题词:柴达木盆地油砂山油田润湿性水驱油效率
概况
油砂山油田位于青海省柴达木盆地西北部。

构造主高点在油砂沟高点上,是一个北西南东向、北翼缓、南翼陡、顶部较平、不对称的半箱状背斜构造。

该构造上部N21层位为棕黄、棕红色砂质、钙质泥岩,泥质粉砂岩,砂岩和砾状砂岩;下部N1层位为绿灰、棕灰色泥岩,钙质泥岩,钙质粉砂岩,砂岩和少量砾状砂岩。

储集层具有:油层非均质、油层多而薄、纵向分布井断长(100~560米)、埋藏浅(100~700米)等特点,是主要受构造因素控制的孔隙型砂岩油藏。

油藏原始地层压力为2.73 MPa,驱动方式为溶解气驱,天然能量不足,地层原油属低硫石蜡基原油。

密度为0.852~0.857 g/cm3,粘度6.75~28.53 mPa.s。

地层水矿化度为(7~25)×104mg/L,密度为1.03~1.25 g/cm3。

为保证青海油田能够长期高产稳产,寻找后备产能,于1991年特在油砂1井和油砂2井进行密闭取芯,并开展了润湿性和水驱油实验研究,为今后油田注水开发提供参数。

实验条件
润湿性的测定采用常压自吸方法;水驱油实验采用非稳态法。

因油砂山油田加权平均得出的油藏中部深度为372米,求得此深度下的地层温度为
18.8℃,故整个实验过程都是在控制温度为20℃的恒温箱内进行。

实验样品准备
实验用油是采用工业液体石蜡与处理煤油混合配置而成的模拟油。

其粘度与地下原油粘度近似,即模拟油粘度为9.110 mPa.s。

实验用水是根据地层水矿化度配成的盐水,其矿化度为17.2×104mg/L,20℃下其粘度为1.43 mPa.s。

润湿性分析
润湿性是储层岩石的一个重要特征之一,它决定着油水在孔隙介质中的分布状态。

因此它既会影响到孔喉毛管力的状态,又能影响地层流体的驱替效率。

选取油砂山油田共23块新鲜岩样进行了润湿性测定,结果见表1。

从两口井的测试结果看,水润湿指数大于油润湿指数,其油层岩心都自动吸水,即油砂山油田油层为强亲水油层。

水驱油分析
共选取油砂山油田16块新鲜岩样进行了水驱油实验,其中油砂1井11块,油砂2井5块。

1.油水相对渗透率分析
根据贝克莱和列维尔特的一维两相水驱油基本理论,并用约翰逊法整理,对油砂山油田16块水驱油实验样品求出了油水相对渗透率与含水饱和度的关系(见图1)。

根据相对渗透率曲线可知:等渗点下含水饱和度41.9%~58.9%,平均为48.8%,等渗点下相对渗透率为3.3%~13.8%,平均为7.6%,最大含水饱和度时的水的相对渗透率为4. 9% ~ 49.1%,平均为26.9%。

由16块样品的相对渗透率曲线可看出,有4块样品出现异常,即水相渗透率曲线弓向含水饱和度坐标轴(见图2)。

2.水驱油特征分析
从油砂山油田进行水驱油的16块样品不同的注入倍数的驱油效率可以看出:
a.
实验测得的16块样品见水时的注入倍数在0.138~0.421之间,平均注入0.249倍的孔隙体积时见水。

而无水驱油效率在13.9%~47.2%之间,平均32.3%,这对于无水驱油效率来说是较高的。

对于亲水油藏,毛细管力是水驱油的动力,而且孔道越小,毛细管力越大,水也易进入小孔道,将其中的油驱替出来,所以有较高的无水驱油效率。

应指出,对于亲水油藏的注水开发,要获得较高的无水驱油效率,其注水速度就不能太快。

b.通过16块样品的水驱油实验发现,岩心末端刚一见水,其后的含水上升很块。

在注入0.5倍孔隙体积的水时,含水率已达76.6%~93.1%,平均87.0%,其对应的驱油效率为 32.2% ~53.8%,平均41.4%。

当注入1倍孔隙体积时,含水率已为90.7%~98.5%,平均94.6%,此时对应的驱油效率为36.7%~57.2%,平均45.8%。

含水上升快是亲水油藏的一个特点。

因为亲水油藏见水时,油藏已水扫部分中的可采原油基本被驱替出来了。

c.16块样品的水驱油实验测出,在水驱油结束时的最终驱油效率为46.9%~68.1%,平均
56.5%,这一数值也不是很低。

关于最终驱油效率与润湿性的关系,目前国内外尚无定论。

不过,有两点已被人们承认:一是亲水油藏无水驱油效率高;二是亲水油藏油井见水后含水上升快。

对于油砂山油田的注水开发,要结合这些特点,合理布置开发方案。

结论
a.通过对油砂山油田的润湿性测定,确定该油田的储层岩石为亲水性质。

b.油砂山油田束缚水饱和度和残余油饱和度平均值较高。

因此,有相当一部分油仅靠常规注水开发是采不出来的,应开展一些提高采收率的方法研究。

c.该油田的无水期驱油效率较高,这与油藏的亲水性有关。

最终驱油效率为56.5%。

d.该油田在注水开发中,油井一旦见水,以后的含水上升就很快,容易发生指进现象,应做好堵水工作。

参考文献
1.杨训庭,周柔嘉,1989年,油藏采收率原理与应用,重庆大学出版设。

2.张博全等,1989年,油气层物理学,中国地质大学出版设。

作者简介:臧士宾男,29岁,工程师,1987年毕业于华东石油学院采油专业,现从事油田开发实验分析研究工作。

1994年赴加拿大参加“专项岩心分析”技术培训。

通讯地址:甘肃敦煌七里镇,邮政编码 736202。