[发明专利]一种确定非均质油藏离子匹配水驱前缘位置的方法

说明书

本发明提供了一种确定非均质油藏离子匹配水驱前缘位置的方法。方法包括：获取目标油藏各个层位的地层水驱和离子匹配水驱相渗曲线，进而确定目标油藏各个层位离子匹配水驱有效盐度范围内标准化相渗曲线；基于目标油藏各个层位的地层水驱相渗曲线和离子匹配水驱有效盐度范围内标准化相渗曲线，确定目标油藏各个层位的地层水驱和离子匹配水驱分流量曲线，进而确定目标油藏各个层位的地层水驱前缘和离子匹配水驱前缘的含水饱和度及分流量；基于目标油藏各个层位的地层水驱前缘的含水饱和度以及地层水驱相渗曲线，确定目标油藏中渗透率最高层位地层水驱见水突破时刻其余层位的地层水驱前缘位置，进而确定目标油藏各个层位的离子匹配水驱前缘位置。

技术领域

本发明涉及油气田开发技术领域，特别涉及一种确定非均质油藏离子匹配水驱前缘位置的方法。

背景技术

海相孔隙型碳酸盐岩油藏是重要的油藏类型之一，目前海相孔隙型碳酸盐岩油藏提高采收率潜力巨大。当前，海相碳酸盐岩主力油田逐步转入规模注水阶段，但高效开发面临诸多难题，主要表现为以下四个方面：(1)储层平面及纵向非均质性严重，发育大量隐蔽的隔夹层及高渗透“贼层”，油层纵向动用差异大；(2)压降大、递减快，导致生产井见水早、水窜现象突出；(3)孔隙结构复杂，微观水驱油效率偏低，仅为40％-60％；(4)地层水矿化度高通常处于13×10⁴-29×10⁴mg/L，水质偏酸性，管柱腐蚀严重。

传统的水驱油田提高采收率技术(如聚合物驱、三元复合驱等)在中东地区工业化应用中面临油藏适应性及配伍性差等巨大难题，矿场应用效果差异较大。室内实验及数值模拟研究表明，对碳酸盐岩油藏进行浸润调控，使岩石表面由油湿或混合润湿向水湿转变，能大幅降低残余油饱和度，提高水驱油效率，对于碳酸盐岩油藏，目前能够实现浸润调控的化学剂主要有纳米流体、碱、表面活性剂和盐。目前，针对纳米流体的研究仍局限于室内实验，高温高盐油藏纳米流体的稳定性是现场应用的主要难题。受沉淀、结垢等因素的影响，碱对高温高矿化度油藏适应性差。表面活性剂已广泛应用于水驱砂岩油藏化学驱提高采收率实践过程，它能够有效降低油水界面张力，使岩石表面润湿性从油湿或混合润湿向水湿转变，达到降低残余油饱和度、提高驱油效率的目的。然而，由于碳酸盐岩地层水中包含高浓度的二价离子如Ca²⁺、Mg²⁺等，与表面活性剂分子基团发生化学反应引起沉淀造成了储层伤害，此外表面活性剂分子在岩石表面的强吸附也会导致单一段塞无法运移到油藏深部，矿场应用与室内评价结果差异较大。盐中包含的电解质，尤其是SO₄^2-、Mg²⁺、Ca²⁺等Zeta电位主控离子，具有极好的润湿调控能力。通过调整注入水的矿化度和离子组成，能够提高海相碳酸盐岩油藏采收率，室内实验与现场试验均取得了显著效果，该新型驱油技术被称为离子匹配水驱。与常规水驱相比，离子匹配水驱的室内驱油效率可提高30％，现场试验中残余油饱和度可降低2％-50％。考虑到中东地区海水及地层水矿化度高，利用海水淡化技术调整其离子组成，大幅降低注入水的矿化度，经济可行，离子匹配水驱的技术应用前景十分广阔。

离子匹配水驱提高采收率机理复杂，除润湿调控之外，还存在多离子交换、双电子层膨胀、类碱驱、岩石溶解、微粒运移等，如何进行包含多种复杂物理化学现象的离子匹配水驱的油气田开发方案优化设计及效果评价，是国内外学者亟待解决的工程难题。部分学者提出了离子匹配水驱油藏数值模拟方法，但数学模型及模拟结果可靠性仍有待于验证。在离子匹配水驱数值模拟过程中，涉及的物理化学过程越复杂，数值模拟耗时越久，实际海相碳酸盐岩油藏模型的网格数往往高达数百万甚至上千万，精细化的油藏数值模拟无法满足油气田开发方案优化设计及离子匹配水驱效果评价的迫切需求。