水驅油效率影響因素研究進展

楊鶴++陳立慶

[摘 要]注水開發一直是提高油田采收率的重要方式之一，但當前很多油田已經進入高含水期，研究水驅油效率的影響因素，對注水油田生產制度的制定和老油田剩余油分布研究及挖潛方式都起到重要的積極作用。本文總結了6種水驅油效率影響因素及其作用機理，并對目前水驅油效率的預測方法做了歸納分析。

[關鍵詞]注水開發；驅油效率；影響因素；預測方法

中圖分類號：TE357.6 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）18-0013-02

引言

水驅開發油田的最終采收率反映了油田地質儲量的利用程度，并最終影響水驅開發油田開發方案的確定，其高低也是油田開發水平的重要標志，因此對水驅油采收率影響因素的研究具有重要意義。本文將從兩方面出發，把影響水驅油采收率的因素分為兩大類，即水驅油效率影響因素和水驅波及體積系數影響因素，前者主要取決于油藏地質及流體性質；后者則主要與實際油藏開發的工作制度和措施緊密關聯[1]。

1 水驅油效率影響因素及機理研究

本文重點將6種主要水驅油影響因素[1]，巖石潤濕性、滲透率、孔隙結構、油水粘度比、注入倍數、驅替壓力，進一步細分為內因和外因，從而更加系統詳細的闡述水驅油影響因素的作用機制。

1.1 內因

（1）巖石潤濕性

巖石潤濕性因素是考慮儲層巖石對不同流體具有的不同潤濕吸附特性，以及這種特性對水驅油效率的影響。1955年，Richardson P P等人[2]首次發現弱親水比強親水巖心具有更高的驅油效率。隨后Morrow N R等人[3]在不同的油藏巖心上，進一步驗證了水驅油效率與巖心親水強度呈負相關性。

對于水濕巖石、油濕巖石、混合潤濕巖石以及中性潤濕巖石對驅油效率的影響機理，總結起來是由于流體在孔隙介質中的分布及流動狀況受油藏巖石潤濕性的影響比較嚴重，同時巖石潤濕性也存在不均勻系數，進而在注水開發中潤濕性會對水驅油效率產生明顯影響。

（2）滲透率

近年來，隨著開發資料的不斷積累，對滲透率和驅油效率的關系研究發現二者并不存在緊密的關系，更有驅油效率與滲透率呈現出負相關的情況。國內外學者在大量實驗與理論研究的基礎上，更加清晰的認識了二者之間的關系。

李道品等[4]研究得到滲透率對驅油效率的影響分為兩個階段：①滲透率小于50mD的時候，滲透率對驅油效率的影響很明顯；②滲透率大于200mD后，影響程度較小。何文祥等[5]通過對取自多個井區的57塊巖心進行水驅油實驗，同樣得出在驅替壓力相同的情況下，驅油效率隨滲透率的增大而提高，但當滲透率增大到一定閥值時，驅油效率的升高速度明顯減緩。

對不同滲透率油藏，由于注水開發中油藏流體流動情況復雜，包括滲流阻力、油水兩相干擾、啟動壓力、非線性滲流等多種因素都會對水驅油效率產生影響，所以滲透率對驅油效率的影響機理有待進一步綜合研究。

（3）孔隙結構

孔隙結構因素是指巖石的孔隙和喉道的分布、大小、幾何形狀、相互連通情況（如圖1）對水驅油效率的影響。王尤富等[6]將孔隙分選系數、孔喉平均值以及歪度三者通過矩法得到的一個孔隙結構特征值函數，該特征值函數與水驅油效率的正相關性很強。蔡忠、沈平平等[7-8]從孔隙結構的非均質性角度，運用巖心壓汞實驗得出孔隙結構非均質性、孔喉比與驅油效率呈負相關性。

由于孔隙結構較為復雜，而且大多數學者的研究受研究范圍的限制，各種結論之間會出現相互矛盾的現象，目前還沒有得到一個普遍公認的研究結論。筆者認為，對于具體油藏而言，為了解決實際問題，在認清油藏巖石孔隙結構的前提下，采用已有或者重新推導經驗公式，來達到預測具體注水油藏水驅油效率的目的。

1.2 外因

（1）油水粘度比

油水粘度比是油藏流體性質的范疇，這里將其歸為影響水驅油因素的外因，是因為注入水的性質可以人為調整，而且地層油的一些屬性也可以通過添加劑得到改善。俞啟泰等[9]通過研究水驅油效率在25個具有代表性的水驅砂巖油田開發過程中的變化特點及規律，得出影響極限水驅油效率最主要的因素是油水粘度比。宗習武、蘆文生、張人雄等人[10-12]定性得出與油水粘度比相關的指進現象是影響驅油效率的重要因素，同時定量得出水驅油效率與油水粘度比的對數成非常明顯的反比關系。油田可以通過室內實驗研究，積極改善油水粘度比的關系，提高最終采收率。

（2）注入倍數

注入倍數是注水開發工程中重要的工作制度參數，也是衡量油藏開發經濟效果的重要參數。顏子等[13]通過實際礦場的資料數據得出實際油藏的驅油效率隨注入倍數的增加而不斷增加，即使油藏進入特高含水期時，驅油效率也會隨注入倍數的增加，而有所提高。焦龍等[14]通過研究不同注入倍數對驅油效率的影響，結果顯示，在高注入倍數下，雖然含水很高，但累計產油樣仍然比較可觀，室內實驗證明，提高注入倍數和注入速度，極限采收率會隨之增加，同時建立了水驅注入倍數與驅油效率的理論關系式，結果表明，采出程度與注入孔隙體積倍數呈現對數關系，且相對誤差小于10%。

（3）驅替壓力

驅替壓力作為注水開發中的關鍵參數，對控制采油速度、補充和維持地層能量以及提高地質儲量的動用程度都起到重要的作用，國內外很多學者對于驅替壓力和驅油效率的關系都做了一些相關的研究。

付曉燕等[15]認為在開發初期驅替壓力的提高可以在一定幅度上提高驅油效率，但開發后期收效甚微。Wang Demin[16]發現對于中性、弱親水及弱親油儲層，提高注水壓力會一定幅度上提高水驅油效率，原因歸結于兩點：①油膜厚度和油膜覆蓋面積，隨注水壓力的提高而變薄和減少；②注水壓力使繞流殘余油量降低幅度大。

2 結論和建議

（1）目前，水驅油效率的影響因素及其計算方法大都是在水驅油實驗的基礎上進行的，研究表明不同條件的油藏，影響其水驅油效率的主要因素存在差異。

（2）水驅油效率影響因素主要以巖石潤濕性、滲透率、孔隙結構、油水粘度比、注入倍數、驅替壓力等6種因素為主導，以砂體厚度、井網密度、注水水質、注水速度、注入時機等因素為輔，不斷趨于完善。

（3）以往的資料收集方式以常規、精度偏低的實驗為主，筆者建議，未來驅油效率影響因素數據收集中，可以采用核磁共振、電鏡掃描、全直徑巖心等更加全面、精確的實驗方法。

參考文獻

[1] 李奮.中高滲砂巖油藏水驅油效率及波及規律研究[D].中國石油大學，2009.

[2] Jadhunandan P P， Morrow N R. Effect of Wettability on Waterflood Recovery for Crude-Oil/Brine/Rock Systems[J]. Spe Reservoir Engineering， 1995， 10（1）：40-46.

[3] Morrow N R. Wettability and its effect on oil recovery[J]. Journal of Petroleum Technology， 1990， 24：12（12）：1476-1484.

[4] 李道品. 低滲透油田開發概論[J]. 大慶石油地質與開發，1997，03：36-40+79.

[5] 何文祥，楊億前，馬超亞. 特低滲透率儲層水驅油規律實驗研究[J]. 巖性油氣藏，2010，04：109-111+115.

[6] 王尤富，鮑穎. 油層巖石的孔隙結構與驅油效率的關系[J].河南石油，1999，01：23-25+60.

[7] 蔡忠. 儲集層孔隙結構與驅油效率關系研究[J].石油勘探與開發，2000，06：45-46+49-13+4

[8] 沈平平.大幅度提高石油采油率的基礎研究[J].中國基礎科學，2003，02：11-16.

[9] 俞啟泰.水驅油田的驅替特征與遞減特征[J].石油勘探與開發，1995，01：39-42+86.

[10] 宗習武，胡芝云，張洪恩. 油層水驅油影響因素的室內實驗研究[J]. 石油鉆采工藝，1987，01：81-86+88.

[11] 蘆文生.綏中36-1油田儲層驅替特征研究[J].中國海上油氣.地質，2003，03：34-37.

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[13] 顏子. 利用礦場生產資料預測水驅驅油效率方法探討[J]. 油氣地質與采收率，2010，03：99-101+117-118.

[14] 焦龍. S油田特高含水期驅替倍數對驅油效果的影響研究[D].東北石油大學，2014.

[15] 付曉燕，孫衛. 低滲透儲集層微觀水驅油機理研究——以西峰油田莊19井區長8_2儲集層為例[J]. 新疆石油地質，2005，06：79-81.

[16] Wang Demin.The Influence of Multi-pore Volume Water Flooding on Pore Structure and Recovery of Lacustrine Deposit Mixed Wettability Cores. SPE77873

作者簡介

楊鶴，男，出生年月198907，2012年畢業于西南石油大學石油工程專業，現就職于大慶油田第八采油廠第四油礦采油404隊，見習技術員。陳立慶，男，出生年月197811，2003年畢業于東北石油大學石油工程專業，現就職于大慶油田第八采油廠第四油礦采油401隊，地面工程技術員。