安塞油田長6 油藏離子匹配水驅技術研究與應用

楊 劍，楊 玲，王鑫海，劉曉麗，趙世虎，周志強，陳 珉

（中國石油油長慶油田分公司第一采油廠，陜西延安 716000）

安塞油田杏河北長6 油藏自1998 年投入開發，目前油藏整體呈含水上升趨勢，綜合含水已達到62.9 %。為了有效解決油藏開發面臨的核心問題，結合油藏特點實施了離子匹配水驅技術。試驗證明該技術可以改善杏河北長6 油藏的開發效果，也為與杏河北油藏類似區塊低成本提高采收率提供技術借鑒。

1 油藏基本情況

杏河北長6 油藏位于鄂爾多斯盆地陜北斜坡東部，儲層以三角洲前緣水下分流河道沉積微相為主，砂體展布呈北東-南西向，多油層疊合發育，屬于巖性油藏。平均孔隙度11.5 %，滲透率0.71 mD，屬于低孔隙度、低滲透率儲層。1998 年投入滾動開發，2002 年10月開始注水開發。目前區塊動用含油面積77.33 km2，動用地質儲量3 775.1×104t。現有注入井139 口，開井133 口，生產井452 口，開井403 口，平均單井日產油1.26 t，含水62.9 %，采出程度8.75 %。

目前油藏開發上存在三大問題：一是高含水開發期，含水持續上升，存水率下降，水驅油效率變差。二是平面多方向性見水，剖面上剩余油呈互層式分布。從區塊的滲流特征來看，平面見水呈多方向性，主要表現為NE29°、60°、90°三個優勢見水方向。剖面上高、低含水夾層式相間分布，剩余油未充分動用。三是常規調剖措施效果逐年變差。近5 年實施常規調剖19 井次，多輪次調剖油井見效比例下降，油井有效率由第一次調剖的50.0 %下降到第二次的15.6 %，井組增油減弱。

2 離子匹配水驅可行性分析

2.1 機理研究

在低礦化度水驅的基礎上，形成了離子匹配水驅技術，該技術核心為離子匹配精細注水提高驅油效率。注入流體與儲存流體發生離子交換，相同礦化度條件下，巖石礦物中的Ca2+可以被Na+交換[1]，強化原油、水、儲層間的微觀相互作用機制，通過注入介質與原油極性基團、地層水離子、黏土礦物的精確匹配，進而增加油、水、巖石之間的界面斥力，使油膜易于剝離而提高驅油效率[2]。

2.2 適應性分析

離子匹配水驅適應性研究主要關注儲層的流體性質和儲層性質[3]。杏河北長6 油藏地層水總礦化度高達78 930 mg/L，其中鈣鎂離子濃度超過10 000 mg/L，具有很好的離子濃度及強度調整基礎。同時儲層礦物中黏土礦物含量為3.75 %，且富含綠泥石，非常適合離子調整。對比分析離子匹配水驅適應性參數標準與杏河北區塊的流體性質及儲層性質，認為該區塊具有較好的適合離子匹配水驅技術的油藏基礎，該技術在杏河北具有較好的應用前景（見表1）。

3 注入參數研究

3.1 注入周期

試驗區2015 年以500 m×150 m 菱形反九點井網進行開發，2018 年加密為165 m×150 m 不規則反九點井網。通過對該井組動態進行分析，生產井見水時間在4～10 年不等，4～5 年居多，占比71 %，為保證在試驗周期內獲得相對完整的見效過程，確定注入周期為5 年。

3.2 注入濃度

巖心驅替試驗（見圖1），注入水的最終采收率為56.0 %，離子水驅1 離子調整劑濃度為1 000 mg/L、離子水驅2 離子調整劑濃度為800 mg/L。由驅替試驗結果可以看出，離子水驅1 最終采收率為64.8 %、離子水驅2 最終采收率為61.3 %，相較普通水驅采收率提高5 %～8 %，且濃度1 000 mg/L 效果更好。

Zeta 電位絕對值越大，油水液滴間斥力最大，油水體系更加穩定，更易剝離油膜。測試了杏河北巖心在不同水體下的Zeta 電位（見表2）。從表2 可以看出，加入離子調整劑后，Zeta 電位絕對值較采出水、注入水有明顯的增大，濃度在1 000 mg/L、1 500 mg/L 時Zeta 電位絕對值都達到了12 mV 以上，但增長幅度有限。因此從經濟角度考慮，將離子調整劑濃度定為1 000 mg/L。

表1 離子匹配水驅適應性參數標準

表2 杏河北巖心在不同水體下的Zeta 電位值

圖1 巖心驅替試驗測得采收率

表3 試驗區和杏河北靜態參數對比表

表4 試驗區和主體動態參數對比表

4 現場試驗

4.1 試驗井選擇

綜合考慮油藏條件、開發現狀、地面條件和水質情況，選擇杏3-7 配所轄11 口注水井開展整體注入。試驗區域含油面積2.186 km2，地質儲量156.7×104t，砂體厚度16.2 m，井網為不規則反九點井網165 m×150 m。日注水量286 m3，平均單井注水量26 m3，累計注水量95.65×104m3，注入壓力11.54 MPa。對應油井40 口，日產油38.4 t，平均單井日產油0.96 t，累計產油量17.897 4×104t，采出程度9.6 %。

通過試驗區與杏河北長6 油藏全區的靜態和動態參數進行對比（見表3、表4），表明試驗區的油藏地質條件和開發狀況要優于杏河北長6 油藏的主體。

4.2 措施效果

2018 年10 月開始注入第一階段離子匹配水體系，注水量按照配注注入，離子調整劑注入濃度0.1 %，累計注入65.2 t。注入2 個月后開始見效，整體動態表現為液量平穩，含水下降、油量上升，對應油井40 口，12 口見效，見效比30.0 %。日增油2.35 t，累計增油1 621 t；遞減由措施前5.1 %下降到目前的1.7 %。

對比措施前后流體性質，4 口油井Ca2+濃度上升，動態已有見效顯示，表明地層中確實發生了低價離子置換高價離子現象（見表5）。

5 結論與認識

（1）目前杏河北離子匹配水驅注入僅9 個月已初見效果，考慮杏河北試驗區內儲層非均質性強，見水呈顯著的多方向性，建議引入水氣分散體系改善流度比、擴大波及體積。

（2）油井產出液Ca2+濃度監測情況表明目前4 口井Ca2+濃度上升且動態已有見效顯示，表明地層中確實發生了低價離子置換高價離子現象，證實了多組分離子交換導致原油脫附理論。

表5 油井產出液Ca2+濃度變化監測情況