納米驅油技術應用研究
——以QSS-46井組為例

陳 剛，王偉龍，朱錦艷，代 剛

1 延長油田股份有限公司吳起采油廠 2 延長油田股份有限公司質量監督中心

0 引言

低滲透油藏油層物性差、儲層非均質性強，天然能量開發地層壓力下降較快［1］，為了解決研究區注污水后注入壓力高［2-5］、天然裂縫開啟［6-7］導致水淹水竄等問題，在研究區三疊系延長組長4+5油層開展注納米驅油劑驅油試驗［8-11］。該措施于2019年4月中旬開始分兩個階段實施，措施結果表明納米驅油劑在該井組取得了良好的應用效果，為油田開發過程中增油降壓增注提供了新的思路。

1 區塊地質特征

研究區塊長4+5油層為典型低壓、低孔、低滲油藏，儲集層砂體主要為三角洲前緣水下分流河道沉積，儲層物性的分布與砂體展布具有較好的符合性，河道主體部分物性較好，孔隙度為10% ～ 12%，滲透率一般高于0.3 mD；河道側翼及分流間灣部分則較低，孔隙度一般低于9%，滲透率在0.2 mD左右。QSS-46井組位于兩條河流交匯處，砂體發育較好，砂體厚度為15 ～ 22 m，平均孔隙度為12.3%，滲透率為0.86mD。

QSS-46井組生產層位為長4+5油層，共有受益油井6口，其中正常生產井4口，平均日產液5.20 m3，日產油3.22 t，綜合含水率38%，平均單井日產油0.81 t，累計產油2.22×104t。該井組于2008年6月轉注，日配注15 m3，隨著注水周期的增加注水壓力由初始的9 MPa上升到措施前的14.5 MPa，注入能力下降。

2 納米驅油劑作用機理

2. 1 降低油水界面張力

與常規驅油劑相比，納米驅油劑分子所形成的液滴具有更小的體積，為常規驅油劑的十分之一左右［12-13］。研究區屬于低孔、低滲油藏，具有微小的孔喉結構，納米驅油劑能進入到更細小的喉道，降低毛細管阻力［14-15］，從而將剩余油乳化剝落形成小液滴被驅替液驅替出來，進一步提高了原油采收率。

2. 2 改變巖石潤濕性

納米驅油劑顆粒越小，其比表面積越大，單位體積內有效分子數增加。注入的納米驅油劑在巖石表面形成單分子薄膜，改變巖石表面潤濕性能，降低了原油在巖石表面的吸附力，從而提高采收率、降低注水壓力［16-17］。

3 納米驅油劑性能評價

在進行現場試驗之前，為了對納米驅油劑的參數進行優化，開展室內性能評價試驗，主要從油水界面張力、地層水配伍性、吸附試驗以及模擬驅油效率等方面進行了研究。

3. 1 油水界面張力

實驗采油地層水配置了質量濃度為0.1%、0.2%、0.3%、0.4%的納米驅油劑溶液，在試驗條件下放置24 h，待驅油劑充分溶解后溶液始終保持澄清狀態，說明該驅油劑與地層水具有良好配伍性。采用TX-500C型旋轉滴界面張力儀測定驅油劑水溶液與原油間的界面變化，實驗結果見圖1。

圖1 面張力隨驅油劑濃度變化曲線

由圖1可以看出，隨著驅油劑濃度的增加，油水界面張力值先迅速下降，隨著時間推移油水界面張力達到平衡，最小達5.88×10-3mN/m；當驅油劑濃度超過0.3%以后界面張力下降速度變緩，在設計用量時在此基礎上考慮損耗量。

3. 2 抗吸附能力

驅油劑在地層中的吸附會降低驅油效果，從而影響驅油劑用量確定。實驗將目的層巖石粉碎后與驅油劑水溶液進行多次接觸吸附試驗，實驗結果表明經過多次接觸吸附后，界面張力較吸附前上升28.9%，但始終保持在10-3數量級，實驗結果見表1。

表1 驅油劑吸附實驗結果

3. 3 抗鹽性能評價

研究表明，適量的無機鹽有助于降低油水界面張力值，但過量的無機鹽會破壞電荷平衡導致油水界面上升。配置一系列濃度梯度的模擬地層水進行試驗，實驗結果如圖2所示。

圖2 界面張力隨礦化度的變化曲線

由圖2可知，隨著礦化度的增加，油水界面張力值先下降后增加，界面張力值在礦化度為60 000 mg/L左右達到最低，目的層礦化度為60 000～70 000 mg/L，能夠滿足現場施工要求。

3. 4 模擬驅油試驗

取研究區天然巖心進行室內模擬驅油試驗，配置驅油劑質量濃度為0.2%、0.25%、0.3%，注入量為0.5 PV，結果表明加入納米驅油劑在水驅采收率的基礎上，原油采收率平均提高8.4%，試驗結果如圖3所示。

圖3 室內模擬驅油試驗結果

由圖3結果可知，加入納米驅油劑后原油采收率明顯提高，隨著驅油劑濃度增加，驅油效率有增加的趨勢，超過0.3%以后采收率提高幅度減緩，從經濟角度出發設計驅油劑參數時選擇0.3%為最佳濃度。

4 現場應用及效果分析

4. 1 注入過程

QSS-46井組納米驅油劑現場試驗于2019年4月18日實施第一階段為虧空藥劑補充階段，分段塞注入濃度梯度由高到低的藥劑；第二階段為試驗推進階段，該階段連續注入恒定濃度的納米驅油劑，詳見表2。

表2 QSS-46井組各階段注入參數表

4. 2 驅油效果分析

（1）注水井見效分析。QSS-46井組從2019年4月中旬開始注入超級納米驅油劑，2019年8月，注水井正常注入時間為105 d，注入驅油劑為7.1t，注水壓力由4月份的10.0 MPa下降至6.0 MPa，降壓率為42.8%，施工前和施工后壓力變化曲線如圖4所示。

圖4 QSS-46井組2019年注納米驅油劑注水壓力變化曲線

（2）井組見效分析。QSS-46井組生產層位長4+5油層，共有正常生產井4口井，見效后平均日產液8.74 m3，日產油5.66 t，綜合含水38%，井組平均日增油2.44 t，井組內單井產量變化對比詳見表3（井組產量以8月10日至8月25日單量期間正常生產產量為標準取平均值）。

表3 QSS-46井組注驅油劑前后產量對比表

受益井QSS-42、QSS-44井增油效果明顯，QSS-42井單井日增油0.97 t，QSS-41井單井日增進0.92 t，含水下降3個百分點。

5 結論

（1）室內評價結果表明，納米驅油劑與地層水具有良好的配伍性、吸附量小、穩定性好，在模擬地層礦化度下仍具有良好的界面性能，油水界面張力值達到超低界面范圍，原油采收率在水驅的基礎上提高8.4%。

（2）納米驅油劑對QSS-46井降壓效果很明顯，注水壓力下降率達到了40%左右；QSS-46井組的產量大幅度提升，較措施前平均提升幅度為25%左右。