[发明专利]一种离子匹配水驱提高采收率的方法

摘要

本发明提供了一种离子匹配水驱提高采收率的方法。该方法包括以下步骤目标低渗透砂岩油藏的检测、离子匹配水的选择、岩心流动性试验等。该方法是以低渗透砂岩油藏为对象，以深化离子匹配水驱‑油/水/岩石微观作用机理为目标，攻克离子匹配水驱降压增注技术，突破低渗透油藏提高采收率技术瓶颈，建立以离子匹配水为载体的低渗透砂岩油藏提高采收率技术，形成具有自主知识产权的离子匹配水驱提高驱油效率技术。

主权项

一种离子匹配水驱提高采收率的方法，其包括以下步骤：目标低渗透砂岩油藏的检测：根据目标低渗透砂岩油藏的地层水的离子类型和强度，采用公式(1)计算得到地层水的Debye常数：在公式(1)中：k为玻尔兹曼常数，T为水的绝对温度，ε0为绝对介电常数，ε为介质相对介电常数，i代表水中的离子；ρ∞i为离子密度，单位为mol/L；Zi为离子i的化合价；测定目标低渗透砂岩油藏的油/水/岩石的Hamaker常数，采用公式(2)计算地层水对应的范德华引力ΠVan‑der‑Woals：在公式(2)中，A为Hamaker常数；λ为London波长，单位为nm；h(x)为油/水和水/岩石界面之间的距离，单位为nm；测定目标低渗透砂岩油藏的油/水和水/岩石界面的Zeta电位，采用公式(3)、(4)计算地层水对应的双电层斥力Πelectrical：ψx＝ψ0e‑κh(x)   (4)在公式(3)、(4)中：r1、r2分别代表油/水、水/岩石的界面；ψr1、ψr2分别为油/水、水/岩石界面在x方向的Zeta电位值；ψ0为油/水、水/岩石界面在x＝0位置处的Zeta电位值，直接测试得出；kB为波尔滋蔓常数；ψr1为油/水界面的Zeta电位，单位为mV；ψr2为水/岩石界面的Zeta电位，单位为mV；κ为Debye常数，单位为m‑1；Ak为比例常数；e为基本电荷，单位为C；nb为溶液中的离子数密度；结合Dybye常数和公式(5)计算地层水对应的结构力Πstructure：其中，h(x)为水膜厚度分布，单位为nm；hs为Debye常数特征数；根据公式(6)计算目标低渗透砂岩油藏的岩石/水和水/原油界面之间的微观作用力ΠTotal，即地层水对应的ΠTotal，并得到地层水对应的ΠTotal随着界面距离变化的关系曲线：ΠTotal＝Πstructure+Πelectrical+ΠVan‑der‑Woals   (6)；如果地层水对应的ΠTotal全部大于0，并且地层水对应的ΠTotal随着界面距离变化的关系曲线整体呈现单调递减的趋势，那么该目标低渗透砂岩油藏无须采用离子匹配水进行水驱作业；如果地层水对应的ΠTotal并不均大于0或者地层水对应的ΠTotal随着界面距离变化的关系曲线的一部分呈现单调递增的趋势，则对该目标低渗透砂岩油藏采用离子匹配水进行水驱作业；离子匹配水的选择：根据目标低渗透砂岩油藏的地层水的矿化度选择离子匹配水，根据该离子匹配水的离子类型和强度，采用公式(1)计算得到离子匹配水的Debye常数；测定离子匹配水与目标低渗透砂岩油藏的原油、岩石之间的油/水/岩石的Hamaker常数，采用公式(2)计算离子匹配水对应的范德华引力ΠVan‑der‑Woals；测定离子匹配水与目标低渗透砂岩油藏的原油、岩石之间的油/水和水/岩石界面Zeta电位，采用公式(3)、(4)计算离子匹配水对应的双电层斥力Πelectrical；结合Dybye常数和公式(5)计算离子匹配水对应的结构力Πstructure；根据公式(6)计算离子匹配水与目标低渗透砂岩油藏的原油、岩石之间的岩石/水和水/原油界面之间的微观作用力ΠTotal，即离子匹配水对应的ΠTotal，并得到离子匹配水对应的ΠTotal随着界面距离变化的关系曲线；如果离子匹配水对应的ΠTotal均大于0，并且离子匹配水对应的ΠTotal随着界面距离变化的关系曲线整体呈现单调递减的趋势，那么进行岩心流动性试验；如果离子匹配水对应的ΠTotal并不均大于0或者离子匹配水对应的ΠTotal随着界面距离变化的关系曲线的一部分呈现单调递增的趋势，则调整离子匹配水的组成，降低矿化度，提高二价阴离子的含量，重新计算离子匹配水对应的ΠTotal，并得到新的离子匹配水对应的ΠTotal随着界面距离变化的关系曲线，直到离子匹配水对应的ΠTotal均大于0，并且离子匹配水对应的ΠTotal随着界面距离变化的关系曲线整体呈现单调递减的趋势；岩心流动性试验：利用岩心对地层水和离子匹配水进行岩心流动性试验，得到采收率与注入PV数的关系曲线；如果离子匹配水对应的采收率均大于地层水对应的采收率，则确定该离子匹配水适用于该目标低渗透砂岩油藏，并进行水驱作业；如果离子匹配水对应的采收率并非均大于地层水对应的采收率，则确定该离子匹配水不适用于该目标低渗透砂岩油藏，调整离子匹配水的组成，降低矿化度，提高二价阴离子的含量，重新进行计算离子匹配水对应的ΠTotal、得到新的离子匹配水对应的ΠTotal随着界面距离变化的关系曲线以及岩心流动性试验，直到离子匹配水对应的采收率均大于地层水对应的采收率，之后进行水驱作业。