油-水-岩体系中酚类化合物分配规律及其应用研究

The study of the distribution of residual oil has always been the focus during the middle and late stages of oilfield development. Geophysical and reservoir engineering methods are widely used in the study of distribution regularities for residual oil. The reservoir geochemistry is also effective in analyzing reservoir connectivity and estimating production distributions for combined wells. But as oilfield exploration goes deeper and development progresses further, many new problems occur in water drive front monitoring, residual oil saturation measurements, and residual oil reserve estimations. Based on oil-water-rock system and the special properties of common phenolic compounds in crude oil, this study is to reveal the distribution relation and the main controlling factors of phenolic compounds in different types of oil-water phase by dynamic experiment and ratio experiments. Meanwhile, the typical block is analyzed. the changes of alkylphenols in the process of water injection and the relationship with water flooding. Based on comprehensive experimental analysis and field test results, the quantitative changes of alkylphenols in crude oil related to water front and residual oil saturation will be explored first. A geochemistry theoretical model and reservoir evaluation model will be established and a novel method for reservoir geochemical research will be explored next. This project can expand the research field of alkylphenols in reservoir geochemistry. The outcome can play a very important role in the adjustment and excavation of oil reservoirs in the middle and late stages of the oil field development.

剩余油分布规律研究一直是油田开发中后期工作的主题。地球物理和油藏工程方法在剩余油分布规律研究方面应用广泛，油藏地球化学在油藏连通性、合采井产量分配计算等方面亦有成效，但随着油田勘探、开发工作的不断深入，发现已有方法在监测水驱前缘、测量剩余油饱和度及计算剩余油储量等方面依然遇到诸多问题。基于原油中常见酚类化合物的特殊性质，本项目试图以油-水-岩体系中酚类化合物为主要研究对象，首先开展水驱油动力学实验以及配比实验，揭示酚类化合物在不同类型油-水相间的分配规律及其主控因素；其次，选取典型区块系统剖析注水开发过程中烷基酚类化合物的变化规律及其与水驱作用的关系；最后，综合实验分析与现场检测结果，探索原油中烷基酚类定量变化与水驱前缘、剩余油饱和度的相关关系并建立油藏地球化学理论模型和评价模型。本研究能拓展油藏地球化学的研究领域，以期在油田中后期油藏调整挖潜中发挥重要作用。

地球物理、油藏工程以及石油工程等方法在研究剩余油储量、分布以及提高油气采收率等方面已取得长足进展，但在油田开发中后期进行水驱前缘监测、估算水驱动用储量、计算剩余油饱和度和产液剖面等方面依然面临诸多问题。研究发现，原油中烷基酚类化合物在水驱过程中随着含水率上升具有极强的“敏感性”，这一特征暗示烷基酚类化合物在油/水相中分配行为差别明显，对该规律的认识，有望拓展酚类化合物在油藏中的应用。.在烷基酚类化合物分离与鉴定基础上，首先开展油水梯度配比实验，确定了烷基酚在油/水两相中的分配规律和分配系数：C0-C3烷基酚类油/水分配系数分布在0.1~200之间；原油中烷基酚的含量随着含水率的增加而下降，并且C1烷基酚对含水率具有较高的敏感性，其中间甲基酚与对甲基酚变化尤为明显。实验也证实随着烷基酚分子量增加，油/水分配系数逐渐增大，并且空间屏蔽型异构体（羟基两个邻位均有取代基）的分配系数大于空间暴露型（羟基的邻位没有取代基）和空间半屏蔽型（羟基仅有一个邻位有取代基）异构体的油/水分配系数。.进行了不同温度、不同盐水浓度和不同原油类型的三组油水分配实验，分析了烷基酚分配系数的影响因素：随着同系物烷基分子量的增加，油水分配系数也随之增加；烷基酚的油水分配系数随着温度的增加而减小，同系物烷基分子量大的对温度更加敏感；烷基酚在油水体系中的分配系数随着水相盐度的增加而减少；原油非烃组分的占比会影响烷基酚的油水分配系数，但变化规律不明显；温度分配系数的影响要大于盐水浓度，C2-C3烷基酚比低分子量的C0-C1烷基酚更容易受到温度变化的影响。.填砂管运移模拟实验与水驱油模拟实验确定了原油在通过填砂管的过程中发生的运移分馏效应；同时实验所得数据结合前人研究建立了一种烷基酚系列化合物的分配模型，该模型在油水两相间相互作用情况下，通过检测原油中烷基酚最终含量和分配系数能够估算出原油运移过程中的水油比率。