含碱驱替对石油储层微观孔隙的影响及机理研究

ASP (Alkaline-Surfactant-Polymer, ASP) flooding is an effectively EOR (Enhanced Oil Recovery, EOR) method developed in the end of last century. Good economic efficiency have been shown in some oilfields by using ASP flooding. However, alkali ASP flooding technology has been encountered some difficulties and challenges in the large-scale application. After more alkali ASP flooding, the injection/produc- tion capability and reservoir permeability decreased significantly which serious affects the follow-up mining of oilfield. Former studies have shown that the macroscopic properties of reservoir, such as reservoir permeability, are closely related to the micro pore structure of the sandstones in reservoir. In this project, the corrosion and scaling types and rules in different reservoir sandstones micro-region under different ASP flooding will be studied. The mercury capillary pressure, casting thin sections and other macro-characterization methods combined with scanning electron microscopy, atomic force microscopy, scanning probe microscopy and other mesoscopic characterization means will be used in this study. The aims are to determine the microscopic pore structure changing laws and changing mechanism under ASP flooding, which is of great meaning to reveal the nature changing of reservoir after ASP flooding, and to provide a theoretical basis to optimize the alkali ASP flooding program and to improve ASP flooding technology.

碱-表面活性剂-聚合物（Alkaline-Surfactant- Polymer，ASP）组成的三元复合驱是上世纪末发展起来的一种可有效提高采收率的三次采油技术，在国内部分油田应用并取得了良好的经济效益。然而，含碱三元复合驱技术在规模应用中也遇到一些困难和挑战，从矿场实际来看，强碱三元驱后出现注采能力下降、储层渗透性变差等问题，严重影响着油田后继开采。研究表明，储层岩石的渗透率等宏观物性与其微观孔隙结构息息相关。本项目利用压汞、铸体薄片等宏观表征手段和扫描电镜、原子力显微镜、扫描探针等介观表征手段相结合的方法，研究不同储层岩心在不同含碱驱替液作用下微观区域的溶蚀、结垢的类型和规律，从而确定微观孔隙结构改变规律和改变机理，这对揭示三元复合驱过程中储层性质的变化特点具有重要意义，为优化含碱三元复合驱油方案，完善三元复合驱油技术提供理论基础。

大庆油田各区块已经进入超高含水期开发阶段，部分区块采出液的含水率已经达到98％以上。为了提高油田采收率，三次采油技术得到普遍应用。化学驱油是三次采油的主要方法，驱油过程必然会对储层微观孔隙结构产生影响。通过驱油前后微观孔隙结构的研究可以确定化学试剂在孔隙表面的沉积吸附情况以及岩石润湿性的变化情况，从而直接客观判断驱油效果。因此，详细研究化学驱油前后储层微观孔隙结构对三次采油的顺利进行具有重要意义。. 本研究在充分调研国内外化学驱油及储层岩石微观孔隙结构方法研究的基础上，选取大庆油田采油二厂南五区含碱三元复合驱试验区驱前南5-4-J725和驱后南5-2-GP30两口井对应层取芯，以及大庆油田采油四厂杏二区中部含碱三元复合驱试验区驱前杏2-1-J29和驱后杏2-10-J3E7两口井对应层取芯，分别采用毛管压力曲线法、铸体薄片法、扫描电镜法、扫描共聚焦显微法、原子力显微镜法、X射线衍射及扫描探针方法在含碱三元复合驱油前后进行了储层微观孔隙结构表征。对比表征结果来看：毛管压力曲线法可以获得宏观表征数据，扫描电镜法获得大范围的微观数据，激光扫描共聚焦显微法获得储层剩余油与岩石孔隙之间的关系，原子力显微镜表征获得真实的孔喉分布真实数据，X射线和扫描探针分析获得岩石中感兴趣点的成分变化，综合以上各种方法可以构建储层岩石微观孔隙结构及其变化规律以完备表征体系。. 通过分析认为微粒迁移、地层岩石溶蚀、碱与流体反应、硅酸物生成及其聚合作用对储层微观孔隙结构的影响，进行含碱三元复合驱前后岩石成分、沉淀物质成分变化研究，结果表明微粒颗粒的迁移、颗粒表面的溶蚀以及沉淀物质的形成是造成微观孔隙结构发生变化的主要原因，并分析得出驱替时间、距注入井距离远近等因素变化对孔隙结构影响规律。此次研究所得到的结论对建立新的储层岩石孔隙结构评价体系，指导下一步油气勘探、开发及三次采油过程，具有重要意义。