亲水多孔介质柱状剩余油的微观运移机理

为分析剩余油微观分布特征,以毛细管束渗流模型为基础,建立柱状残余油微观渗流模型,推导毛细管中油水微观运动方程,进而导出基于微观渗流模型条件下油水相对渗透率表达式,分析毛细管半径、毛管力和原油黏度对油、水相对渗透率的影响.结果表明:随着毛细管半径增大,相对渗透率曲线向右平移;当驱替压力较高时,毛管力的影响可忽略不计;水湿条件下,驱替压力较低时,随着毛管力的增大,油的相对渗透率增大;随着原油黏度的增大,油相相对渗透率曲线下降.该结果为分析高含水期残余油渗流机理及提高采收率提供指导.     

亲水多孔介质残余油滴的微观运移机理

为分析高含水期剩余油微观分布特征,以毛细束渗流模型为基础,建立油滴状残余油微观渗流模型,推导毛细管中油、水微观运动方程,进而导出基于微观渗流模型条件下油、水相对渗透率表达式;分析毛细管半径、驱替压力梯度、油滴与水滴的长度比、油滴半径和原油黏度对油、水相对渗透率的影响.结果表明:随着毛细管半径增大,相对渗透率曲线向右平移;随着驱替压力梯度增大,油、水两相相对渗透率增加;随着油滴与水滴长度比的减小,水相相对渗透率曲线陡峭上升;随着油滴半径减小,油相相对渗透率提高;原油黏度越大,油相相对渗透率下降越快.该结果为分析高含水期残余油渗流机理及提高采收率提供指导.     

沥青质沉积对原油渗流特征的影响

沥青质沉积不仅会伤害储层物性还会对流体饱和度分布和渗流特征产生影响。通过开展不同开发方式下的长岩心驱替实验,分别测定了有或无沥青质沉积影响下的油水、油气和三相相对渗透率曲线,研究了沥青质沉积对原油相对渗透率和岩石润湿性的影响。研究结果表明,沥青质沉积导致水驱、CO₂非混相驱和水气交替（WAG）驱的采收率分别降低了12.2%,5.9%,15.3%。并会引起驱替压差上升,岩石润湿性向亲油性转变,加速水或气突破时间。水驱中沥青质沉淀会使油水两相共渗区左移,含水饱和度对油相相对渗透率的影响增大。CO₂非混相驱中沥青质沉淀对气相渗透率影响较小,而油相渗透率更容易受到含气饱和度变化的影响。在三相渗流中沥青质沉淀会降低油相渗透率,加快油相相对渗透率的下降速度,增大残余油饱和度,减弱WAG驱效果。在注入水中添加JCF-1非离子表面活性剂后,能够降低驱替压差,延缓水或气突破时间,增大油相相对渗透率,降低残余油饱和度,弥补沥青质沉积产生的伤害。研究成果为富含沥青质油藏的高效开发提供了依据。      

倾斜层状油藏水驱效率预测模型

倾斜层状砂岩油藏具有倾角大、纵向非均质性强、厚度大等特点,而准确预测层状油藏的水驱效率可以为合理开发油田提供重要的依据。目前所研究的层状模型忽略了油藏倾角和重力的影响,为此针对层状油藏倾角大、受重力因素影响等情况,同时考虑油藏倾角、层内窜流及重力分异驱替条件,引入拟相对渗透率曲线,将物性按厚度进行加权平均,结合水驱油理论,建立了倾斜层状砂岩油藏水驱效率模型。计算结果表明,新模型计算结果与生产实际数据基本吻合,从而证明了新模型的可靠性和适用性。敏感性分析表明,当油藏倾角增大时,重力作用使得水沿油藏下部渗透率较小的油层流动,延缓了上部渗透率较大油层的见水时间,从而增大了驱替效率;流度比和渗透率变异系数越小,驱替效率越大。      

基于真实砂岩微观水驱油实验的低渗透储层流体渗流特征及驱油效率影响因素研究:以姬塬油田王盘山长６储层为例

对鄂尔多斯盆地王盘山长６油层组低渗透储层的微观渗流特征及驱油效率影响因素进行了深入研究,室内模拟油田储层注水开发过程开展了真实砂岩微观模型水驱油渗流实验,结合薄片鉴定、物性分析、扫描电镜、恒速压汞等测试资料研究了储层微观水驱油特征,探讨了储层物性、微观孔隙结构、润湿性、驱替压力、注水倍数等参数与水驱油效率的关系.研究表明:王盘山区块长６储层微观渗流特征以均匀驱替、网状驱替为主,指状－网状驱替次之,少见指状驱替,在相同实验条件下不同驱替类型对应不同的驱油效率,均匀驱替类型驱油效率最高,平均值为６３．０８％,指状驱替类型驱油效率最低,平均值为２７．７２％;残余油８０％以簇状、膜状形式存在,角隅状、孤立状分布较少;储层物性中渗透率的变化对驱油效率的影响较大,孔隙度次之;注水倍数增大,驱油效率亦增大,注水倍数增大至３PV 时,驱油效率增大幅度减弱,趋于平缓、稳定;喉道半径＜０．４９μm 时,驱油效率呈指数倍数趋势增加,喉道半径＞０．４９μm 时,驱油效率呈线性倍数趋势增大.      

体积压裂页岩油储层渗流规律及产能模型

利用岩心实验,研究页岩油储层纳微米孔喉渗流规律.基于分形理论,采用双重分维(缝宽分维和迂曲分维),对体积压裂裂缝面密度、等效渗透率等参数进行表征.页岩油储层体积压裂开发过程中,流体的流动分为椭圆缝网内渗流区和主干缝内线性渗流区2个区域,建立二区耦合稳态渗流数学模型,推导页岩油体积压裂改造储层直井产能方程,模拟计算压裂井产能及分析压裂裂缝参数对产能的影响.结果表明:缝宽分形维数越大,裂缝面密度越大,基质—裂缝等效渗透率越大;当裂缝面密度较大时,增加储层改造宽度对产能提升有较大影响;次生缝导流能力越高,提高主干缝导流能力对产能影响越大,次生缝导流能力越小,影响越小.     

低渗－特低渗油藏渗流特征及影响因素:以鄂尔多斯盆地安塞油田侯市－杏河地区长６油藏为例

安塞油田侯氏－杏河地区长６油藏属于低渗－特低渗油藏,针对导致该油藏注水开发过程中一系列问题的复杂多变的渗流特征,利用油水相渗实验与核磁共振实验,通过分析曲线特征与重要渗流参数分布将研究区油藏储层分为３类,并结合物性测试、恒速压汞、X衍射等实验结果,分析物性、孔喉结构、黏土矿物以及注水方式对渗流特征的影响.结果表明:３类油藏的渗流参数依次变差,渗流能力减弱;束缚水饱和度受黏土矿物含量的影响程度较大;驱油效率与渗透率和喉道半径呈正相关,与孔喉半径比呈负相关,且受微观均质程度以及注入压力以及注入水体积影响;可动流体饱和度随渗透率的增大而增大,主要受控于孔隙与喉道分布及二者的空间配置关系.从好到差的３类油藏对应的初期产量、稳产周期依次降低.储层因素通过影响渗流特征,进而对开发特征产生影响.      

特低－超低渗透砂岩储层微观水驱油特征及影响因素:以鄂尔多斯盆地马岭油田长８１ 储层为例

为了更加深入地探究特低－超低渗透储层油水的微观流动特征及其表现出差异性的因素,以马岭油田长８１ 储层为代表,对典型样品进行了微观渗流实验,并结合物性、铸体薄片、扫描电镜、恒速压汞及核磁共振等多种实验测试结果对储层流体的微观驱替机理及导致驱油效率高低不同的因素进行了研究.结果表明:研究区块长８１ 油藏按微观渗流通道类型可分为溶孔－粒间孔型、溶孔型、微孔型３类,其驱油效率逐类降低,不同微观渗流通道类型样品的渗流特征表现出较大的差异性,其中溶孔－粒间孔型样品平均驱油体积为０．０１０cm３,最终平均驱油效率高达４５．６０％,驱替效果最为理想.储层微观条件中,喉道半径大小及分布状况对驱油效率的大小起决定性的作用,物性和可动流体饱和度两者对驱油效率的大小均具有较低程度的控制作用;外部实验条件中,对驱油效率产生较大控制作用的为注入水体积倍数和驱替压力.因此,在油藏实际水驱采油过程中应当采用较为合理的注水压力和注入水体积倍数.      

冀中地区西柳１０断块 Ｅｓ２ 储层微观孔隙结构特征

从不同角度解析西柳１０断块低渗透储层微观孔隙结构特征，可以为该地区沙二段储层综合评价提供理论依据。应 用扫描电镜、铸体薄片、常规压汞、恒速压汞、核磁共振、真实砂岩模型等测试手段探讨了低渗透储层微观孔隙结构参数对可动流体饱和度、驱油效率的影响。研究表明:西柳地区沙二段储层微观孔隙结构与成岩作用密切相关，主要表现粒间孔及溶孔越发育，有效孔喉连通性越强，其进汞饱和度越高。依据排驱压力将储层划分为３类，排驱压力小于０．１ＭＰａ时，储层为Ⅰ类，可动流体饱和度平均为６６．１％，驱替类型以网状为主；排驱压力介于０．１～０．５ＭＰａ时，储层为Ⅱ类，可动流体饱和度平均为５７．９％，驱替类型以指状－网状为主；排驱压力大于０．５ＭＰａ时，储层为Ⅲ类，可动流体饱和度平均为４６．２％，驱替类型以指状为主。当渗透率小于２×１０－３μｍ２，喉道半径小于２．３μｍ时，可动流体饱和度、驱油效率受两者影响明显。喉道半径是影响储层开发效果的主控因素。      

下寺湾地区延长组长7陆相页岩气储层敏感性实验

利用X射线衍射、场发射扫描电镜、氮气吸附、岩心驱替实验等技术方法对鄂尔多斯盆地下寺湾地区延长组长7陆相页岩气储层进行了敏感性实验研究。结果表明,储层具中等偏弱或弱的盐敏、水敏和碱敏,弱-无酸敏,中等偏强或强的应力敏感特征,矿物组分、储层物性及储层微孔结构是影响储层敏感性的主要因素。考虑到页岩储层的特殊性,在敏感性实验中对部分关键实验技术的条件和方法进行了改进:①将压汞法毛管压力曲线与氮气吸附法BJH函数孔径分布曲线资料结合,拼接出完整的孔喉分布曲线图;②敏感性实验的样品除油采用常规洗油与高温(150~200℃)烘烤方法结合;③采用了目前最适合页岩气储层敏感性实验的脉冲气体渗透率仪,用气体驱替法代替常规液相驱替法,获取敏感性实验前后的渗透率值。通过一系列改进后的敏感性实验,取得了符合泥页岩储层特性的敏感性数据,达到了本次实验的目的和要求。      

基于两相流低渗油藏合理注采井距确定方法

目前确定低渗油藏合理注采井距的方法,主要以启动压力梯度为判断基础,而实际生产过程中两相渗流阻力也有影响.从渗流力学出发,考虑非活塞驱替两相流及启动压力梯度,分别以油相区、油水两相区及纯水区的渗流数学表达式为基础,得出基于两相渗流低渗油藏合理注采井距的新方法,并通过实例计算与结果对比证实其理论的合理性与可靠性.实例计算得出注采压差为40.0MPa,渗透率为1.0×10-3μm2时油藏合理注采井距为130m.考虑两相渗流确定的合理注采井距随渗透率增大而增大,但增长幅度随渗透率的增大而减缓,且渗透率与井距呈近似幂函数关系;随渗透率增大,新旧方法确定的井距相差越来越大,因此计算合理注采井距时,应考虑启动压力梯度与油水两相渗流阻力共同作用,以使其计算结果更加合理可靠.     

鄂尔多斯盆地志丹地区长２储层成岩作用及其对孔隙度演化的影响

通过岩心观察、铸体薄片鉴定、粒度分析、扫描电镜、电子探针、X 射线衍射分析、核磁共振实验、流体包裹体、真实砂岩微观模型驱替等分析资料,对志丹地区长２储层砂岩成岩作用、成岩演化阶段及孔隙度演化与驱替效率之间的关系进行了研究.果表明,砂岩经历了压实作用、压溶作用、胶结作用和溶蚀作用的改造,研究区长２油层组现今处于中成岩 A 期;应用 Beard砂岩原始孔隙度恢复公式,计算出长２储层未固结砂岩的原始孔隙度平均３９．０９％;压实、压溶作用对储层物性影响最大,可以使原始孔隙度减少１５．４１％,减孔率为３９．４２％;胶结作用会进一步减少原始孔隙度,使孔隙度损失１２．７２％,减孔率为３２．４６％,而绿泥石薄膜的普遍发育则对于原生孔隙具有一定的保护作用;此外,长石和岩屑的溶蚀作用也对储层物性起到明显的改善作用,并且溶蚀作用产生的高岭石充填在孔隙中形成的晶间孔也可以成为储集空间,使孔隙度增加４．２％,增孔率为１０．７６％;各种成岩作用造成孔隙度变化对于储层的驱替效率影响不同,其中压实作用的增强对降低驱替效率影响最大,而强烈的溶蚀作用会使储层的驱替效率增加,以方解石胶结为主的胶结作用会降低储层驱替效率,而以绿泥石膜胶结为主的胶结作用对储层驱替效率影响相对较小.      

低渗特低渗油层富气—氮气复合驱

为提高低渗、特低渗油层富气—氮气复合驱采收率,以YS油田的特低渗油层为背景,采用CMG油藏数值模拟软件建立细管理想模型,研究富气组分对最小混相压力的影响及富气—氮气在油气相中的分布;利用条状均质和非均质模型,研究油层长厚比、渗透率、渗透率级差及富气段塞尺寸因素对驱油效果的影响;选用30 cm长度的低渗、特低渗2类天然岩心,分别进行5种方案的物模实验研究。结果表明:富气中CH_4体积分数越高,富气与原油的最小混相压力越大,注入CH_4体积分数低、富化程度高的富气有助于提高原油采收率;细管中富气段塞至少有0.50 PV才能有效阻止氮气窜逸对采收率的影响;油层渗透率越低或渗透率级差越小,越有利于提高复合气驱采收率,厚度小于井距2%的油层也有利于提高复合气驱采收率;富气—氮气复合驱合理的前置富气段塞尺寸为0.60 PV,低渗和特低渗岩心的采收率分别为65.91%和73.21%,接近于全富气驱采收率;在五点法井网条件下,富气—氮气复合驱中富气的合理段塞为0.60 PV,低渗和特低渗油层的采收率分别为51.46%和50.88%。该结果可以为开发低渗特低渗油层提供指导。     

矩形致密油藏直井体积压裂不稳态压力半解析方法

基于点源函数理论和边界元思想,建立一种可用于致密油藏直井体积压裂改造非稳态压力分析的半解析模型。模型考虑改造区与未改造区储层非均质性的影响,在均质条件下与解析解进行对比与拟合,并应用已建立的模型对改造区与未改造区渗透率差异性、体积压裂改造程度、改造面积和形态、主裂缝长度及导流能力等参数进行讨论。结果表明:随着改造区内渗透率的增大,压力损耗减小,受改造区面积的影响,单一提高改造区的地层渗透率对整体压力影响较小;相同的储层改造体积情况下,有效裂缝体积较大的开发效果最好。与常规压裂相比,体积压裂井的开发效果主要受主裂缝长度的影响而非导流能力。     

超低渗透储层孔隙结构对渗流特征的影响

为认识特低渗透储层成岩相分布以及微观渗流特性,尤其是孔隙结构对岩石渗流能力的控制作用,以合水地区长6层为研究对象,利用油水相渗、真实砂岩微观水驱油、核磁共振等实验,分析了不同成岩相储层的渗流特征,并结合恒速压汞、高压压汞实验测试结果及产油能力,探讨了不同成岩相孔隙结构与渗流规律的内在联系。结果表明,储层岩石孔隙中的油能否被驱出主要取决于连通孔隙的喉道参数,优势成岩相储层孔喉半径及有效喉道体积大,流体易于流动,驱油效率高;孔喉半径比大、孔喉分布范围窄、孔隙结构非均质性强是不利成岩相储层渗流能力差和驱油效率低的主要原因。      

低渗透储层的微观特征对其宏观性质的影响规律——以榆树林油田扶杨油层为例

利用岩心物性分析、压汞曲线和镜下分析等资料,研究榆树林油田东16区块扶杨油层的宏、微观特征及二者关系.结果表明:研究区扶杨油层岩性为岩屑长石砂岩,普遍具有碎裂特征,主要孔隙成因类型包括微裂缝、粒间孔、粒内孔和晶间孔,微裂缝对孔隙度的贡献不大,但对渗透率的影响不容忽视.孔隙度主要受孔喉发育程度影响,孔喉半径越大,孔隙度越高.渗透率受反映连通程度的特征结构参数影响较大,二者呈正相关关系,且孔隙度越大,特征结构系数对渗透率的影响越大.退汞效率受特征结构参数影响较大,储层为中孔时,退汞效率随特征结构参数的增大而增大;储层为低孔或特低孔时,退汞效率随特征结构参数的增大而减小.该研究结果对改造低渗储层、提高采收率具有指导意义.     

非均质油藏多段压裂水平井不稳态压力分析半解析方法

基于点源函数理论和边界元思想,建立一种可用于非均质油藏多段压裂水平井非稳态压力分析的半解析模型。模型考虑储层横向非均质性的影响,计算所得结果与数值解进行对比与拟合,对横向渗透率的非均质性、储容比、窜流因数、裂缝导流能力、长度及各裂缝泄流面积的影响进行讨论。结果表明:随着储层横向渗透率非均质性的增强,各裂缝间流量的差异性增大;单一提高某一个裂缝附近的渗透率对压力影响较小;泄流面积的差异性仅在晚期对各裂缝流量分布有影响;裂缝导流能力仅对早期裂缝流量的分布有影响,裂缝越长,流量越大。     

超低界面张力体系对低渗岩心非线性渗流规律的影响

低渗储层中启动压力梯度导致流体渗流规律呈现非线性特征,使得低渗储层的开发方式与中高渗储层不同。为了研究新立油田低渗储层中的非线性渗流现象,以新立油田天然低渗岩心为研究对象,通过精密压力测试多孔介质渗流实验分析超低界面张力体系对新立油田低渗岩心中单相及两相流体启动压力梯度的影响。研究结果表明:对于任何流体,新立油田低渗岩心均表现出非线性渗流特征,存在着一定启动压力梯度;低渗岩心拟启动压力梯度的值高于启动压力梯度,且两者均随着渗透率的提高而降低且与渗透率之间均为幂关系;超低界面张力体系可以明显地降低低渗岩心最小启动压力梯度与拟启动压力梯度;对于不同渗透率的岩心,两相临界启动压力梯度与含水饱和度的关系均表现出相似的变化规律,即两相临界启动压力梯度随着平均含水饱和度的上升先上升后降低;在不同渗透率下,对比水驱和超低界面张力体系驱的临界压力梯度最高点,超低界面张力体系下的临界压力梯度最高点明显小于水驱,这表明界面张力的减小可以明显地降低驱油时产生的两相临界压力梯度,超低界面张力体系改善了油藏的注入性。本研究对新立低渗储层水驱后开发方式的选择提供了参考。      

河流相流动单元渗流特征及剩余油分布——以黄骅坳陷羊二庄油田新近系明化镇组河流相储层为例

以黄骅坳陷羊二庄油田明化镇组河流相储层为对象,在流动单元划分的基础上,综合薄片、压汞、相对渗透率曲线及数值模拟等资料,比较不同流动单元渗流特征,结合荧光显微图像及核磁共振实验刻画剩余油赋存特征。结果表明:六类流动单元渗流特征及剩余油分布差异明显。Ⅰ类流动单元渗流能力最强,水淹严重,残存少量柱塞状剩余油。从Ⅱ到Ⅵ类流动单元,毛管压力曲线中值压力不断增加,进汞曲线平缓段不断变短,最小润湿相饱和度大幅上升,残余油时水相相对渗透率不断下降,优势流线逐渐减弱,渗流能力不断下降;其中Ⅱ和Ⅲ类流动单元水淹较强,剩余油呈角隅状、膜状、吸附状分布;Ⅳ和Ⅴ类流动单元水淹相对较弱,剩余油呈连片状分布;Ⅵ类流动单元渗流能力差,水淹较弱,但剩余油储量低。该研究结果为羊二庄油田明化镇组后期剩余油挖潜提供参考。     

稠油蒸气—泡沫驱不同油藏区域流体的流变特征

针对稠油蒸气-泡沫驱蒸气腔驱油区泡沫油体系、热水冷凝区热水油体系,通过模拟实际油藏温度压力条件,利用高温高压流变仪,在0～600s-1剪切速率范围内,研究蒸气相饱和度、泡沫剂质量分数、温度和蒸气干度对泡沫油体系流变特征的影响;在0～100s-1剪切速率范围内,研究热水相饱和度、泡沫剂质量分数和温度对热水油体系流变特征的影响.结果表明,泡沫油体系和热水油体系均为假塑性流体,可用幂律模型来描述,并且随着蒸气相饱和度和泡沫剂质量分数升高,泡沫油体系非牛顿性增强;随着温度和蒸气干度增大,泡沫油体系越接近为牛顿流体;随着热水相饱和度和温度升高,热水油体系越接近为牛顿流体;随着泡沫剂质量分数增加,热水油体系非牛顿性增强.