致密砂岩储层CO2驱油特征的核磁共振实验研究

利用核磁共振技术对致密砂岩储层不同渗透率级别基质岩心和裂缝基质岩心不同驱替压力下CO2驱油特征进行了研究,简述核磁共振原理及实验方法。表明:致密砂岩储层特低、超低渗透基质岩心在初始CO2驱替压力下,岩心毛细孔隙和微毛细孔隙区间的油不同程度被采出,随着CO2驱替压力增大,特低、超低渗透基质岩心毛细孔隙区间油的采出程度不断增加且累积采出程度不同。裂缝致密砂岩储层岩心,裂缝和毛细孔隙区间的油在初始CO2驱替压力下,岩心裂缝中的油及毛细孔隙中的部分油被驱替出来,CO2驱替压力提高毛细孔隙、微毛细区间油的采出程度和累积采收程度较小。致密砂岩储层特低、超低渗透基质岩心和裂缝致密砂岩储层岩心,随着CO2驱替压力增大毛细孔隙区间的部分剩余油成正比增加进入到微毛细孔隙区间改变储层剩余油分布。核磁共振技术能够深入研究致密砂岩储层CO2不同驱替压力阶段,岩心裂缝、毛细孔隙区间、微毛细孔隙区间油的采出程度和剩余油分布情况,对于研究致密砂岩储层微观驱油机理具有较重要的价值。      

特低渗透砂岩储层水驱油CT成像技术研究

通过水驱油岩心的CT成像技术,动态、定量、可视化地研究了特低渗透砂岩储层水驱油岩心的微观孔隙结构、含水饱和度分布、吸水能力及微观孔隙结构对驱油效率的影响.研究表明,实验岩心的CT值分布在1819~1961之间,与标准的Berea砂岩相比高出15%左右,属于典型的特低渗透砂岩储层.储层微观孔隙结构是影响油水分布的主要因素.特低渗透砂岩储层开发要高度重视无水采收率.储层致密和微裂缝发育的不均一性是特低渗透砂岩油田驱油效率低的根本原因.     

岩石孔喉道中表面粗糙度对油水两相流动的影响

岩石孔喉道中表面粗糙性是影响油水两相流动的重要因素之一.本文利用格子波尔兹曼数值模拟方法模拟了在光滑和粗糙孔喉道中的水驱油的流动特性,通过比较亲水和亲油的孔喉道模型中的含水饱和度、油水相对渗透率的变化,分析粗糙度对于流动特性的影响.结果表示:1)无论是亲水性还是亲油性模型,孔喉道表面的粗糙性对于油水流动都起阻碍作用;2)由于孔喉道表面粗糙元间空隙的存在,一部分油被圈闭于空隙中,不能实现完全驱替;3)水驱油的过程中,亲水性的孔喉道的含水饱和度和油水相对渗透率均高于亲油性孔喉道;4)在亲水性孔喉道中,粗糙性对含水饱和度和油水相对渗透率的影响更为明显,亲油性孔喉道次之;5)亲油性孔喉道的粗糙性增加到一定的程度后,它对流动的阻碍作用不再随着粗糙性的增加而逐渐增强.     

油水饱和泥质砂岩流动电位的频散特性

油水饱和泥质砂岩中流动电位的研究对于揭示含油储层震电勘探和动电测井的机理有着重要的意义.本文首先从岩石孔隙的微观结构出发,构造了描述水润湿条件下油水饱和泥质砂岩储层的毛管模型.在模型中依据油水流动遵守的Navier-Stokes方程和电化学传质动力学理论,建立了描述油水饱和泥质砂岩流动电位的数学方程,并数学模拟了岩石储渗参数对流动电位频散特性的影响规律.研究结果表明:储层孔隙内流体受到的粘滞力与惯性力控制着水相和油相的流动,从而决定了流动电位的频散特性.随着孔隙度的增大,油水两相各自的有效渗透率均增大;而含水饱和度的升高使得水相有效渗透率增大,油相有效渗透率减小.在水润湿条件下,流动电位耦合系数随含水饱和度升高而增大,随束缚水饱和度的升高而减小.另外,流动电位相对耦合系数也随含水饱和度的升高而增大,但无频散现象.     

基于核磁共振驱替技术的超低渗透砂岩水驱油微观机理实验

为明确超低渗透砂岩的剩余油赋存状态,对比评价影响水驱油效率的主要因素,利用改进的核磁共振高压驱替系统开展了水驱油实验.结果表明,实验样品的平均水驱油效率为35.79%,1~10ms的较小孔喉和10~100ms的中等孔喉既是饱和油条件下油的主要分布范围,也是水驱后剩余油的主要赋存空间.10~100ms的中等孔喉动用效果最好,对驱油效率贡献程度最大.水驱油效率受物性、微裂缝、孔喉非均质性和孔喉动用程度的共同影响,孔喉细小,但分布均一的样品有可能取得较好的驱替效果.充分发挥毛细管自吸驱油作用,先有效开发小孔喉,再提高驱替速度开发较大孔喉,有助于提高驱油效率.对于超低渗透砂岩储层而言,要提高整体开发效果,需要各个范围内的孔喉均得到有效动用,改善小孔喉、尤其是含量较高分布于1~10ms区间孔喉的动用程度尤为重要.     

多油层强碱三元复合驱后驱油效率评价

强碱三元复合驱油技术能够提高驱油效率和扩大波及体积,大幅度提高采收率,展现出了老油田稳产接替的广阔前景.本文借助三元复合驱后取心井和新钻井资料,深化储层认识,评价驱油效率.通过室内岩心驱替、微观驱替等实验的分析,以及应用数值模拟、核磁共振、电镜检测、新钻井的电测曲线等技术手段,研究、评价强碱三元复合驱后储层不同部位的驱油效率,分析了驱油效率产生差异的影响因素.研究结果表明:层间和平面非均质性是影响三元复合驱驱油效率的主要因素,强碱三元复合驱后驱油效果与三元前对比增加了14.7个百分点,高水淹层厚度增加26.0%,岩石润湿性向亲水性转变.开展三元复合驱后驱油效率因素评价,为工业性推广过程中挖潜调整提供参考依据,进一步完善三元复合驱技术,提高采收率.     

松辽盆地向斜油藏特征及成藏机理探讨

向斜区低-超低渗透油藏油水关系复杂, 重力分异作用不明显, 由坳陷中心向两侧表现为油藏-油水过渡带-正常油藏的特点. 通过对松辽盆地低-超低渗透储层中油气水运移方式、动力学条件和非达西渗流状态三方面的探讨, 认为滞留效应是石油在向斜低部位成藏的关键. 油气在低-超低渗透储层中运移时, 气、水以单个或几个分子结合的状态运移, 能够自由通过喉道, 而油珠的最小直径一般要大于喉道直径, 必须通过变形才能通过, 导致气、水优先运移, 而油珠运移滞留, 聚集成藏; 流体压力差和浮力是石油运移的主要动力, 毛细管力是石油运移的主要阻力. 当动力小于阻力时, 石油滞留成藏; 向斜油藏内部浮力小于毛细管阻力, 油水不能发生正常的重力分异. 这种在向斜区成熟烃源岩范围内低-超低渗透储层中形成的油藏属于非常规油藏.     

大庆油田水驱及聚合物驱油藏剩余油黏度特征研究

通过21件原油样品实验分析表明,原油烃类中高分子量组分C40^＋（％）与原油黏度存在良好的相关性;利用油田开发取心检查井油砂制备得到油藏剩余油样品44件,通过高温色谱检测得到剩余油烃类低C21^-、中C21～C40、高分子化合物C40^＋含量（％）,利用原油黏度与烃类C40^＋（％）的关系式预测了剩余油黏度;结合油田开发取心检查井的岩石渗透率、含油饱和度等资料,对聚合物驱和水驱油藏剩余油的流动性特征、剩余油性质、下步驱油方式等进行研究．实验结果表明,聚合物驱和水驱2种驱油方式油藏剩余油的烃类组成、黏度和流度都呈现非均质性特征,且前者的非均质性更加明显;聚合物驱与水驱油藏相比烃类C21^-（%）和C21～C40（％）较低、C40^＋（％）的较高,聚合物驱可能相对较多的采出原油的低等和中等分子量化合物,使聚合物驱剩余油中烃类C40^＋（％）增加、剩余油黏度变大、流度下降及流动性变差;水驱油藏剩余油以中黏油为主、有一定数量的低黏油,聚合物驱油藏剩余油以中黏油为主、有一定数量的高黏油;根据油藏剩余油黏度测定结果和流度比控制的最佳范围,确定不同油田及油藏剩余油的驱油方式和聚合物溶液黏度及浓度,为下一步油藏剩余油开发及提高采收率提供了新依据和新方法．     

微焦点X射线计算机层析(CMT)及其在石油研究领域的应用

工业微焦点ＣＴ的Ｘ射线源焦点尺寸小于５微米,成象分辨率明显优于常规焦点ＣＴ。在石油勘探开发研究中;微焦点ＣＴ在许多技术领域进行了应用,取得了崭新的成果：（１）确定岩心的基本物理参数—计算和描绘密度、孔隙度、流体饱和度分布;（２）描述岩心的微观特征—直观描述岩石内部孔隙结构和流体分布特征;（３）特殊油藏岩心分析评价—观察碳酸岩、火成岩等内部一些常规技术无法获得的特征;（４）岩心驱替和提高采收率分析—重建油水在岩心内部的宏观分布状态;（５）其他方面的应用—岩心筛选、地层伤害评价、岩石力学评价等。     

特低渗储层可动流体饱和度研究——以甘谷驿油田长6储层为例

特低渗储层油水分布关系复杂、微观孔喉网络分布模式及油水微观渗流机理复杂多变、水驱效率低、开发矛盾突出.可动流体饱和度是精细评价特低渗储层的关键因素,因此,利用铸体薄片、扫描电镜、X衍射、常规压汞、恒速压汞、核磁共振等实验手段,研究分析甘谷驿油田长6储层可动流体饱和度的分布特征及主控因素.结果表明:研究区长6储层的可动流体饱和度偏小,平均值为37.42%.微观孔隙结构是控制可动流体饱和度大小的主要因素,粘土矿物次之,储层物性的影响最弱.渗透率对可动流体饱和度的敏感性显著强于孔隙度.孔隙连通性好,孔喉比小,喉道半径粗、残余粒间孔保存较好、次生孔隙发育,粘土矿物含量小,可动流体饱和度相对较高.粒间孔的剩余程度、溶孔及喉道的发育程度等对储层的好坏及可动流体饱和度的大小具有至关重要的作用.孔隙特征参数中,喉道半径,孔隙半径,孔喉比、单位体积总有效孔喉体积与可动流体饱和度的关系更为密切.     

聚合物驱油层电阻率测井响应变化特征研究(英文)

油层注入聚合物溶液后,电阻率测井响应发生与水驱不同的变化特征,严重影响水淹层测井评价的效果。本文首先分析了聚合物溶液的导电性质,其次按照聚合物驱油层不同施工流程开展岩电实验研究,分析不同驱替阶段的岩石电阻率的变化特征。并对比分析聚合物驱与水驱油层电阻率测井响应的差异。结果表明,不同聚合物驱替饱含油岩心过程,岩心电阻率随饱和度变化呈现"w"型或"S"型和单调下降的形态;清水聚合物驱油层电阻率测井响应呈现弱、未水淹的特征;污水聚合物驱油层电阻率测井响应呈现与污水水驱相似的变化特征。     

利用核磁共振技术研究沥青质沉积对低渗储层孔隙结构的影响

为揭示CO_2驱过程中沥青质沉积对低渗储层基质孔喉的伤害机理,利用核磁共振技术对岩心样品进行了CO_2驱替前后的T2谱测试.结果表明:沥青质沉积量与驱替压力呈正相关,在CO_2-原油体系达到混相前后,沉积速率最大;渗透率伤害程度则随沥青质沉积量的增加而增大.在驱替初始,较小孔喉(0.1~10 ms)几乎无堵塞,较大孔喉(10~200 ms)出现少量堵塞;注入压力达到最小混相压力,CO_2与原油混相产生大量沥青质沉积,较小孔喉出现45.61%堵塞,较大孔喉堵塞21.31%;在驱替压力继续增大时,较小孔喉堵塞程度严重,最高可达55.22%.对于低渗砂岩储层,基质孔喉尺度越小,沥青质对其的伤害程度就越高.     

利用注聚合物泥浆伤害岩电实验参数变化评价特低渗透储层

针对鄂尔多斯盆地陕北斜坡长6特低渗透储层受聚合物泥浆伤害,微电极电阻率曲线在渗透层上的正幅度差异不明显,直观指示油气层和水层的深、中,浅探测电阻率在常规储层的有序排列基本消失.通过注聚合物泥浆驱替前后岩石电阻率与孔隙度及含水饱和度实验关系分析,驱替后岩样电阻率显著增大,岩样电阻率随含水饱和度增大而减小的基本规律不复存在.归纳其岩性系数a、电阻率系数b比驱替前大得多,饱和度指数n由正变负,反映出注聚合物泥浆驱替破坏了储层孔隙结构及其基本特征,测井中造成了范围较小的高侵和特高侵地层电阻率带.从而提出在较为致密的低渗砂、致密砂聚合物泥浆伤害储层中,利用微电极负差异及其电阻率曲线不规则增高变化划分特低渗透油层有效厚度,并以实例阐明了利用岩电实验参数变化评价特低渗透储层的方法.     

基于微CT技术的致密砂岩孔隙结构特征及其对流体流动的影响

以川西地区的须家河组致密储层岩石为研究对象,利用微CT技术结合Avizo软件先进的数学算法构建了三维数字岩心模型,可以表征砂砾岩储层岩石的孔隙结构特征,并将数字岩心和有限元软件Comsol结合,实现了基于数字岩心的水驱气模拟过程的可视化.并在此基础上开展了水驱气模拟,研究微观孔隙结构特征对岩心中气水两相流的影响.研究结果表明:致密砂岩岩心的孔喉分布状态主要呈连片状和孤立状,其中连片状孔隙在空间上连通性好,主要与残余粒间孔或粒间溶蚀孔有关,而孤立状孔隙在空间上多呈孤立分布,主要与粒内溶蚀孔有关;致密砂岩样品等效孔径主要分布范围在0.5μm以下,储层物性差的样品孔隙结构要比储层物性好的样品复杂,且前者的孤立孔隙多且小孔隙占比高,连通孔隙较少,其对渗透率贡献性少;在水驱气的过程中,岩心的微观孔隙结构将改变驱替前缘形状以及造成气水两相流中舌进现象;随着岩心孔隙度和渗透率增大,水驱气的驱替效率增大,残余气饱和度降低.     

应用核磁共振成像(NMRI)技术研究复合剂驱油特征

本文应用核磁共振成像技术,在均值、非均值模型中研究了复合剂驱油动态实验过程。观察及分析了复合剂驱油特征和效果,对复合剂驱油段塞前缘进行了实时跟踪,得到了复合剂驱油段塞前缘油墙的形成及剩余油分布与运移的二维图像,给出了复合剂驱油后,剩余油的饱和度分布曲线。实验表明:在层状非均值地层中,若渗透率差异大,复合剂段塞主要进入高渗层,而波及不到低渗层,即复合剂波及效率低。若渗透率差异小,复合剂段塞大部分进入高渗层,有少部分进入低渗层,即复合剂波及效率较高。     

甘陕古河中段侏罗系延10油藏初产产能预测技术研究

为了建立甘陕古河中段侏罗系延10油藏初产产能预测模型,服务于油藏开发技术政策的制定,本文基于研究区的地质资料、岩心资料、测井资料和动态生产资料等,开展了四个井区的地层划分与对比、储层特征分析、延101油层初产产能宏观与微观敏感因素分析,在此基础上选择宏观及微观敏感因素,利用多元回归的方法建立了四个井区的初产产量预测模型,实现了多井区初产产量分区预测.研究表明,延101油层为本区主力油层,虽然分布在不同古地貌上背景上的延10油藏地层厚度稳定,但是不同类型古地貌背景上的油藏渗透率差异较大;微构造、有效厚度等宏观因素与四个井区的初产产量关系最好,微观因素中的含油饱和度与四个井区的初产产量相关性好于孔隙度、渗透率;基于不同井区宏观、微观敏感因素建立的初产产量预测模型预测效果好于传统模型.     

低饱和度油藏油水层解释方法——以新肇油田古628区块葡萄花油层为例

新肇油田古628区块葡萄花油层为低饱和度油藏.由于该类油藏含油饱和度低,导致油层电性特征不明显,与油水同层、水层区分度不高;钙质、泥质愈使电性特征复杂化,流体识别难度大.针对上述油水层判别技术难题,本文依据孔隙结构指数及自然伽玛相对值划分储层类型;依据电阻率泥质、钙质校正公式,消除泥质、钙质对电阻率的影响;将薄差层与厚层相剥离单独研究,采用深侧向与深感应电阻率比值与自然电位交会判别薄层油水层;在储层分类及电阻率校正基础上,优选深侧向电阻率与自然电位曲线交会判别厚层油水层.研究表明:分类、分层厚判别方法可较好地解决低饱和度油藏油水识别问题,图版精度均达到90％以上;经新投产井进行背对背验证,解释符合率为85.5％.     

准噶尔盆地玛湖凹陷砾岩油藏岩电实验方法研究

准噶尔盆地玛湖凹陷砾岩油藏具有粒级变化大、低孔渗、孔隙结构复杂、非均质性强的特点,对准确测量岩电参数是一个巨大挑战.本次研究使用2.54 cm、3.81 cm岩样,开展了离心法和半渗透隔板法的岩电实验,以期通过对比电测井计算饱和度评价和密闭取心饱和度得到优选的砾岩油藏岩电实验方法.研究发现：3.81 cm岩样测量的地层因素与孔隙度的关系更好,m值也略小;离心法做不到毛管压力与电性平衡,测量的饱和度指数n偏大,计算含水饱和度结果与密闭取心饱和度分析结果差异大,不能用于玛湖砾岩油藏;半渗透隔板法能够做到毛管与电性平衡,应用饱和度指数特别是3.81 cm岩样实验测量得到的饱和度指数计算的含油水饱和度相对密闭取心饱和度的偏差一般小于2%,能够满足砾岩油藏使用.     

低渗透复杂润湿性储层电阻率实验及导电机理研究

低渗透岩性油气藏发育的黏土膜吸附原油造成了储层亲油,电阻率异常高,高阻油水层、水层的存在给储层流体性质识别带来了很大挑战.为了明确不同润湿性储层的电阻率响应特征以及微观导电机理,本文选取了鄂尔多斯盆地西部三叠系延长组长8段的岩心,模拟了油驱水、老化和水驱油过程,并测量了岩心薄片洗油后的接触角.实验结果表明,洗油后异常高阻岩心已表现为不完全亲水,然而,其测量的胶结指数m与正常电阻率岩心相差很小.油驱水至束缚水时,正常电阻率岩心的电阻增大率I_r与含水饱和度Sw的关系在双对数坐标下基本表现为直线的关系,而异常高阻岩心则表现为明显的凸曲线特征.且老化过程前后,异常高阻岩心的电阻率基本不变.结合对异常高阻岩心不同状态下的核磁共振T_2谱的分析,表明在油驱水过程中,岩石的润湿性已经向亲油方向发生转变,老化过程对润湿性的改变影响很小.水驱油至残余油时,异常高阻岩心的I_r-S_w曲线表现为近似直线特征,反映出水驱油过程中岩石的导电结构并未发生改变.基于实验结果的分析与讨论,明确了一种适用于低渗透复杂润湿性储层的成藏模式及其导电机理,说明了高阻水层主要是亲油润湿性条件下的连续导电路径遭到破坏造成的.     

热处理对致密岩石物理性质的影响

致密气藏低孔低渗和超低含水饱和度等特征使其潜在水相圈闭损害严重,致密天然气产出表现为多尺度特征.选取泥页岩、致密砂岩和致密碳酸盐岩岩心,开展了100~600℃高温处理对岩心渗透率、孔隙度、重量、长度、直径和声速的影响实验.实验结果表明,碳酸盐岩、致密砂岩和泥页岩的热开裂阈值分别在300~400℃、300~500℃和500~600℃;高温处理后,岩心重量和密度降低,体积增加,泥页岩岩心孔隙度和渗透率提高幅度最显著,600℃处理后声波时差比常温时岩心声波时差提高了1.3倍.热处理消除了水相圈闭和粘土矿物膨胀损害,提高岩石孔隙度和渗透率,恢复或改善致密储层多尺度传质,有利于致密天然气资源开发,但同时高温使岩石破裂,扩展天然裂缝或产生新裂缝,导致工作液漏失,因此,热致裂给勘探开发致密天然气提出了机遇与挑战.