低滲油藏滲流機(jī)理研究

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1、低滲油藏滲流機(jī)理研究孤東采油廠新灘試采礦王林明摘要：根據(jù)低滲透油田和中高滲透油田的不同，本文對(duì)低滲透油田的啟動(dòng)壓力和滲流規(guī)律進(jìn)行了研究，提出了一種建立低滲透油田兩相啟動(dòng)壓力曲線的方法，并對(duì)兩相啟動(dòng)壓力，水驅(qū)油和氣驅(qū)油特征的影響，油水兩相滲流規(guī)律進(jìn)行了分析與研究；提出了低滲透非達(dá)西滲流相對(duì)滲透率計(jì)算方法，并進(jìn)行了非穩(wěn)態(tài)流動(dòng)實(shí)驗(yàn)，計(jì)算了相對(duì)滲透率曲線，分析了其特征，討論了非達(dá)西滲流對(duì)相對(duì)滲透率特征的影響。結(jié)果表明：油水、油氣各相的啟動(dòng)壓力梯度與驅(qū)替相的飽和度間均呈指數(shù)變化規(guī)律，氣驅(qū)、水驅(qū)后期指數(shù)變化規(guī)律遭到破壞；在低滲油層中，油井見水后，產(chǎn)油量會(huì)迅速下降，水驅(qū)低滲油藏采收率較低；考慮非達(dá)

2、西流后，計(jì)算的油相相對(duì)滲透率增大，水相相對(duì)滲透率減小，等滲點(diǎn)右移；在相同的含水飽和度下，非達(dá)西流使產(chǎn)水率增大，并得到了非達(dá)西滲流油水兩相滲流數(shù)學(xué)模型，相對(duì)滲透率的計(jì)算公式，并進(jìn)行了非穩(wěn)態(tài)試驗(yàn)，對(duì)低滲油田的開發(fā)有指導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞：?jiǎn)?dòng)壓力；壓力梯度；滲透率；驅(qū)替1引言同中高滲透率油層相比，低滲透油層具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：①低滲透油層一般連續(xù)性差、采收率與井網(wǎng)密度關(guān)系特別密切；②低滲透油層存在“啟動(dòng)生產(chǎn)壓差現(xiàn)象”，滲流阻力和壓力消耗特別大；③低滲透油層見水后，采液和采油指數(shù)急劇下降，對(duì)油田穩(wěn)產(chǎn)造成急劇影響；④低滲透油田一般裂縫都較發(fā)育，注入水沿裂縫竄進(jìn)十分嚴(yán)重。為了更好地開發(fā)利用低滲透率油藏

3、，本文將從啟動(dòng)壓力與滲流規(guī)律著手，對(duì)影響低滲透砂巖油藏開發(fā)的一些重要問(wèn)題進(jìn)行分析研究。2低滲透砂巖油藏啟動(dòng)壓力研究2.1低滲砂巖油藏啟動(dòng)壓力梯度研究2.1.1測(cè)定方法及原理室內(nèi)實(shí)驗(yàn)測(cè)定低滲透砂巖單相滲流啟動(dòng)壓力梯度大都是測(cè)定不同驅(qū)替壓差流體通過(guò)低滲透砂巖巖心的滲流速度，求得流量與壓力梯度的關(guān)系，描述流體在巖心中的滲流過(guò)程再用數(shù)學(xué)的方法獲得壓力梯度，又稱作“壓差－流量法”。在測(cè)定最小啟動(dòng)壓力梯度值時(shí)，采用“毛細(xì)管平衡法”與“壓差－流量法”相結(jié)合的方法，“毛細(xì)管平衡法”應(yīng)用的是連通器原理。圖2-1毛細(xì)管平衡法原理示意圖圖2-2典型非達(dá)西滲流曲線示意圖測(cè)定時(shí)毛細(xì)管和巖心中充滿實(shí)驗(yàn)流體，使進(jìn)

4、口端液面高于出口端。重力作用使進(jìn)口端流體通過(guò)巖心流向出口端，進(jìn)口端液面下降，出口端液面上升，如果是一個(gè)普通的連通器兩端液面會(huì)持平。由于低滲透巖心啟動(dòng)壓力的存在，兩端液面經(jīng)過(guò)充分平衡后，最終會(huì)保持一個(gè)高度差，該高度差就是該樣品的最小啟動(dòng)壓力值。夾持器兩端采用毛細(xì)管，一是能精確靈敏的反映液面變化，二是減少滲流總量縮短測(cè)定周期。該方法不僅證明了低滲透巖心啟動(dòng)壓力梯度的存在而且可以直接測(cè)定出最小啟動(dòng)壓力梯度值。見圖2-2中的a點(diǎn)，用“毛細(xì)管平衡法”獲得，實(shí)線def為“壓差－流量法”獲得。2.1.2實(shí)驗(yàn)方法的特點(diǎn)如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法準(zhǔn)確、完整的描述低速非達(dá)西滲流規(guī)律，成為啟動(dòng)壓力梯度研究的關(guān)鍵，

5、由于流體在巖心中的低速非線性滲流段的滲流速度和驅(qū)替壓差非常小，即使使用先進(jìn)的進(jìn)口設(shè)備也無(wú)法實(shí)現(xiàn)流量和壓差的準(zhǔn)確采集，圖2-2中a-d-e段可能占整個(gè)滲流段一半的數(shù)據(jù)無(wú)法準(zhǔn)確采集到，在缺少數(shù)據(jù)點(diǎn)的情況下很難用數(shù)學(xué)的方法描述流體滲流的非線性特征。但本實(shí)驗(yàn)方法能準(zhǔn)確完整的測(cè)定出整個(gè)非線性滲流段，“毛細(xì)管平衡法”對(duì)硬件要求不高且操作簡(jiǎn)便，且測(cè)定周期短，可以安裝多套測(cè)定裝置同時(shí)測(cè)定多個(gè)巖樣。2.2一種兩相啟動(dòng)壓力曲線的建立方法為探討兩相流體滲流時(shí)的啟動(dòng)壓力變化規(guī)律，對(duì)天然巖心進(jìn)行水驅(qū)油和氣驅(qū)油實(shí)驗(yàn)，計(jì)算出各自的相對(duì)滲透率，然后按單相啟動(dòng)壓力梯度公式推算出相對(duì)啟動(dòng)壓力梯度，繪制油水、油氣相滲曲線

6、。研究結(jié)果表明，在兩相啟動(dòng)壓力曲線上，各相的啟動(dòng)壓力梯度與驅(qū)替相的飽和度之間均呈指數(shù)變化規(guī)律；氣驅(qū)、水驅(qū)后期指數(shù)變化規(guī)律遭到破壞，是驅(qū)替后期驅(qū)油效率急劇變小的主要原因。2.2.1驅(qū)替試驗(yàn)方法實(shí)際油氣藏的開發(fā)過(guò)程中，一般是兩相(油水、油氣、氣水)或三相(油、氣、水)同時(shí)流動(dòng)，在滲流過(guò)程中，各相間會(huì)發(fā)生相互干擾和影響。描述相間的相互影響程度一般用相對(duì)滲透率的概念。測(cè)定相對(duì)滲透率有3種方法：非穩(wěn)態(tài)驅(qū)替、穩(wěn)態(tài)法和離心法，用非穩(wěn)態(tài)驅(qū)替法測(cè)定油水(氣)相對(duì)滲透率仍是最普遍的，在國(guó)內(nèi)外得到廣泛的應(yīng)用，本文也采用非穩(wěn)態(tài)驅(qū)替法測(cè)定油水(氣)相對(duì)滲透率“文獻(xiàn)報(bào)道，在常溫常壓條件下，用洗凈巖心和精制油所測(cè)

7、得的相對(duì)滲透率結(jié)果與地層條件下使用地層流體測(cè)的結(jié)果相差很大”，因此，現(xiàn)在采用以下實(shí)驗(yàn)條件和步驟進(jìn)行有關(guān)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)流體：現(xiàn)場(chǎng)脫水原油；飽和及驅(qū)替均用礦化度為300g/L的NaCl溶液，避免產(chǎn)生水敏。實(shí)驗(yàn)溫度：70℃。實(shí)驗(yàn)步驟：將巖心抽空，飽和礦化度為300g/L的NaCl鹽水，計(jì)量飽和水量，計(jì)算孔隙體積；建立束縛水，用原油驅(qū)替含水巖心，當(dāng)不再出水時(shí)，計(jì)量驅(qū)出的水量，計(jì)算束縛水飽和度和油相滲透率；水(氣)驅(qū)油，用礦化度為300g/L的NaCl鹽水(氮?dú)?驅(qū)替含