致密油藏孔隙结构对纳米流体驱油效果的影响

吉林低渗-致密储层“孔小、喉更小”,原油储层流度低,导致水驱效果较差。采用一种核-壳结构的纳米流体 增渗驱油体系,通过岩心驱油实验评价纳米流体增渗驱油体系对致密岩心的驱油效率,通过岩心核磁共振测试 以及CT扫描重点研究致密油藏孔隙结构对纳米流体驱油效果的影响。研究结果表明：纳米流体增渗驱油体系 可降低致密岩心驱油实验的注入压力,最大降幅为46.2%;当致密储层孔隙结构较好时,驱油效果明显,最高提升 30.21%。纳米流体增渗驱油体系对分布在平均孔隙半径大于1 μm的原油驱油效果显著。岩心CT扫描研究发 现,致密岩心的平均孔喉半径、有效连通孔隙占比以及孔隙配位数均会对纳米流体增渗驱油体系注入压力及驱 油效率造成影响,其中平均孔喉半径和有效连通孔隙占比影响更大。     

致密储层纳米增注技术研究与应用

针对魏家楼致密储层油藏注水压力上升快的问题，引入了纳米增注技术，通过微细管和岩心驱替实验装置对纳米增注技术的增注原理和影响因素进行了分析。结果表明：纳米增注剂能够改变岩石润湿性，可使亲水储层改变为中性或亲油储层，减少亲水储层孔喉表面形成的水膜的厚度；纳米增注剂还可吸附在孔喉表层，使孔喉表层的水化膜剥离，增大孔喉有效半径，降低流体阻力，从而增加地层吸水能力。微细管驱替实验表明，质量分数为0.010%的纳米增注液，对直径为50～100μm的微细管降压效果较好，降压率最大可达30.1%;天然岩心驱替实验表明，纳米增注液注入量为1倍孔隙体积、吸附时间大于36 h时，降压效果较好，降压率达40.0%。魏家楼油田降压增注现场试验结果表明，纳米增注剂能使注水井注入压力降低2.4 MPa。该研究结果对致密储层油藏高压欠注井治理具有很好的应用价值。     

致密油藏水驱可动用性研究

针对致密储层有效动用困难的现状,文中通过岩心离心实验、水驱油实验,并结合核磁共振检测技术,对致密岩心孔隙内流体的赋存状态及可动用性进行了研究。研究表明:孔喉半径大于0.05μm致密储层中的流体在一定条件下可以得到不同程度动用;在不同驱动力下,亚微米孔喉中流体变化幅度大于微米级和纳米级孔喉,0.10μm≤r0.50μm的孔喉是致密储层中流体主要富集与流通空间,对储层可动流体贡献最大,是水驱的主要动用对象,具有较大的开发潜力。     

鄂尔多斯盆地长7致密储层可动流体分布特征

鄂尔多斯盆地长7致密油资源丰富,储层地面空气渗透率小于0.3×10-3μm2,物性较差,可动流体饱和度是该类储层评价的关键参数之一。采用离心实验和核磁共振T2谱分析技术相结合的方法,开展了鄂尔多斯盆地长7致密储层可动流体分布特征研究,研究结果表明:一是长7致密储层单相可动水饱和度平均为39.40%,其中微米级(大于1μm)、亚微米级(0.1~1.0μm)及纳米级(小于0.1μm)可动水饱和度分别为2.2%、25.67%及11.52%;岩心束缚水下可动油含量平均为26.07%,其中微米级(大于1μm)、亚微米级(0.1~1.0μm)及纳米级(小于0.1μm)可动油含量分别为0.79%、9.48%及15.81%;可动流体主要分布在亚微米和纳米孔喉中。二是随着岩心渗透率的增大,可动水和可动油饱和度都增大;但不同喉道半径控制的可动流体饱和度增加幅度不同,喉道半径为0.10~0.5μm的可动流体饱和度随着岩心渗透率的增大都增大,且增幅最大,其次是喉道半径处于0.5~1.0μm的可动流体,喉道半径大于1.0μm的可动流体饱和度增幅最小,而喉道半径小于0.1μm的可动流体饱和度相对含量降低的趋势比较明显。     

鄂尔多斯盆地安塞油田长6储层微观孔隙结构

利用铸体薄片、扫描电镜、恒速压汞、核磁共振、真实砂岩微观驱替实验等测试手段,对安塞油田长6特低渗透储层微观孔隙结构、可动流体饱和度特征进行了研究。结果表明:粒间孔对可动流体饱和度具有较大的贡献,溶蚀孔不利于可动流体的赋存,喉道大小、孔喉比、分选系数对可动流体饱和度影响大,而储层物性、面孔率、孔隙半径的影响微乎其微。利用真实砂岩微观驱替型实验得到:不同物性样品的驱替类型及驱油效率存在明显差异。渗透率大于1.0×10-3μm2的样品,孔隙类型为溶孔-粒间孔型,驱替类型为网状-均匀驱替,最终驱油效率为69.3%;渗透率0.5×10-3~1.0×10-3μm2的样品,孔隙类型为粒间孔-溶孔型,驱替类型为指状-网状驱替,最终驱油效率为43.8%;渗透率小于0.5×10-3μm2的样品,孔隙类型为微孔-溶孔型,驱替类型为指状驱替,最终驱油效率为32.9%。     

高邮凹陷南断阶特低渗透油藏储层微观孔隙结构特征及分类评价

针对高邮凹陷南断阶特低渗透油藏储层物性较差、不同区块开发难易程度差异较大等问题,综合应用恒速压汞、核磁共振、离心实验及油水驱替等实验技术对储层微观孔隙结构、油水渗流机理及核磁共振可动流体百分数等进行了系统研究,并根据五元分类系数法对不同区块进行了储层评价和分类优选.结果表明,南断阶特低渗透油藏泰州组储层物性优于阜宁组,不同渗透率储层喉道发育特征差异较大而孔道分布特征基本相同,渗透率越小则微孔隙越发育;储层主流喉道半径与渗透率之间具有较好的指数关系.泰州组和阜宁组储层可动流体百分数平均值分别为67.2％和32.9％,阜宁组可动流体百分数从大到小依次为陈2、竹墩、许庄、方巷和徐31区块.水驱过程中油相渗透率随含水饱和度的增加而急剧减小,但水相渗透率增加幅度很小,水驱油效率平均值为54.1％;水驱后储层较大孔隙空间仍含有一定量残余油,而微小孔隙中的原油基本未被驱替出来.研究区特低渗透油藏不同区块储层开发难易程度从低到高依次为:竹墩区块泰州组,陈2、许庄、竹墩、方巷和徐31区块阜宁组.     

特低渗储层不同孔隙组合类型的微观孔隙结构及渗流特征——以甘谷驿油田唐157井区长6储层为例

为了有效克服特低渗储层非均质性对注水开发效果的影响,首次从孔隙组合类型的角度出发,与高压压汞、恒速压汞、核磁共振和真实砂岩水驱油等实验相结合,从宏观和微观两方面对注水开发储层特征进行精细定量表征:标定了不同孔隙组合类型的主流喉道半径和可动流体饱和度的大小,明确了不同孔隙组合类型的驱替类型及残余油的赋存状态。结果表明:溶孔-粒间孔、粒间孔型储层具有物性好,压实率、胶结率均较低和含油饱和度较高的特征,多发育(水下)分流河道中。其可动流体饱和度最高,易形成优势通道。优势通道的主流喉道半径为0.963~1.494μm,驱替类型以指状驱替为主,为主要剩余油富集区;粒间孔-溶孔型和溶孔-微孔、微孔型储层特征依次变差,主流喉道半径分别为0.432~1.071μm和0.364~0.411μm,驱替类型,逐渐过渡到指状-网状、网状驱替,直至驱不动。     

鄂尔多斯盆地南梁—华池地区长81致密储层微观孔喉结构及其对渗流的影响

鄂尔多斯盆地南梁华池长81油藏孔喉结构多样、渗流特征复杂,成藏及油水关系认识不清,制约了该区石油勘探突破及规模开发进程。通过铸体薄片、恒速压汞、核磁共振、油水相渗测试等方法,系统研究了南梁—华池地区长8₁储层微观孔隙结构,对比分析了该区不同物性样品微观孔喉结构差异及其对油水渗流特征的影响。结果表明:①储层物性越好,微观非均质性越强,可动流体饱和度越大,无水期驱油效率先增后减,最终水驱油效率越高。②当渗透率大于1.000 mD时,渗透率贡献率主要依靠少数半径大于6.00μm的连通喉道;当渗透率小于1.000 mD时,渗透率贡献率主要由喉道半径峰值区间的小喉道决定。③连通喉道半径小于0.10μm的孔隙流体为不可流动的束缚流体,储层物性越好,半径大于0.50μm喉道控制的孔隙体积越大,可动流体饱和度越高。④研究区油水相渗特征可以分为3类,其中Ⅰ类相渗物性最差、驱油效率最低;Ⅱ类相渗喉道半径为0.50~1.00μm,两相共渗范围较宽,无水期驱油效率和最终驱油效率均最高;Ⅲ类相渗喉道半径多大于1.50μm,含水上升较快,无水期驱油效率最低,但最终驱油效率只略低于Ⅱ类相渗最终驱油效率。喉道半径的分布、连通特征决定了储层渗透率和可动流体饱和度大小,影响油水两相渗流规律,对石油充注、成藏以及开发均有重要的影响,是该区油水关系复杂的重要因素之一。该研究成果对分析岩性油藏油水关系、预测有利储层分布具有一定指导意义。     

基于低场核磁共振技术的岩心内流体 “可视化”评价方法研究

岩心等多孔介质中流体的流动状态在线监测与"可视化"评价已成为驱油与扩大波及体积微观机理研究的重要方法。本文将低场核磁共振与岩心驱替装置联用,基于核磁共振原理,得到了岩心横向驰豫时间(T_2)分布,结合压汞孔隙半径分布测试结果,采用插值与最小二乘法,建立了饱和水后的岩心核磁共振T_2谱与孔隙分布关系。以中高渗和低渗透两种岩心为例,结合不同流体的岩心驱替实验,利用转化的核磁孔喉分布得到了岩心孔隙结构与可动流体及剩余油分布的关系,解析了水驱、聚合物驱对不同孔隙的原油动用率。研究结果表明,中高渗(256×10~(-3)μm~2)岩心平均孔隙直径为72μm,主要集中在1~500μm之间,微米级孔隙较发育;低渗(7.51×10~(-3)μm~2)岩心平均孔隙直径为86 nm,主要集中在10 nm~1μm之间,纳米-亚微米级孔隙发育。中高渗岩心与低渗岩心的束缚水主要集中在直径小于1μm和直径小于0.5μm的孔隙空间内。岩心驱替实验结果表明,水驱主要动用孔隙直径大于10μm的储油空间,聚合物驱原油动用区域与水驱基本一致,提高驱替效果有限,残余油80%以上富集在孔隙直径小于1μm孔隙内。改善低渗透区域水驱效果将是提高采收率技术的关键。     

超低渗油藏注气采油可行性实验

超低渗油藏由于孔喉极细,即使高压注水,也难以保持注采平衡,应考虑注气的可行性。文中进行了水驱油和氮气驱油试验,以比较驱替效果,探究超低渗油藏的驱替机理。结果表明,对于小于1×10-3μm2的超低渗岩心,气驱比水驱效果好,气驱平均采收率为27.9%,水驱平均采收率为24.1%。说明注气具有一定的优越性。     

非均质线性模型水驱油试验研究

为了确定岩心组合方式、渗流方式、渗透率的大小、非均质性等对驱油效率和剩余油分布的影响,首先选取不同的天然岩心,运用岩心组合技术,建立起不同的非均质模型;然后结合物理模拟技术,用恒速法进行水驱油试验。试验发现:平面非均质模型单向渗流时,剩余油饱和度和驱油效率与岩心渗透率无关,而与岩心所处位置密切相关,从模型的入口到出口,剩余油饱和度递增,驱油效率递减;低中高模型剩余油分布较均匀,而高中低模型剩余油集中分布在低渗透岩心;模型的驱油效率与其等效渗透率、非均质性相关;纵向非均质模型驱替后,剩余油主要分布于渗透率最低的岩心。研究认为:在平面非均质性比较严重的油层,可采取高渗区注水,低渗区采油,这样可以获得较高的采收率;在纵向非均质性比较严重的油层,可采用化学调剖堵水封堵高渗透层、改善吸水驱替剖面或者分层注水开采的方式来获得较高的采收率。     

特低渗油藏不同CO2注入方式微观驱油特征

为研究特低渗油藏CO₂不同注入方式的微观驱油特征和孔隙动用下限,利用核磁共振技术,分析了连续CO₂驱、水驱后CO₂驱以及水气交替驱后岩心的微观剩余油分布。实验结果表明,水驱后CO₂驱和水气交替驱均能获得较好的驱油效果,连续CO₂驱能够动用更小孔隙中的原油,水驱后CO₂的注入弥补了水驱难以动用微、小孔隙（孔径小于0.5 μm）中原油的缺点,水气交替驱在中孔隙（0.5~5.0 μm）中取得更好的驱油效果。对于不同孔隙结构的岩心,储集层微观非均质性越强,小孔隙比例越高,不同注入方式下的孔隙动用下限也越高。综合来看,水气交替驱能够在长庆油田黄3区块长8油藏取得较好的微观驱油效果。     

低渗透稀油油藏水驱后氮气泡沫驱适应性

吐哈油田低渗透稀油油藏注水开发进入高含水期后,水淹程度高,水驱调整措施效果较差,亟需寻找后续提高采收率方法。针对低渗透油藏注入能力差、不适合注聚合物等高黏度流体的特点,利用水驱、氮气泡沫驱和水驱后氮气泡沫驱开展室内实验研究,探讨驱油效率及其影响因素。结果表明,水驱驱油效率随渗透率的增加而升高,与渗透率呈较好的对数关系;氮气泡沫驱驱油效率为67.66%,较水驱驱油效率提高10.62%;氮气泡沫驱可在水驱的基础上提高驱油效率约9.63%。实验用泡沫的残余阻力系数大于1,表明氮气泡沫驱通过堵水调剖,提高了水驱后油藏的采收率,从机理和实验提高驱油效率程度判断,氮气泡沫驱适用于吐哈油田低渗透稀油油藏。     

鄂尔多斯盆地致密油水平井注水吞吐开发实践——以延长组长7油层组为例

针对致密油藏长水平井自然能量开发后期如何补充能量的难题,在致密油藏注水吞吐采油机理、可动油定量评价和矿场试验评价的基础上,提出了水平井注水吞吐的选井条件和技术政策：①初期产量较高、含水较低、有一定稳产期的水平井实施注水吞吐效果较好。②从经济性和储层非均质性两方面考虑,若水平井单段人工裂缝破裂压力差异小,则采用经济、操作简单的笼统注水吞吐方式;若水平井单段人工裂缝破裂压力差异较大,采用分段注水吞吐方式能够较好提高段间注水波及面积,缺点是成本较高。③鄂尔多斯盆地延长组长7油层组致密油自然能量开发转注水吞吐补充能量时机为地层压力保持水平降到原始地层压力的60%;注水吞吐注水后地层压力保持水平达到原始地层压力的110%;单段注水速度为10~20 m³/d;焖井时间为10~13 d （1 000 m³注水量）;开井后水平井百米日产液量为1.5 m³/d。对鄂尔多斯盆地延长组长7油层组的50多个井组开展了致密油水平井注水吞吐试验,有效井组的比例达到了约70%,平均井组增油量为610 t,取得了较好的实施效果。     

物理模拟研究剩余油微观分布

通过微观透明模型研究了注水开发剩余油形成的微观形态,研究了水驱、聚合物驱和弱凝胶调驱等驱油方式下剩余油的形成过程、微观分布规律和影响剩余油分布的主、次要因素。把剩余油分为可动剩余油、条件可动剩余油和不可动剩余油。研究得出,储集层岩石的非均质性是剩余油形成的主要原因。水驱剩余油主要分布在注入水未波及区、亲油岩石表面、死孔隙、狭小孔隙或低渗储集层以及部分堵塞的孔隙中;聚合物驱后的剩余油主要是死孔隙中的不可动油和小孔隙以及吸附在亲油岩石表面的条件可动油;弱凝胶调驱后的剩余油主要是死孔隙中的不可动油和吸附在岩石表面的条件可动油。     

大庆油田致密油储层压裂增能影响因素分析

为了明确不同因素对压裂增能效果的影响,对致密油藏压裂液注入、焖井、采出全过程进行了模拟。选取大庆外围致密油储层天然岩心开展实验研究,通过对采出程度、孔隙压力和含水率的监测,分析了岩心渗透率、润湿性、裂缝条数、注入量、焖井时间和泥质含量对致密油藏压裂增能动态响应特征的影响。研究结果表明,致密油储层压裂增能工艺可以有效改善致密油储层的采收率;储层物性越好、水湿性越强,压裂增能效果越好,渗透率1.68×10?3 μm2岩心比渗透率0.39×10?3 μm2岩心的采出程度高10.8%,强水湿岩心与弱水湿岩心的采出程度相差2.86%。此外,通过提高压裂液注入量、增加裂缝数量、优化焖井时间和加入防膨剂都能够显著提高致密油藏的采收率,为油田提供技术参考。     

大庆油田分子膜驱油室内实验研究

选取大庆油田主力油层的砂岩岩心,测定分子膜驱的相对渗透率曲线和岩心的润湿性变化,在水驱、聚合物驱和三元复合驱后进行了不同浓度、不同注入量的分子膜驱油实验.结果表明:分子膜驱相对于水驱可降低残余油饱和度,提高驱油效率;可使岩心表面的润湿性由亲油向亲水方向转化;在水驱、聚合物驱和三元复合驱的基础上,分子膜驱可进一步提高采收率.     

CO2启动盲端孔隙残余油的微观特征

低渗透油藏中存在大量的盲端孔隙,其中赋存的原油通常难以被水驱启动,成为水驱残余油的一种表现形式。建立玻璃刻蚀微观盲端孔隙模型,饱和油后开展室内实验模拟水驱、CO2非混相驱和CO2混相驱等开发过程,利用微观可视系统观测盲端孔隙中残余油在各种驱替方式下的启动特征。实验结果显示,水驱仅可以进入盲端孔隙较浅的区域,难以启动残余油;CO2非混相驱可深入盲端孔隙,部分残余油被启动,并沿内壁流出,进入主通道;CO2混相驱则可以驱替盲端孔隙深部的残余油,且随着CO2注入孔隙体积倍数的增大,基本可以将盲端孔隙中的原油驱替干净。分析认为,水驱仅依靠压力变化及流体弹性启动极少量的盲端孔隙残余油,而超临界CO2则可以不停地与残余油发生组分交换,通过流体间的传质作用进入盲端孔隙,从而启动大量残余油。因此,超临界CO2不仅对常规驱替介质波及的可流动孔隙具有较高的驱油效率,还可以启动盲端孔隙中的残余油,降低残余油饱和度,提高采收率。     

裂缝性致密油藏超临界CO2泡沫驱规律实验研究

超临界CO2泡沫可以有效降低CO2流度,提高封堵强度,抑制CO2在裂缝性致密油藏岩心中的窜流。在接近油藏条件下对8种起泡剂进行评价,优选出稳定性最好的起泡剂;研究不同气液比、裂缝开度及注入方式下超临界CO2泡沫的岩心渗流特征,分析水驱和气驱后超临界CO2泡沫驱油规律。结果表明:质量分数为0.5%时,起泡剂HY-2稳定性最好;气液比为1.0时对裂缝性致密岩心封堵效果最好,对裂缝开度在39.80~82.67μm时有较好的适应性,气液同时注入更有利于提高超临界CO2泡沫封堵效果,在水驱或气驱基础上,超临界CO2泡沫驱可使采收率提高20%以上。因此,一定条件下的超临界CO2泡沫驱对裂缝性致密油藏提高采收率有显著效果。     

潜山油藏微球-天然气驱实验评价

裂缝型潜山油藏储集层非均质性强,油藏开发过程中驱替流体指进和窜流频发,封堵裂缝、大孔道等高渗流通道是提高原油采收率的有效措施。通过岩心流动实验,评价了微球对B1潜山油藏储集层岩心裂缝及大孔道的封堵效果,探究了采用微球-天然气驱提高剩余油动用的有效性。结果表明,单一水驱或天然气驱的驱油效率不显著,采用微球驱,微球进入岩心后的膨胀和封堵作用使得阻力系数、注入压力等显著增大;微球粒径直接影响封堵性能,若粒径太小,达不到封堵的效果,若粒径太大,不易注入;微球注入岩心后的膨胀、封堵、解堵、变形后再封堵及天然气溶解的协同作用,对裂缝型潜山油藏开发过程中的驱替流体指进及窜流有明显抑制作用,微球-天然气驱可大幅提高剩余油采出程度。