油藏大孔道模糊识别及定量计算方法研究

海上砂岩油藏在长期注水开发过程中,因高强度注水冲刷导致储层形成优势通道,致使注入水在注采井间低效甚至无效循环,严重影响水驱开发效果。为了解决注入水沿高渗优势通道突进难题,准确识别大孔道发育状况和大孔道参数计算成为一个技术关键。所以本文运用模糊综合评判法,优选5种静态指标和7种动态指标对储层大孔道进行定性判断;同时在流体渗流理论基础上,推导并建立大孔道渗透率、孔喉尺寸及大孔道体积的数学计算模型。实例应用结果表明文中模型的计算结果贴近生产实际,并且为封堵大孔道的调剖调驱工艺参数优化提供有效的数据支撑。     

砂岩油藏大孔道的研究——回顾与展望

砂岩油藏在长期注水开发过程中，油藏储层孔隙结构发生了较大变化，由于储层渗透率增大，孔喉半径增大，易在储层中形成高渗带及特高渗透带，即大孔道。在大孔道发育的地层中，大孔道成为注入水渗流的优势通道，注入介质的波及范围很难提高。注入水沿大孔道中的低效或无效循环使储层中的其它部位很难受效，严重影响驱油效率，致使平面上剩余油饱和度差异明显。因此，砂岩油藏大孔道对储层渗透率及注采工艺有着重要的影响。本文在调研了大量国内外资料的基础上，对油层大孔道研究背景、研究现状作了回顾，对大孔道的形成机理、识别技术与描述技术等研究作了综述，提出了今后油层大孔道研究的重点、难点，以及时中高含水期注水开发油田的重要意义。     

中高渗砂岩油藏水驱后储层参数变化规律

通过对岔河集油田取心井岩心的分析,发现水驱对中高渗砂岩油藏储层参数有显著影响:孔隙度和渗透率的值随水驱倍数增加而增大,孔隙度变化幅度较小,渗透率增幅比较明显;初始孔隙度和渗透率值越高的样品,水驱后增幅越明显,这反映注入水沿着大孔道推进,对大孔道的影响最大;水驱后,储层出现面孔率和孔隙体积增大、喉道直径增大、泥质等填隙物含量降低、排驱压力和饱和度中值压力降低等变化特征;由于水驱后渗流能力增强的大孔道容易在地层中形成优势渗流通道,注入水沿优势通道推进,影响注入水的波及体积和驱油效率.因此,需要采取深部调驱等措施,封堵已经形成的优势渗流通道,提高注水开发效果.     

砂岩储层中大孔道形成机制及防治措施

注水开发过程疏松砂岩油藏中,易形成大孔道,虽然大孔道有利于原油渗流。但是,大孔道导致注入储层的水无效循环,降低采收率。通过降低注水速度,避免了大孔道出现。     

注水开发砂岩油藏优势渗流通道识别与描述

油田注水开发过程中受储集层非均质性、水油流度比、注采差异及注入水长期冲刷、剥蚀等影响,产生差异渗流,并产生优势渗流通道,进而形成大孔道,表现为注入水快速突进、高注入孔隙体积倍数、强水淹、高采出程度、高水油比等特征。大孔道的形成,对流体渗流起重要作用,影响并控制着剩余油分布,注入水大多从大孔道采出,水驱较弱的渗流区剩余油富集。因此,识别和预测优势渗流通道对寻找剩余油富集区具有重要意义。     

高含水期大孔道渗流特征及定量描述方法

受注入水长期冲刷作用影响,疏松砂岩油藏在特高含水期易发育大孔道,大孔道的存在造成无效水循环,影响水驱开发效果,故大孔道识别与定量描述对高含水期提高采收率措施有重要意义。文章分析了大孔道中的高速非达西渗流特征,依据高速非达西渗流的识别标准,建立了大孔道识别标准,并在考虑注水开发过程中渗透率随冲刷孔隙体积倍数变化的基础上,建立了油藏模拟系统,并给出了大孔道定量描述方法。最后选取孤东油田七区西馆上段Ng6³⁺⁴开发单元作为典型油藏,进行了大孔道识别与定量描述研究。结果表明,在典型油藏的模拟区域储层内大孔道所占的比例较小,主要分布在注水井周围或注采井间。考虑了注采井距、注采压差、渗透率等指标所建立的大孔道识别标准能够有效的在油藏模拟系统中应用,并能准确、定量的描述大孔道。     

注水开发砂岩油藏优势渗流通道识别与描述技术

油田注水开发过程中受储集层非均质性、水油流度比、注采差异以及注入水长期的冲刷、剥蚀等影响,出现差异渗流现象,逐渐产生优势渗流通道,进而形成大孔道,表现为注入水快速突进、高注入孔隙体积倍数、强水淹、高采出程度、高水油比等特征.大孔道的形成,对流体运移起重要作用,影响并控制着剩余油分布.注入水大多从大孔道采出,水驱较弱的渗流区剩余油富集,因此,识别和预测优势渗流通道对寻找剩余油富集区具有重要意义.     

低渗透储层水驱油渗流阻力特征

低渗透储层物性差、孔喉细小,水驱油过程中渗流阻力较大,注采井间难以形成有效的驱替压力梯度,建立渗流阻力的描述方法、研究渗流阻力的影响因素和变化特征对低渗透储层注水开发具有重要意义。在油水流动质量守恒定律的基础上,建立了低渗透储层水驱油渗流阻力梯度数学模型,应用水驱油渗流阻力梯度变化率函数分析水驱油渗流阻力梯度的变化特征,为低渗透储层中水驱油渗流阻力梯度的描述提供一种宏观表征方法。理论分析表明:低渗透储层水驱油渗流阻力梯度呈非线性特征,随着含水饱和度的增加水驱油渗流阻力梯度先增加后减小。低渗透储层注水开发存在最大渗流阻力梯度,与油相粘度、储层渗透率和注入速率相关;低渗透储层注水速率越大,需要克服的最大渗流阻力越大;油相粘度越大,最大渗流阻力越大;储层渗透率越低,最大渗流阻力越大。     

模糊层次分析法在港西地区新近系储层大孔道识别中的应用

油藏水驱油开发后期其储层特征和流体性质与开发前期相比发生了较大的变化,大孔道的存在使得疏松砂岩油藏注入水循环流动,波及体积降低,水驱油效果变差,严重影响了水驱油藏开发效果。使用常规识别方法识别水淹层大孔道具有很大困难。通过对港西地区地质条件和储层特征的研究,提取水驱油藏大孔道形成的因素及判别特征,提出运用模糊决策理论识别大孔道的方法,通过决策模型的建立和对各测井曲线各特征数值的多层次因素分析,确定大孔道的划分方式和识别标准。将该方法运用于对港西地区部分储层的大孔道识别,取得了良好的效果。     

利用动态资料计算大孔道参数的方法

针对油田注水开发中后期大孔道普遍存在、注入水利用率低等问题,在充分考虑油田静态资料和动态资料的基础上,结合渗流理论和数学手段提出了用过量水-模糊评判识别和定量描述大孔道的方法.该方法既考虑了注入井的注入情况,又考虑了生产井的生产动态,并用模糊数学的方法将过量水劈分到各注采井间,然后计算出大孔道渗透率等物理参数和喉道半径...     

粘弹型和幂律型驱油剂的等效渗透率

以扩张-收缩和收缩-扩张流道模拟油藏中的孔喉,以流道尺寸服从同一和不同分布的二维随机变截面微管束模拟油藏中均质和非均质孔隙介质,采用数值方法对比考察了粘弹型和幂律型驱油剂在单个孔喉和二维随机变截面微管束模型中的流动特性.建立了驱油剂在变截面微管束中流量与压降的关系式,结合达西定律,得到了等效渗透率的表达式,并以该参数作为评价驱油剂在地层孔隙介质中渗流能力的重要指标.结果表明,粘弹型驱油剂在孔隙介质中的渗流能力随着粘弹性、平均孔隙尺寸、孔隙介质非均质性程度及日注入量的增加而降低.幂律型驱油剂的渗流能力与日注入量无关,而只是幂指数与孔隙结构的函数.其渗流能力随着幂指数的减小而增大,平均孔隙尺寸和孔隙介质的非均质性程度越小,其渗流能力越高.     

驱油剂在孔喉中的微观流动和宏观渗流特性

驱油剂控制流度比以及其改善吸水剖面的能力主要取决于其在油藏中的实际渗流特性.通过数值计算和实验方法研究了牛顿型、幂律型和粘弹型3类驱油剂在单个孔喉中的流动规律,并在此基础上探讨了驱油剂在非均匀并联孔喉模型中的渗流特性.分别给出了牛顿型、幂律型和粘弹型驱油剂在孔喉中的流动方程.孔喉模型中的压力分布表明,粘弹型驱油剂在孔隙变截面处的拉伸流动中存在储能过程,具有较高的局部阻力和渗流阻力;牛顿型和幂律型驱油剂在拉伸流动中无储能过程,局部阻力和渗流阻力相对较低.在宏观上,驱油剂在非均匀并联孔喉模型中的分流率显示,当油藏层间非均质性较弱时,粘弹型驱油剂比幂律型驱油剂更易于流入中、低渗透层;当油藏层间非均质性较强时,增加驱油剂的粘弹性对液流转向中、低渗透层的影响不明显.     

济阳坳陷页岩油储层孔隙结构与渗流特征

微观孔隙结构是控制渗流特征的内在因素,渗流特征是微观孔隙结构的外在表现。借助高压压汞测试技术,获取表征页岩油储层孔喉大小、分布及连通性的微观孔隙结构参数,分析不同尺度孔喉对渗流能力的贡献程度。基于稳定流法,建立页岩油单相渗流曲线,分析岩石渗透率、地层原油黏度对渗流规律的影响。研究结果表明,济阳坳陷页岩油储层孔隙结构具有强非均质性特征,孔喉以亚微米-纳米级为主,纳米级孔喉连通的孔隙体积占比最大,参与渗流的主要为微米级孔喉(层理缝)和亚微米级孔喉。亚微米-纳米级孔喉是页岩油储层产生非线性渗流和启动压力梯度的主要原因,启动压力梯度随着流度的减小而增大,二者之间呈幂函数关系。建立页岩油储层极限泄油半径预测公式,可根据储层渗透率、地层原油黏度预测一定生产压差下页岩油可流动的最远距离,为井距设计或压裂裂缝间距优化提供参数依据。     

吸附水层对低渗透油藏渗流的影响机理

以玻璃微珠表面吸附水层随离心转速的变化实验为基础,得到了吸附水层厚度与驱动压力梯度的经验关系公式。利用这一结果,研究吸附水层对油藏中水渗流规律的影响。研究结果表明,在中、高渗透率油藏中,由于孔隙喉道较大,吸附水层厚度对渗流横截面的影响很小,渗流特征基本符合达西定律;而在低渗透油藏中,尤其在低流速的情况下,孔隙喉道半径与吸附水层厚度处于同一数量级,吸附水层厚度就成了影响水渗流规律的主要因素。变化的吸附水层厚度可以解释低渗透油藏中低流速下的非达西渗流特征。     

苏里格低渗致密气藏阈压效应

低渗致密气藏孔吼细小,束缚水饱和度普遍较高,气-水关系复杂,存在阈压效应。采用苏里格低渗致密储层的岩样,开展了低渗致密气藏阈压效应的研究。实验采用气泡法与压差流量法相结合测试并研究了阈压梯度及其引起的气体非线性渗流特征。通过核磁共振和恒速压汞实验测试了赋存水的分布规律和岩样孔喉结 构,分析了阈压效应产生的机理及其影响因素。实验结果表明可动水和孔喉特征是影响阈压效应的主要因素,可动水比例越高、孔喉越致密,阈压梯度越大,阈压效应越强。并得出了通过气藏的绝对渗透率和含水饱和度定量表征苏里格低渗致密气藏阈压梯度的公式,进一步建立了通过渗透率和含水饱和度预测存在阈压效应的气井产能数学模型。IPR曲线表明,阈压效应会降低气藏的储量动用程度,导致一定的产能损失,因此减少气藏含水饱和度是提高开发效果的有效途径。     

一种求解低速非达西渗流试井模型的新方法

实验表明：在一定的含水饱和度条件下，水作为润湿相占据了较多的细小喉道，使得气体的流动能力下降，渗流规律发生了变化，气体在低渗透气藏中渗流表现出启动压力特征。这时，气体的流动形态可分为2个区，即非线性区和线性区。通过将非线性区渗流时的指数式方程简化为达西渗流方程，建立了低渗透气藏考虑启动压力梯度的两段渗流数据模型，同时运用Laplace变换和Green函数方法求解了该模型的Laplace空间解，通过数值反演方法，作出了理论图版，并讨论了临界流速、临界压力梯度及启动压力梯度对低渗透气藏压降动态的影响。     

不同孔喉匹配关系下的特低渗透砂岩微观孔喉特征差异

因沉积和成岩作用改造不同,渗透率相近或相等的砂岩,微观孔喉特征参数存在明显差异。以吴起地区延长组长6砂岩和牛圈湖地区西山窑组X₂砂岩为对象,综合利用物性、铸体薄片和恒速压汞对不同孔喉匹配关系下的微观孔喉特征参数进行了定量对比。结果表明,各渗透率级别样品的孔隙参数差异不大,微观孔喉特征的差异主要体现在喉道上。发育的溶蚀孔和晶间孔造成X₂砂岩的弯片状、管束状喉道含量高,喉道半径小且分布范围窄,对渗透率贡献集中,平均喉道半径和主流喉道半径小、大孔喉比含量高。长6砂岩缩颈状、片状和弯片状喉道发育,喉道半径差异大、大喉道含量高的特征归因于发育的原生粒间孔。不同孔喉匹配关系下的特低渗透砂岩,开发过程中应区别对待。      

鄂尔多斯盆地富县探区延长组长6—长8段超低渗砂岩储集层孔喉特征

采用恒速压汞、原油边界层测试及分形几何方法,精细描述鄂尔多斯盆地伊陕斜坡富县探区延长组长6—长8段超低渗砂岩储集层微观孔隙结构及喉道分布,定量表征超低渗储集层微观孔隙结构特征及其对渗流能力的控制作用。研究表明,研究区延长组长6—长8段砂岩储集层孔隙喉道弯曲迂回程度强烈,孔喉大小悬殊,分布形式以单峰正偏态型和双峰偏粗态型为主;储集层为大孔细喉型,喉道半径的大小及其分布是低渗储集层渗流能力的决定性因素;储集层具有良好的分形几何结构,沉积环境和成岩作用差异使得储集层具多重分形特性;超低渗储集层原油吸附层厚度占孔隙体积15%~23%,原油吸附层的形成是储集层渗流能力变差的主要原因。     

恒速压汞技术在储层孔隙结构研究中的应用

以恒速压汞实验为基础,从喉道、孔隙、孔喉半径比及毛细管压力曲线变化特征4个方面,对苏里格气田苏48—苏120区块储层微观孔隙结构进行分析。结果表明：渗透率越大,峰值喉道半径及主流喉道半径越大,喉道半径分布范围越宽,大喉道越多;微观孔隙结构越好,孔喉半径比分布范围越窄,平均值越小,驱油效果越好;低渗透储层不同渗透率样品孔隙半径差异不大,微观孔隙结构的差异主要体现在喉道的大小和分布上,喉道是影响储层渗流能力和开发效果的关键因素。     

具有蜡沉积的凝析气藏气液固微尺度变相渗流动力学模型研究

在深层高压凝析气藏衰竭式开发过程中,当压力低于析蜡点和露点压力时,蜡和凝析油会在井筒附近聚集,堵塞凝析气的渗流通道,降低凝析气相有效渗透率;当压力低于析蜡点压力时,蜡的析出会堵塞孔隙喉道,使流动阻力增大而损耗能量、降低产能。从实验和微观动力学理论角度研究了凝析气藏衰竭式开发时的反凝析过程中气液固的流动特征。通过高温高压条件仿真微观可视化模型模拟地层凝析气液固流动来直接观测凝析油、蜡流动特征。阐述了蜡沉积运移规律和凝析油气固变化特征和输运规律。揭示了凝析油充填孔隙角隅和孔道(小孔隙充满连续流动、大孔道为溪状流)、凝析液为贴壁流和溪流的规律和凝析气液固渗流过程中蜡沉积吸附在多孔介质表面、蜡沉积随气相悬浮流动和推移流动、蜡沉积在凝析液中随凝析液流动的规律。建立了变相微尺度动力学模型方程。