砂砾岩储集层聚合物驱油微观机理——以克拉玛依油田七东1区克拉玛依组下亚组为例

为揭示聚合物在砂砾岩储集层的驱油过程,选择有代表性的岩心样品,通过驱替过程中在线CT扫描监测和核磁共振方法,分析了克拉玛依油田七东1区克拉玛依组下亚组砂砾岩储集层不同模态孔隙结构岩心样品在水驱和聚合物驱过程中油水动用特征及水驱和聚合物驱后剩余油分布规律。研究表明：不同模态孔隙结构岩心样品驱油效率差异显著,聚合物驱效率最高的是双模态孔隙结构岩心样品;不同模态孔隙结构样品驱油规律一致,水驱首先动用高含油饱和度区域,聚合物驱进一步扩大原先水驱波及区域,低含油饱和度区域及孤岛状孔隙中原油基本未被动用。     

鄂尔多斯盆地不同类型储集层水驱油特征实验

以鄂尔多斯盆地低渗透、特低渗透和超低渗透储集层岩心为研究对象,通过岩心微观可视化水驱油实验和柱塞岩心水驱油核磁共振实验,揭示不同类型储集层水驱油过程中原油赋存状态、动用特征以及剩余油分布,分析孔隙结构和驱替压力对水驱油效率的影响。研究表明,在束缚水状态下,低渗透储集层岩心中原油主要赋存于中—大孔隙,而小孔隙和中等孔隙是特低渗透储集层和超低渗透储集层岩心中原油的主要分布空间。水驱油过程中,3类储集层岩心优先动用中—大孔隙中的原油;随着储集层岩心渗透率的逐渐降低,水驱前缘依次表现出均匀驱替、网状驱替和指状驱替,且驱油效率依次降低。水驱油结束后,低渗透储集层岩心中剩余油主要分布于中等孔隙,且以膜状和角状的分散相为主;特低渗透和超低渗透储集层岩心中剩余油主要分布于小孔隙,且以分散相和绕流形成的连续相为主。低渗透岩心具有较高的稳定驱油效率,特低渗透和超低渗透岩心驱油效率较低,且随着驱替压力的增加表现出一定程度的增加。图14表1参38     

老君庙油田水驱后剩余油微观赋存状态

利用新鲜含油岩心样品,研究玉门老君庙油田主力油层剩余油微观赋存状态和长期水驱对储集层孔隙结构的影响。研究表明,储集层中的剩余油赋存状态以膜状和填隙形态为主,孔隙结构是影响剩余油分布状态和驱油效率的关键因素;长期水驱后,物性较好部位孔隙中填隙物减少,渗流阻力进一步减小;L层剩余油主要分布于大孔隙中,M层有近三分之一的剩余油分布在小孔隙中或浸染于岩石颗粒表面,呈束缚态难以流动;大孔隙中的可动水含量与储集层综合含水率直接相关。     

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。     

砾岩油藏孔隙结构与驱油效率

利用铸体薄片、X衍射、岩石物性、扫描电镜和压汞资料对克拉玛依油田六中区克下组储集层孔隙结构进行了全面分析,并采用聚类分析方法将储集层分为4大类(Ⅰ～Ⅳ)。分析了每一类储集层孔隙结构特征及其驱油效率。Ⅰ类储集层为大孔、中喉孔隙结构,孔喉分布相对均匀,连通性好,水驱油效率最高,平均为52%;剩余油主要以油斑形式赋存在孔隙壁上。Ⅱ类储集层为中大孔、中细喉孔隙结构,孔喉分布不均匀,局部发育大孔道,并存在微裂缝;水驱油过程中水窜严重,导致驱油效率较低,平均为42%;剩余油主要分布在细小孔道中。Ⅲ类储集层为中孔、中细喉孔隙结构,孔喉分布相对均匀,连通性好,水驱波及系数相对较高,水驱油效率高,平均50%;剩余油富集于小孔道及盲孔。Ⅳ类储集层为细孔、细喉孔隙结构,孔喉发育极差,次生孔隙和微裂缝发育,水驱波及效率低,驱油效率很低,平均为35%;剩余油主要以段塞形式分布在孔隙中。     

砂砾岩储层孔隙结构模态控制下的剩余油分布——以克拉玛依油田七东1区克下组为例

为阐明砂砾岩储层复杂孔隙结构模态对微观剩余油的控制作用,在325块分析样品实验数据基础上,利用针对砂砾岩大颗粒的大铸体薄片分析、核磁共振复杂孔隙结构表征及CT三维立体孔隙空间扫描等技术,研究水驱/聚驱条件下砂砾岩复杂孔隙结构模态对剩余油的控制作用。结果表明：①水驱剩余油分布规律比较明显。水驱时含油饱和度在50%～100%所占频率下降快,优先被动用;②聚驱中后期,聚合物堵塞了部分水驱阶段形成的水流优势通道,形成活塞式的驱动导致含油饱和度在37.5%～50.0%被大量动用。聚驱后剩余油以孤立状分布为主,局部存在连片状;③不同孔隙结构模态在水驱/聚驱剩余油中差异较大。单模态、双模态岩心驱油效率较高,其中聚合物提高驱油效率为9.30%～18.38%。单模态岩心水驱油效率较高,而双模态和复模态岩心水驱油效率相当。聚合物提高驱油效率以双模态岩心最高,单模态次之。单模态和双模态岩心注入聚合物后,含水率下降可达20%。     

孔隙结构对砾岩油藏聚表二元复合驱提高采收率的影响

为明确聚表二元复合体系对不同模态岩心的驱替特征和剩余油动用规律,选用3种典型孔隙结构的天然岩心,分别从孔隙、岩心和矿场3个尺度研究孔隙结构差异对二元复合驱提高采收率的影响:①利用核磁共振原位驱替实验研究水驱、二元复合驱过程中各种孔隙结构岩心中的剩余油变化规律;②采用全直径岩心驱替实验研究不同孔隙结构岩心的驱替特征与驱替效果;③利用矿场开发数据对比双模态砂岩和复模态砾岩储集层二元复合驱开发特征的差异。研究结果表明:孔隙结构越复杂,水驱效果越差,二元复合驱提高采收率幅度越大;二元复合驱可以增加对单模态和双模态岩心中1～3μm孔隙区间内剩余油的动用程度,但复模态岩心仍以动用孔隙半径大于3μm孔隙区间内的剩余油为主;全直径岩心驱替实验表明二元复合驱体系的注入可大幅提升复模态岩心的驱替压力,同时乳化岩心中的剩余油,有效扩大波及体积,进而大幅提高采收率;与砂岩油藏相比,复模态孔隙结构的砾岩油藏更容易发生窜流,实施化学驱提高采收率,必须解决宏观高渗通道的封堵与微观孔隙结构差异导致的波及效率等问题。图14表6参19     

砾岩油藏微观结构对聚驱后剩余油影响研究

采用岩心饱和度分析、荧光薄片分析和核磁共振分析方法研究了砾岩油藏不同岩性及微观孔隙结构与聚驱后剩余油分布规律的关系,研究表明,纵向上正韵律油层中顶部驱油效率低,剩余油饱和度较大,而反韵律油层剩余油分布较均匀。聚合物驱对不同岩性砂砾岩均具有较好的驱油效果,对自由态剩余油驱替效果最好,复模态结构砾岩储集层不利于聚合物驱替束缚态和半束缚态剩余油。不可及孔隙体积对聚合物驱剩余油分布有一定影响,在低渗透砾岩油藏聚合物分子量大容易造成聚合物注不进去,在注聚过程中,应考虑聚合物的分子量与地层渗透率的匹配关系。     

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。     

致密油藏裂缝动态渗吸排驱规律

为明确裂缝性致密油藏注水动态渗吸特征,解决水驱采收率低下等问题,以姬塬油田延长组长6油层组为研究对象,采用高压压汞、核磁共振T₂谱、扫描电镜和铸体薄片分析等方法研究了目标储层微观孔隙结构特征,建立了3类储层分类评价标准,并对代表性岩心开展了基于核磁共振在线扫描的动态渗吸实验,模拟了水驱过程中裂缝-基质间的动态渗吸过程,从微观孔隙尺度定量表征了不同孔径孔隙原油的动用程度,评价了8个储层物性参数对动态渗吸效率的影响程度。实验结果表明,目标储层孔隙结构可划分为3类,随着储层孔隙结构变差,孔隙类型逐渐单一化、储集性能和渗流能力不断降低,导致动态渗吸效率不断下降。Ⅰ类和Ⅱ类储层动态渗吸过程可以划分为3个阶段：大孔隙在驱替作用下采出程度快速上升阶段、微小孔隙在渗吸作用下采出程度缓慢上升阶段和动态渗吸平衡阶段;而Ⅲ类储层在实验中仅存在前2个阶段。随着储层孔隙结构变差,微小孔隙动用比例增大,渗吸作用明显,虽然对岩心总采收率贡献程度增加,但总采收率低下。渗透率、可动原油饱和度、孔隙半径、可动原油孔隙度、黏土矿物含量和润湿性是影响动态渗吸效率的主要因素,对渗吸效率的影响程度依次逐渐减弱。分选系数和孔隙度是影响动态渗吸效率的次要因素,对渗吸效率的影响程度相对较小。     

鄂尔多斯盆地长7段页岩油渗吸驱油现象初探

鄂尔多斯盆地长7段陆相页岩油储层孔渗小,连通性差,通过单纯的水驱作用难以采出,盆地页岩油的开发主要通过大规模体积压裂增加油水置换面积进而增加采收率。开发实践与室内实验证明,储层流体与井筒流体之间存在渗吸置换现象,且通过油水渗吸置换采出的页岩油占比为15%~40%,为页岩油的有效开发提供了新的思路。通过岩心外边界敞开实验,对比不同渗透率岩心的吸水排油能力,定量研究孔隙半径、界面张力、岩心渗透率等因素对渗吸置换有效性的影响。实验显示,小于10 μm的孔隙中采出的原油占渗吸采油量的56%~80%;当界面张力为1.18 mN/m时,页岩油储层的渗吸采收率最大;在界面张力较小（小于2 mN/m）时,渗透率与渗吸采收率成正比关系,而当界面张力大于4 mN/m时,渗透率与渗吸采收率没有明显的相关性。     

用核磁共振技术研究剩余油微观分布

克拉玛依油田六中区下克拉玛依组砾岩油藏已投入开发50多年,现处于中高含水期,采收率低。通过核磁共振技术分析储层目前含油饱和度,建立孔隙半径与横向弛豫时间的转换关系,定量分析剩余油在微观孔隙中的分布规律,进而确定相应提高采收率措施。实验结果表明:目前剩余油主要分布于中小孔隙之中,其中可动用油藏储量占目前剩余油储量38%。实验结果对制订油藏剩余油挖潜措施具有一定借鉴意义。     

砾岩油藏水驱与聚合物驱微观渗流机理差异

砾岩油藏特殊的沉积环境导致储层孔隙结构呈现复模态特征,渗流系统以“稀网-非网状”流态为主,水驱与聚合物驱微观渗流机理及两者差异的研究成为油藏提高采收率的难点和关键。克拉玛依油田属于典型的砾岩油藏,选取实际岩心为研究对象,采用CT扫描技术研究了亲水和弱亲油岩石的水驱和聚合物驱微观驱替机理,并且在驱油效率影响因素分析的基础上,建立了2种驱替方式下砾岩油藏的最终采收率计算模型。实验结果表明：砾岩油藏亲水岩石水驱与聚合物驱渗流机理均以沿岩石表面“爬行”驱替为主,而弱亲油岩石则均以沿孔隙中部“突进”驱替为主,由于渗流机理的差异性,亲水岩石水驱后残余油主要在细喉道及孔隙交汇处赋存,聚合物溶液通过更强的剪切拖拽作用把这些残余油切割成许多小油滴,进而随着聚合物溶液顺利通过狭窄的喉道向前运动,以达到提高油藏采收率的目的;弱亲油岩石水驱后残余油主要以油膜形态及细孔道赋存为主,聚合物溶液以更强的剪切应力促使油膜通过桥接连通和形成油丝2种方式从颗粒表面被聚合物驱替带走。由于聚合物溶液与注入水溶液的性质存在本质差别,导致复模态的孔隙结构对聚合物溶液渗流和驱替的影响远小于水驱溶液。因此,针对2种不同润湿性的岩石,储层孔隙结构是水驱油效率的主控因素,物性和含油性的影响较小,而聚合物驱效果则与水驱后残余油饱和度具有较好的相关性,利用建立的模型可以有效地预测2个驱替阶段油藏的采收率。     

非均质性砂砾岩油藏剩余油分布规律研究——以一东区克拉玛依组油藏为例

以一东区克拉玛依组砂砾岩油藏为例,研究了非均质砂砾岩油藏剩余油分布规律。在岩心、测井和生产动态资料研究的基础上,运用单砂体精细刻画和储层内部构型方法,细化了不同沉积微相与岩相的关系,得出该区储层岩相主要有五种:辫流线砾岩相、辫流线砂砾岩相、漫流带砂质泥岩相、分流河道砂砾岩相和分流间湾泥岩相。结合该区储层宏观和微观非均质性特征,将冲积扇扇中沉积的砂砾岩油藏剩余油分布类型分为三种:I型辫流线砂砾岩相储层,中孔-中喉型,II型漫流带含泥砂岩相储层(细孔-细喉型),III型辫流线砾岩相储层(中孔-细喉型),其中I型和II型是目前剩余油挖潜的重点类型,剩余油多分布在该类储层中上部物性差、非均质性强的区域,呈网状或斑状分布。III型剩余油多分布在该类储层内部物性差、非均质强的区域,一般呈条带状分布。     

砂砾岩储层非均质性及其对剩余油分布的影响——以克拉玛依油田二中西区八道湾组为例

冲积扇扇中砂砾岩油藏开发后期储层强非均质性引起的注采不平衡、层间干扰矛盾及层内差异等问题极为凸显。以克拉玛依油田二中西区八道湾组冲积扇扇中砂砾岩油藏为例,开展了储层非均质性精细表征研究。运用野外露头观察、岩心描述、测井相分析等,以单砂体刻画及其内部构型技术为支撑,细化了砂砾岩油藏不同类型沉积微相-岩相。结合不同类型单砂体宏观与微观非均质特征,总结出扇中砂砾岩油藏剩余油富集的3种类型:Ⅰ型辫状水道粗砂岩相储层,微观孔隙结构属中孔-中细喉型;Ⅱ型辫状水道细砂岩相储层,微观孔隙结构为细孔-细喉型;Ⅲ型辫状水道砂砾岩相储层,微观孔隙结构为中细孔-中喉型。其中Ⅰ型与Ⅱ型储层剩余油基本分布在储层中上部物性较差、非均质性相对较强的部位,而Ⅲ型砂砾岩相储层由于受岩性与物性差异影响,局部易形成高渗部位,剩余油多呈条带状分布在层内非均质变强、物性变差的部位。针对该类型油藏,以"认识储层非均质性,并解决储层非均质性"为切入点来分析剩余油分布,为砂砾岩油藏高含水期剩余油预测提供了较好的借鉴作用。     

砾岩油藏聚合物驱注采耦合调控方法及参数优化

砾岩油藏微观孔隙结构复杂、宏观非均质性强,并且注采井距较小导致优势通道发育,聚窜矛盾突出,聚合物驱开发效果较差。以克拉玛依七东₁区砾岩油藏为例,提出了小井距条件下聚合物驱注采耦合理论及方法。针对注采敏感井组通过注采耦合调控方法,拉大注采井距、变化流线,以控制聚合物窜流,有效启动优势通道屏蔽型剩余油,实现砾岩油藏聚合物精细化驱替,精准调控。结果表明,处于聚合物驱中后期的砾岩油藏在实施注采耦合方法调控策略后,整体含水回返趋势得到有效控制,油井聚窜得到抑制。针对目标油藏开展注采耦合参数优化,采用时间比例为1∶1对称型结构,注采耦合半周期为60 d时采出程度提高1.89%,效果最好。研究结果对砾岩油藏聚合物驱中后期提高采收率的有效开展具有指导意义。     

克拉玛依油田冲积扇岩石相特征及储层质量分析

研究冲积扇储层内部结构,为开发后期井网调整和剩余油挖潜提供更准确的地质依据,以克拉玛依油田六中区为例,通过对密闭取心井岩心及野外露头的观察,将研究区岩石相划分为砾岩相、砂岩相及泥岩相三大类若干亚类,对不同岩石相沉积特征及成因机制进行了分析。在此基础上,依据实验室化验分析数据及铸体薄片等资料,结合不同岩石相物性及孔隙微观特征,将冲积扇岩石相按储层质量归为三大类,其中,粗砂—细砾岩相以剩余粒间孔为主,物性好,孔喉分选较好,含油性好,为研究区一类储层;中砾岩和中砂岩物性相对较差,孔隙喉道相对较小,含油性较差,为研究区二类储层;细粒沉积物性最差,孔隙喉道窄,含油性差,为非储层。依据不同类储层地质渗流差异,结合实际开发状况,发现不同类储层剩余油分布形式是不同的。一类储层物性好,注入水推进速度快,容易形成水窜,剩余油相对较少,一般分布在储层的上部;二类储层物性较差,水淹程度低,剩余油相对富集。该方法不仅对研究区储层深入研究具有一定指导意义,而且对于类似油田储层研究具有借鉴作用。