基于核磁共振技术的致密岩心高温高压自发渗吸实验

为了明确致密储层渗吸作用规律,在开发过程中充分发挥渗吸驱油效果,从而达到提高原油采收率的目的。利用核磁共振技术与高压压汞测试,研究了岩心的微观孔隙结构;设计了模拟储层条件的自发渗吸实验,分析了岩心孔隙度、渗透率、储层温度、压力、人造裂缝等因素对渗吸采收率的影响。结果表明：致密岩心具有3种孔隙结构,其中亚微孔为原油主要赋存空间,其孔隙体积占比接近80%;亚微孔的孔径小、毛细管力大,渗吸初期的渗吸效率最高,且对渗吸原油采收率的贡献程度最大;致密岩心孔隙度、渗透率越低,渗吸采收率越低;渗吸过程中信号相对振幅峰值向小孔隙尺寸偏移,孔径范围减小,岩心越致密,偏移越明显;温度与压力对渗吸采收率的影响较大,模拟储层条件的高温高压渗吸相比常规条件下渗吸采收率提高了120%,模拟压裂的岩心人工造缝后的岩心整体渗吸采收率提高了24.7%。研究成果对利用自发渗吸作用提高采收率具有理论指导意义。     

低渗透裂缝性油藏自发渗吸渗流作用

裂缝和基质中流体渗吸作用是低渗透裂缝性油藏注水开采依据的重要机理。通过自发渗吸实验研究低渗透裂缝性油藏在不同渗透率级别下岩心的渗吸驱油机理,结果表明,该类油藏的油层渗吸体系因毛细管力较高,其渗吸过程为毛细管力支配下的逆向渗吸,毛细管力在吸渗过程中可作为驱油的动力;渗吸早期产油量高,约50 h后产油量明显降低,最后基本不产油。低渗透裂缝性油藏岩心自发渗吸采出程度平均为12%,其自发渗吸采出程度随渗透率的增大而增大,当渗透率大于2×10-3μm2时,自发渗吸采出程度的增加并不明显,孔隙结构越好越有利于自发渗吸作用发生。由于岩心和油藏储层尺寸存在差异,因此对实验结果进行等比例关系处理,使实验值可以用来预测实际油田开发指标。     

基于核磁共振测试的低渗亲水岩心静态渗吸特征

低渗透储层岩性致密、孔喉细小,导致毛管力引起的压裂液渗吸作用强,有助于提高原油采收率.基于室内静态渗吸实验,结合核磁共振仪定量刻画了低渗亲水岩心内的油水分布,并进一步分析了不同尺度孔隙渗吸速率和渗吸采出程度.结果表明:低渗亲水岩心渗吸首先发生在小孔隙中,其渗吸采出程度达到47.92％;大孔隙的渗吸采出程度仅为小孔隙的1...     

考虑化学渗透压作用下页岩气储层压裂液的自发渗吸特征

裂缝-基质之间矿化度差异引起的化学渗透压对页岩压裂液返排和气井产能计算有着重要的影响.通过建立考虑化学渗透压作用下的渗吸动力模型,描述页岩自发渗吸过程中的驱动力类型.以鄂尔多斯盆地本溪组页岩为研究对象,开展页岩自发渗吸核磁扫描实验,研究黏土矿物、矿化度和表面活性剂对含水饱和度分布的影响.并以实验测定的含水饱和度分布曲线...     

裂缝性油藏低渗透岩心自发渗吸实验研究

裂缝性低渗透油藏注水开发时,注入水沿裂缝窜流,油井含水率高,地下注水波及效果差,油层水淹后仍有大量原油滞留在基质岩块中.渗吸排油是裂缝性低渗透油藏重要的采油机理,为研究各种因素对渗吸效果的影响,采用胜利油区纯梁采油厂天然低渗透岩心,通过在地层水和表面活性剂溶液中的自发渗吸实验,研究了润湿性、温度、粘度、界面张力等因素对渗吸的影响规律.实验结果表明:温度不是影响渗吸的直接因素,而是通过改变模拟油的粘度来间接影响渗吸;润湿性、模拟油粘度以及界面张力是影响自发渗吸的主要因素,岩石越亲水,模拟油粘度越低,渗吸采收率越高;对于亲水岩心,渗透率和界面张力控制着渗吸发生的方式;不同渗透率级别对应一个最佳的界面张力范围,在该范围内,渗吸的采收率最高;对于亲水—弱亲水岩心,岩心渗透率越大,所对应的最佳界面张力越低.     

模拟黏度比对自发渗吸的影响

经含水相强润湿和矿物油初始100%饱和的贝雷砂岩,其自发渗吸数据是线性、径向和所有表面都打开的边界条件.油的黏度为4、63、173 mPa·s,并且含水相的黏度为1～495mPa·s.油和含水相黏度比的范围跨越了4个数量级(0.01～173.1).对于线性和径向逆流,在双对数坐标中,前缘位置和渗吸时间之间是近似线性的关系,斜率接近1/2.吸入含水相的活塞式驱替过程是持续的,通过一个新的数学模型对其结果进行了分析,该模型考虑了几种流动方式的逆流自发渗吸.模型假设在前缘后面逆流的每一相的饱和度和渗透率都是定值,因此,界面曲率随距离的任何变化都可以忽略.从模型中得到的结果用于扩展考虑黏度比对实测的线性和径向流动的影响.对于全部打开面的边界条件,通常用于岩心的分析研究,采收率和渗吸时间的关系通过球形流和径向流来估算.模型预测结果和实验结果非常接近.     

低渗透岩心渗吸实验研究

一般低渗透储层只有存在大量的天然裂缝才能经济有效的进行开发。由于毛管力的作用,油从岩心基质自发渗吸到裂缝中是一种十分重要的采出机制。因此,在评价低渗透油藏石油采收率时具有重要作用。实验采用长庆油田低渗透储层天然岩心,进行自发渗吸实验。实验结果表明,渗透率（0．1～1．0）×10^-3μm。级别的岩心,渗吸采收率在11％～12％之间;渗透率（2～4）×10^-3μm^2级别的岩心,渗吸采收率在14％～18％之间。同一块岩心不同渗吸液对比实验表明,活性水因降低了界面张力而显著提高的石油采收率,增幅可达10％。     

低渗透岩心渗吸实验研究

一般低渗透储层只有存在大量的天然裂缝才能经济有效的进行开发。由于毛管力的作用,油从岩心基质自发渗吸到裂缝中是一种十分重要的采出机制。因此,在评价低渗透油藏石油采收率时具有重要作用。实验采用长庆油田低渗透储层天然岩心,进行自发渗吸实验。实验结果表明,渗透率（0．1～1．0）×10^-3μm。级别的岩心,渗吸采收率在11％～12％之间;渗透率（2～4）×10^-3μm^2级别的岩心,渗吸采收率在14％～18％之间。同一块岩心不同渗吸液对比实验表明,活性水因降低了界面张力而显著提高的石油采收率,增幅可达10％。     

致密油气储层基质岩心静态渗吸实验及机理

致密油气藏已经成为非常规油气领域的开发重点。渗吸作用作为致密油气渗流机理的重要内容,可以有效地提高致密油气藏的采收率,但目前这方面的研究较少。选取中国典型致密油气储层基质岩心,进行不同条件下的渗吸实验。对实验现象与实验结果进行深入分析,提出新的致密油气储层基质岩心渗吸机理——层渗吸理论,即渗吸是从岩心表层开始逐层向岩心内部进行的。根据修正质量法计算渗吸效率的公式得到准确的室内渗吸实验数据,并将数据标定为实际地层尺度。结果表明,致密油气储层基质岩心在地层条件下的油水渗吸效率为12%~18%,渗吸速度数量级为1×10~(-4)cm/min。应用渗吸作用开发致密油气需要与其他开发方式相结合,才能提高致密油气产量的最终效果。     

考虑渗透压的致密砂岩储层渗吸半解析数学模型

为定量表征渗透压对致密砂岩储层渗吸置换效果的影响,基于毛管压力函数及渗透压方程,建立考虑渗透压的致密砂岩储层渗吸半解析数学模型,用于计算最终渗吸置换率、渗吸稳定时间、水相饱和度及矿化度的沿程分布等参数。对渗吸液矿化度、水相和油相最大相对渗透率、水相和油相相对渗透率系数、油水粘度比等参数进行敏感性分析,并与岩心实验结果进行拟合,以校正模型参数。研究结果表明:储层内流体与渗吸液矿化度差越大,渗吸置换作用越显著,渗透压主要影响渗吸置换中段位置;对渗吸效果影响从大到小依次为水相相对渗透率系数、水相最大相对渗透率、油水粘度比、油相相对渗透率系数、油相最大相对渗透率;油水粘度比对矿化度分布影响最为显著,水相相对渗透率系数及水相最大相对渗透率主要影响推进前缘段矿化度分布,油相相对渗透率系数及油相最大相对渗透率对矿化度分布几乎没有影响;模型渗吸置换率校正系数约为0.7;渗吸稳定时间校正系数与水相最大相对渗透率呈较好的线性相关。     

低渗透油藏自发渗吸驱油实验研究

通过低渗透亲水岩心自发渗吸实验,探讨了低渗透油藏不同界面张力体系的渗吸驱油过程。研究结果表明,注入水渗吸体系因毛细管力较高、毛细管力与重力比值较大,其渗吸过程为毛细管力支配下的逆向渗吸。与注入水渗吸结果相比,化学剂溶液因降低油水界面张力,在孔隙介质中能使更多的原油参与渗流过程,使更多的剩余油变为可动油,提高了渗吸平衡时的原油采出程度,因而提高了低渗透油藏原油的采收率。     

边界层对致密油藏逆向渗吸的数值模拟

致密油藏开发过程中一般采用水平井多段体积压裂方法进行开采,近井基质被缝网充分切割,极大的增加了基质与裂缝的接触面积,压裂液或水通过缝网与基质发生逆向渗吸,因此无论压裂过程还是注水吞吐开发过程都不能忽视逆向渗吸作用的影响,另外由于致密储层流动规律不同于普通油藏,这导致致密油藏的逆向渗吸与常规油藏的逆向渗吸作用存在许多不同,为了准确模拟裂缝性致密储层中的渗吸作用,首先采用耗散粒子动力学的方法验证了致密储层微纳米喉道中渗吸过程中边界层的存在并得到渗吸过程中边界层厚度的变化规律,然后利用孔隙网络模型计算考虑边界层的关键渗流参数,主要包括渗透率、毛管力曲线及相渗曲线;并将计算获得的关键渗流参数应用到表征致密储层复杂缝网的数值模拟模型中,模拟结果显示边界层对渗吸作用具有抑制作用,当考虑边界层后储层的渗吸能力大幅度减弱,致密储层的渗吸采收率可能仅为不考率渗吸时的3/8而已,因此应当重视致密储层中边界层的存在,否则可能会高估储层的流动能力。     

静态混合器流场的数值模拟及PIV实验研究

静态混合器能够有效强化传递过程,研究混合器内的流场是分析其强化作用的基础.利用PIV技术测量了混合单元后的各个流动工况下的流场,分析了流场的特性.流场的模拟采用k-ε湍流模型,模拟结果与实验结果对比表明,流场特性的模拟是可行的.     

低渗透岩心自然渗吸实验新方法

自然渗吸驱油是重要的驱油方式之一,然而以往的岩心自然渗吸实验采用常规的体积法和称重法,导致实验存在较大误差。为此从自然渗吸发生的条件出发,研制出具有恒温箱和数据自动记录系统的渗吸实验仪器,仪器的计量精度达到0.0001g,使得自然渗吸实验精度进一步提高。依托新的实验仪器分别完成低渗砂岩岩心和碳酸盐岩岩心自然渗吸实验。岩心实验结果表明:自然渗吸驱油效率和岩心渗透率密切相关,且存在着与最佳自然渗吸驱油效率对应的渗透率;根据实验数据回归出了满足碳酸盐岩岩心和砂岩岩心的自然渗吸动态的衰竭规律。     

一种广义自吸新模型的推导及其应用

李克文等人推导了一种基于岩心自吸过程的Li-Horne模型,运用该模型可以预测和计算岩心在自吸过程中的采收率,但该模型仅适用于均质岩心的活塞式自吸过程,存在着明显的局限性。文中在贝克莱·列维尔特方程的基础上,充分考虑了岩心的非均质性问题,推导了一种既适用于岩心的活塞式自吸,又适用于非活塞式自吸过程的新型广义模型。应用新模型进行了实例计算,结果表明,无论是在实验室还是油田生产条件下,新模型的拟合精度都比较高,可以预测和计算油田生产后期的采收率,有助于油田开发方案的调整。     

表面活性剂对低渗透油藏渗吸的影响

采用不同类型的表面活性剂进行自发渗吸实验,并对表面活性剂改善岩石润湿性、降低界面张力的能力进行了分析。实验结果表明,阴离子型表面活性剂改善润湿性的能力好于其他类型的表面活性剂,且在岩心中的自发渗吸效果最好,这是由于阴离子型表面活性剂改善润湿性的机理为离子对形成机理,强于阳离子的吸附机理;接触角是决定渗吸能否发生的决定性因素,只有接触角小于70°时渗吸才能发生;界面张力影响渗吸速度和最终采出程度,对于渗透率为1 mD的岩心,最佳界面张力为10~(-1) mN/m。     

裂缝性油藏中的渗吸作用及其影响因素研究

对裂缝性油藏建立了以毛管自吸为主要采油机理的数学模型,并对影响裂缝性油藏采出程度的敏感参数进行研究,结果表明：对于等温渗流过程,裂缝密度是影响采出程度的主要因素,裂缝密度越大,采出程度越高;当裂缝系统充填有高温流体时,岩块表面温度对采出程度的影响大于裂缝密度,温度的升高通过降低原油粘度、增加弹性能量和改善岩石表面的润湿性增加最终采收率;采出程度随裂缝密度呈指数变化规律,衰变指数与基质表面温度有关