核磁共振成像技术分析油运移过程中含油饱和度

利用核磁共振成像技术，观察玻璃珠填装管状模型与河砂填装管状模型内油的运移过程，测量并分析油运移路径形态特征和内部含油饱和度。原始油柱内油饱和度可达83％；路径形成油沿路径运移时，油在路径内的饱和度为40％～50％；运移完成后，在没有油继续供给的条件下，原有路径收缩，宽度减小，路径内的油呈不连续状态，残余油饱和度降为20％～35％。实验装置中孔隙介质的颗粒成分对路径内的油饱和度有一定影响。图2表1参16     

石油幕式运移实验研究

在饱含水的填装玻璃微珠的玻璃板模型中注入染色煤油进行油运移模拟实验,观察孔隙介质中油形成优势运移路径的过程及在幕式油充注过程中路径的变化,取得了如下认识:第一,油运移优势路径一旦形成后,油再次运移基本是沿着原先形成的运移路径进行运移,而油运移路径的模式及其形态基本保持不变;第二,相同注入速率下油再次运移的前缘平均速率远大于第一次油运移的前缘平均速率,运移速率与注入速率基本呈正相关关系;第三,运移结束后路径收缩、油饱和度降低,但残余油仍能清晰地勾画出原运移路径时的形态。     

石油二次运移不同模式条件下含油饱和度测量

石油二次运移具有活塞式、指进式、优势式3种不同模式。利用湿填模型,在仅有浮力作为运移动力、以泵压和浮力综合作用作为运移动力的实验条件下,用不同粒度、不同充填介质填装的玻璃管模型系统,观测在3种运移模式条件下路径含油饱和度、残余油饱和度及残余油在通道中所占比例等变化规律。结果表明,路径含油饱和度和残余油量占通道的比例因运移模式不同而明显不同,残余油饱和度则基本不受运移模式的影响。     

石油二次运移的模式及其影响因素

在静水条件下,利用填装玻璃微珠的管状玻璃管模型,观察油在饱和水的孔隙介质内的渗流规律,通过选择与运移动力直接有关的参数,观察到油在孔隙介质模型中3种不同的运移模式.根据毛管数和Bond数综合分析各个因素间的关系及其对运移模式的表征,在运移模式图上分出界线明显的3个区:平稳推进区、毛管指进区、优势路径区.认识到在输导层物性确定条件下,单纯浮力以及相对较小的驱动力是油气形成优势二次运移路径的重要因素.      

二次运移中含油饱和度及其损失的实验性鉴定

在石油二次运移中，准确估算油气损失对于正确评价含油气系统是极其重要的。本文利用建立在两相不混溶排驱方法基础上的实验室试验数据，讨论了油气运移通道的形成和相应的油气损失。这些实验允许我们研究运移通道的形成、非润湿性原油沿运移通道的分布，以及通过运移原油的后续脉冲研究原有运移通道的再利用。运移通道的结构型式可以用一种相态图来表征，其坐标是两个无因次数，即毛细管数和帮德数(浮力的一种度量值)。利用核磁共振(NMR)成像测量通道内残余油饱和度。在分辨率为0．4mm的条件下，已发现油气运移后通道内的平均残余油饱和度一般小于40％。运移中的油气损失是利用空间分辨率所确定的运移烃簇结构体积比乘以通道中的平均残余油饱和度估算出来的。     

原油二次运移过程中的逾渗主脊实验研究

利用Hele-Shaw模型开展二维空间原油持续二次运移过程实验研究。在初始运移路径形成后改变注入煤油的颜色,验证二次运移过程中的逾渗主脊现象,初步从机理上指出初始运移路径形成后毛管力的变化是逾渗主脊形成的主要原因。逾渗主脊的尺寸和分形维数都要小于对应的初始运移路径的尺寸和分形维数。油气以这样的方式发生二次运移,加速了运移速率,二次运移过程中的烃损失量只限于初始路径。      

油气二次运移过程中的运移效率探讨

依据前人物理实验结果进行的数学模拟发现,油气运移的模式决定了油气二次运移的效率.根据物理实验,油气运移模式分为活塞式、指进式和优势式3种形式.其中:活塞式的运移效率最低;指进式次之;优势式运移模式的运移效率最高.每种运移模式的运移效率特点是:活塞式运移模式的运移效率不随物理条件发生变化;指进式运移不受两相密度差和毛细管力大小的影响,并且运移路径含油饱和度值和运移的尺度有一定关系;优势运移模式的影响因素最多.在优势运移模式下,凡是对浮力和毛细管力大小有影响的物理条件都会影响其驱替效率.     

尺度放大时逾渗模型中的油气运移路径变化规律探讨

数值模拟获得的油气二次运移路径不受模拟网格大小的影响,但模拟网格的大小却影响侵入相饱和度值的大小.其中,运移网格的宽度和侵入相饱和度呈指数关系,运移网格的长度和侵入相的饱和度无关,运移网格的尺度和侵入相饱和度呈指数关系.这一规则的发现为逾渗理论从微观放大到盆地尺度提供了理论依据.     

烃源岩埋藏史——生油史与石油初次运移的关系

对3个地区不同烃源岩埋藏史、生油史、排油史模拟表明,具有不同埋藏史-生油史的烃源岩,其石油初次运移的特征不同.将烃源岩埋藏史-生油史与初次运移的关系归纳为5种典型类型:①深埋藏-高成熟-有利排油型,烃源岩经历持续的埋藏作用,烃源岩成熟后经历相对短的时间就可达到排油饱和度门限,在持续深埋藏及相应快速的生烃作用下,烃源岩可形成异常高压力,有利于石油初次运移发生;②深埋后抬升-高成熟-有利排油型,烃源岩在抬升之前就达到高成熟,石油初次运移主要发生在抬升作用之前,石油初次运移特征与①型相似;③持续中埋藏-中等成熟-抑制排油型,烃源岩在早期达到中埋藏深度后,烃源岩进入成熟门限,此后未经受进一步的埋藏或埋藏作用甚小,地温没有增加,生烃作用缓慢,不仅烃源岩成熟后需要相对长的时间达到排油饱和度门限,而且,较浅的埋深与缓慢的生烃作用不利于形成异常高压力,即使达到了排油饱和度门限,但由于动力的缺乏初次运移也难以发生;④中埋后抬升-低成熟-不利排油型,烃源岩早期达到中浅埋深,并达到低成熟,此后烃源岩遭受抬升,生油作用减缓甚至停止,而达不到排油饱和度门限,石油初次运移不能发生;⑤中、浅埋藏-低熟(油)-早生早排型,此类烃源岩在较浅的埋深可以达到排油饱和度门限,并且在同生断层产生的构造裂缝作用下有助于低熟油和初次运移.这5种类型烃源岩的划分,在石油勘探中对油源区的评价具有重要意义.     

含油(气)饱和度与油(气)运移的关系

油(气)在岩层中必须达到某一门限值(临界饱和度)才开始运移的观点并不正确。在输导层中,油气运移(二次运移)的主要条件是运移动力必须大于毛细管阻力和摩擦阻力。油气运移的动力由水动力和浮力提供,均与连续油(气)相长度有关,只要连续油(气)相长度足够长,油气就能发生运移。因此,输导层中的油(气)运移与含油(气)饱和度并不存在必然关系。盖层和烃源岩层基本上是无渗透性的,油(气)要发生渗漏和运移,必须要在连续油相两端形成10MPa以上的压差,在岩层内部仅靠剩余压力是无法达到的,所以只有突发事件才能使烃源岩中的油(气)发生运移(初次运移),与油(气)饱和度没有关系。在动力压差一定、孔隙结构和润湿性不变的储层中,水驱油最后可达到一个较稳定的残余油饱和度,但改变水驱条件(动力、孔隙等),则残余油饱和度亦必然发生变化。所以,油(气)是否能够运移,取决于连续油(气)相的长度,而不由含油(气)饱和度决定。     

EXPERIMENTAL VERIFICATION OF OIL SATURATION AND LOSSES DURING SECONDARY MIGRATION

Accurate estimates of losses occurring during secondary petroleum migration are of vital importance for valid petroleum systems assessments. In this paper, we discuss the development of migration pathways and the corresponding hydrocarbon losses using data from laboratory experiments based on diphasic immiscible draining processes. These experiments permitted us to study the formation of migration pathways, the distribution of non-wetting oil along these pathways, and the re-utilization of existing pathways by later pulses of migrating oil.
The configuration of a migration pathway can be characterized by a phase diagram whose coordinates are two dimensionless numbers: the capillary number and the Bond number (a measure of the buoyancy force). NMR imaging was used to measure the saturation of residual oil within the pathways. It was found that, after migration, the average residual oil saturation within a pathway was generally less than 40% at a resolution of 0.4mm. Hydrocarbon losses during migration were estimated as the product of the volumetric proportion of the migrating cluster structure, defined using this spatial resolution, multiplied by the average residual oil saturation in the pathway.     

QUANTITATIVE ESTIMATES OF OIL LOSSES DURING MIGRATION, PART II: MEASUREMENT OF THE RESIDUAL OIL SATURATION IN MIGRATION PATHWAYS

Recent experimental observations have demonstrated that losses of oil in a secondary migration pathway depend largely on the characteristics of the pathway itself. Accurate assessments of the residual saturation are required to quantify losses during migration. In the present paper, the authors report on experimental procedures designed to evaluate the oil saturation at various stages of the migration/invasion process. The experiments made use of both apparatuses filled with an artificial medium composed of glass beads, and cores composed of reservoir sandstones from oilfields in NE China. The saturation of residual oil in the pathways was measured by nuclear magnetic resonance imaging.
Experiment results show that mobile oil continues to migrate in a porous medium when the supply of oil has been stopped, but that the migration pathway shrinks and may become disconnected into isolated segments. Once active migration ceases, the residual oil saturation varies significantly from location to location within a pathway, and the average residual oil saturation falls to 30∼60%, depending on grain size and composition. A porous medium composed of large grains commonly contains large pores and pore throats and thus may correlate with low residual oil saturations.     

辽河油田东部凹陷天然气运移特征

油气运移是成藏研究的重点内容,同时也是难点领域.研究发现,天然气运移是发生在特定历史时期、特定空间中的事件,故天然气运移特征研究应先确定其运移时间;再依据这一特定历史时期内输导层的空间组合关系确定天然气运移通道;最后计算在运移通道格架内的天然气运移距离.按此思路,并依据生烃史法、包裹体法和饱和压力法,确定东部凹陷天然气...     

一种预测储层含油饱和度的新方法

剩余油分布预测是油田开发中、后期的主要任务之一。通过对测井资料进行解释，可以预测井区附近剩余油的分布情况，但无法预测远离井区域的剩余油的分布情况。采用时间平均方程和时移地震技术，得出了预测剩余油分布的方法。结果表明，由时间平均方程可以求得静态剩余油饱和度；将时间平均方程与时移地震相结合，可以获得动态剩余油饱和度（饱和度的变化率）。该方法符合精细地质研究的思想，为用时移地震技术预测油、水分布的动态信息提供了科学依据。     

松辽盆地王府凹陷扶杨油层原油充注途径示踪

基于砂岩油藏充注模式,通过研究油藏内部原油成熟度的微细变化,依据成熟度参数的等值线可以示踪油藏充注的过程,成熟度参数等值线向前最为凸出的部位是石油运移/充注的优势途径。通过研究各项饱和烃成熟度参数,筛选出三环萜烷/17α(H)-C₃₀藿烷,Ts/(Ts+Tm),C₃₀重排藿烷/17α(H)-C₃₀藿烷,C₂₉甾烷ββ/(ββ+αα)等4项不受其他地质因素影响的参数,用于王府凹陷扶杨油层原油运移/充注途径的研究。通过17件扶杨油层原油的研究表明,所有参数均反映出王府凹陷原油成熟度分布规律一致,双32井为原油充注点,其离烃源灶最近;研究区内存在3条优势运移/充注途径,一是自双32井往北东方向充注至双26—双301—双31井区;二是自双32井处,经双38井,往北西西方向充注至长64—长11—长17井区;三是自双32井往北西方向充注至双231—双23井区。      

数模评价断裂在油气运移中的作用

方法 在假定地层结构模型的基础上,通过数值模拟方法,评价了断裂宽度、断裂开启时间与油气运移速度及运移量之间的关系,并定性地评价了与断裂相接触的油气初次运移层、生油层质量与油气运移速度及运移量之间的关系。目的 评价断裂对油气运移的作用。结果在生油岩生油能力一定的情况下,断裂宽度与油气运移速度成反比,而与油气运移总量的关系不大;在相同地层结构模型中,间歇性开启断裂中的油气运移速度较永久性开启断裂快;     

准噶尔盆地腹部侏罗系油气运移路径模拟

2019年在准噶尔盆地钻探的前哨2探井取得重大突破,预示着盆地腹部侏罗系具有广阔的勘探前景.腹部发育远源和次生油气藏,源与储之间距离大,油气运移路径决定了油气藏的分布.基于研究区侏罗系油气主要沿断裂垂向运移、沿砂体侧向运移的特点,制定了以三维地质建模、参数研究和模拟计算为核心的研究思路,提出了断面网格的三维地质建模方法...