三相相对渗透率曲线实验测定

建立CT双能同步扫描实验方法,结合稳态物理模拟方法对油湿和水湿露头砂岩的油气水三相相对渗透率进行实验测定,同时考察不同饱和历程对相对渗透率曲线的影响.CT双能同步扫描法可准确获取三相流体饱和度并消除末端效应的影响,将实验测得相关数据代入达西公式可算得不同饱和度下各相的相对渗透率.研究结果表明,对水湿岩心,水的等渗线为一系列直线,表明水相相对渗透率只与含水饱和度有关;油的等渗线为一系列凹向含油饱和度顶点的曲线,气的等渗线为一系列凸向含气饱和度顶点的曲线,表明油相和气相的相对渗透率与三相饱和度都有关;而在油湿岩心中,油气水三相的等渗线都是一系列凸向各自饱和度顶点的曲线,表明油气水的相对渗透率与三相流体饱和度都有关.不同饱和历程对润湿相的等渗线影响不大,但对非润湿相的等渗线有影响,两种饱和历程下非润湿相等渗线形态基本相同但位置不同.     

表面活性剂对超低渗透油藏渗流特征的影响

针对超低渗透岩心,通过宏观驱替实验研究不同界面张力的表面活性剂对单相启动压力、油水两相启动压力、相对渗透率曲线、降压效果及提高采收率效果的影响,分析表面活性剂对超低渗透油藏渗流规律的影响。研究结果表明,随驱替液界面张力的降低,单相启动压力明显降低。油水两相启动压力实验中,在油水两相相同流速比下,随界面张力的降低,油水两相启动压力梯度逐渐降低,含水饱和度逐渐增大。从束缚水饱和度到残余油饱和度,随含水饱和度的增加,油水两相启动压力梯度先缓慢下降,后迅速下降。相渗曲线实验中,随表面活性剂质量分数的增加,油水两相渗流区增大,油相相对渗透率增大,残余油下水相相对渗透率增加,残余油饱和度降低,油气采收率升高,水相(端点以内)渗透率基本没有变化。表面活性剂段塞驱替实验中,岩心一次水驱后,注入表面活性剂可明显降低超低渗透岩心的注入压力、提高岩心采收率,且油水界面张力越低,降压效果越好,提高采收率幅度越大。     

凝析气藏中替代相渗和真实相渗曲线差别对油气采收率的影响

时至今日 ,获得凝析油气相对渗透率曲线的方法仍旧是常规的实验手段 ,即采用模拟油 (如煤油 )和模拟气 (如氮气 )。模拟流体典型的界面张力值约为 3 0mN/m ,这与凝析油气的界面张力范围相比高出数十倍 ,在应用该实验曲线时通常采用经验的界面张力校正方法。文章采用实际凝析气体系在真实长岩心上采用稳态法测量了真实凝析油气相对渗透率曲线。而后 ,用常规的煤油和氮气体系测量了目前用于数模和试井输入曲线的代凝析油气相渗曲线。比较两者的区别 ,并采用CMG单井径向一维数模比较了采用不同相渗曲线作为输入曲线时的地下径向凝析油饱和度分布 ,油气采收率。结果表明 ,凝析油气相对渗透率与常规的煤油 -氮气体系相渗差别很大且凝析油气相渗具有明显速敏性 ,两个不同的相对渗透率曲线对凝析油气的最终采收率影响差别很大。凝析气田开发时应用真实的现场凝析气流体和储层岩心作真实凝析油气相渗曲线来作为指导开发方案设计的基础数据。     

低张力体系油水相渗特征的研究

油水相对渗透率曲线是对油藏油水两相渗流过程的综合描述。建立了常温、常压下的稳态相渗曲线测定方法,实现了对低张力体系(油水界面张力最低达到10-3mN／m)油水相对渗透率曲线的直接测量。用此实验方法研究的结果表明:①随着总驱替速率的提高,油水相渗曲线形态没有显著变化。②在水相黏度为0.8~10mPa·s的条件下,无论水相中是否存在表面活性剂,油相的相对渗透率没有显著变化,水相的相对渗透率明显下降。③存在2个临界界面张力σC1和σC2对应2个临界毛细管准数NC1和NC2,对于所研究的岩石-流体系统,σC1为3mN／m(对应NC1为5×10-4),σC2为10-2mN／m(对应NC2为0.1)。④临界界面张力(或临界毛细管准数)将体系划分为3个渗流规律不同的区间,对于油水界面张力大于σC1(或毛细管准数低于NC1)的体系,其油水两相渗流特征可用常规理论描述;而对于油水界面张力小于σC1(或毛细管准数高于NC1)的低张力体系,两相渗流特征已显著改变,必须对相渗模型进行必要的修正。⑤油水相对渗透率是饱和度、油水间界面张力对数及孔隙结构参数的函数,根据实验数据建立的低张力体系油水相渗模型与实验测量结果符合得很好。建立低张力体系油水相对渗透率曲线的直接测定方法以及相渗模型,对于化学复合驱过程中预测水驱规律以及相关的数     

低张力体系油水相渗特征的研究

油水相对渗透率曲线是对油藏油水两相渗流过程的综合描述.建立了常温、常压下的稳态相渗曲线测定方法,实现了对低张力体系(油水界面张力最低达到10-3mN/m)油水相对渗透率曲线的直接测量.用此实验方法研究的结果表明①随着总驱替速率的提高,油水相渗曲线形态没有显著变化.②在水相黏度为0.8～10mPa·s的条件下,无论水相中是否存在表面活性剂,油相的相对渗透率没有显著变化,水相的相对渗透率明显下降.③存在2个临界界面张力σC1和σC2,对应2个临界毛细管准数NC1和NC2,对于所研究的岩石-流体系统,σC1为3mN/m(对应NC1为5×10-4),σC2为10-2mN/m(对应NC2为0.1).④临界界面张力(或临界毛细管准数)将体系划分为3个渗流规律不同的区间,对于油水界面张力大于σC1(或毛细管准数低于NC1)的体系,其油水两相渗流特征可用常规理论描述;而对于油水界面张力小于σC1(或毛细管准数高于NC1)的低张力体系,两相渗流特征已显著改变,必须对相渗模型进行必要的修正.⑤油水相对渗透率是饱和度、油水间界面张力对数及孔隙结构参数的函数,根据实验数据建立的低张力体系油水相渗模型与实验测量结果符合得很好.建立低张力体系油水相对渗透率曲线的直接测定方法以及相渗模型,对于化学复合驱过程中预测水驱规律以及相关的数值模拟研究均具有非常重要的意义.图12表3参23     

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对凝析气藏开发动态和经济效益的正确预测需要正确模拟这类气藏的液态和相态。模拟流态最重要的是获取有代表性的凝析油气相对渗透率曲线，它是数模和试井分析中最常用的基础曲线，目前通常采用模拟油和模拟气相渗曲线来替代凝析油气相渗曲线。但低界面张力的传统油气在多孔介质中的流动规律并不同于凝析油气的流动规律，凝析油气物性非常接近，凝析油在水与凝析气之间形成一个水动力连续的夹膜，它随着凝析气一起流动。同时多孔介质特性、原生水、润湿性、重力、界面张力、粘滞力、流速等因素对凝析油气流动规律的影响作用也不同于对传统油气流动的影响作用。由于微观渗流规律不同，凝析油气相对渗透率的变化规律不同于传统油气相渗，不能用低界面张力油气体系相渗来代替凝析油气相渗，进而确定了实验实测相渗曲线的重要性和今后的研究方向。     

特低渗透岩心相对渗透率实验研究

室内实验研究表明,大庆油田扶杨油层特低渗透岩心气测渗透率越低,油水两相流动区范围越窄;残余油饱和度条件下的水相相对渗透率值总体比较低;水相相对渗透率曲线呈现凹向和凸向含水饱和度轴及反S型3种形式,这反映了特低渗透油藏水驱油过程中流体与流体、流体与介质之间相界面作用及变化诱导出流体渗流状态的多变性和复杂性.     

三相相对渗透率曲线的测试方法综述

在油田开发中,油、气、水三相相对渗透率的研究是一项重要的课题,通过掌握油、气、水三相渗透率和流体饱和度的关系,有助于认识油气水在油层中渗流运动的规律,帮助预测油藏的生产动态以及提供调整生产方式的有关依据。在参考大量相关文献的基础上,总结了近年来国内外三相相对渗透率曲线测试的方法和技术,并对目前方法的优势和存在的问题进行了讨论。     

克拉玛依油田三元复合驱相渗曲线研究

在用稳定法测定三元复合驱油体系与油的相渗曲线时,用聚合物分子滞留条件下的碱、表面活性剂体系(AS)与油的相渗曲线来代替ASP驱油过程中的相渗曲线。研究了聚合物分子在孔隙介质中的滞留程度、体系的界面张力对相渗曲线的影响,将聚合物的作用归结为对不可动水相饱和度、油水相的相渗曲线高低的影响;将碱和表面活性剂的作用归结为通过降低界面张力来影响残余油饱和度及水相相渗曲线的高低,得出了聚合物的滞留程度与不可动水相饱和度、油水相端点相对渗透率值之间的关系曲线和界面张力与残余油饱和度、界面张力与水相端点相对渗透率之间的关系曲线。     

表面活性剂性能及降压实验研究

针对大庆地区外围油田部分注水井注入压力高、注水驱替效率低及套损井不断增加等情况，开展了表面活性剂降低注水井注入压力室内实验研究。利用旋转滴界面张力仪，进行了复配表面活性剂体系界面张力、动态界面张力及界面张力稳定性能研究、利用岩心驱油模拟装置，在人造岩心上进行了复配表面活性剂体系降低驱压力物理模拟研究。室内实验表明，在55℃条件下，复配表面活性剂体系油水界面张力可达10^-1mN/m数量级，且具有较好的界面张力稳定性。岩心驱油降压模拟实验表明，在表面活性剂体系驱替0．5PV之后，残余油饱和度下降，水相相对渗透率上升，油相相对渗透率下降，从而达到降低注入压力的目的。     

低渗油藏CO_2/原油及N_2/原油间油气相渗实验

CO_2驱以其良好的注入性和驱油效果成为低渗透油藏有效提高采收率方法。油气相渗曲线是研究CO_2驱油效果的关键参数。通过非稳态油气相渗实验及JBN方法,分别进行了CO_2/原油、N_2/原油的油气相对渗透率实验,并从气测渗透率、黏度、界面张力等分析了2种气体相渗曲线的差异。研究结果表明:CO_2驱过程中的油气相渗曲线的两相共渗区要明显宽于N_2驱,且残余油饱和度小于N_2驱;随着含气饱和度的升高和含油饱和度的降低,CO_2与N_2的油相相渗比值急剧增大,气相相渗比值缓慢上升;相比于N_2,CO_2气测渗透率较大、黏度和油气界面张力较低,低渗透油藏中CO_2的渗流能力强于N_2。     

基于格子Boltzmann方法的油水两相流动规律

文中采用随机生长四参数生成法,对储层岩石的二维微观孔隙结构进行了重构。基于格子Boltzmann方法,从孔隙尺度模拟了多孔介质中的油水两相流动,对不同驱替时刻多孔介质内流体分布进行了模拟,得到了油水两相相对渗透率曲线和油水压汞曲线,并分析了π准数(界面张力与压力梯度比值)对油水两相流动的影响。研究结果表明:润湿相(水相)沿着大孔道的中轴部位驱替非润湿相(原油),在小孔道残余部分原油,而随着水驱过程的继续进行,小孔道中的油也逐渐被驱替出来;随着含水饱和度的增加,油相相对渗透率逐渐下降,水相相对渗透率逐渐增加。当π准数减小时,油水两相相对渗透率值均增大,其中油相相对渗透率值增大幅度较水相相对渗透率值增大幅度更大,可通过提高驱动压力梯度或者降低界面张力提高采收率。     

低渗透砂岩油水两相流动压力波动特征

多相流体间的界面张力在低渗透油藏狭小的孔隙和喉道中呈现更为突显的毛管力和贾敏效应,造成油水驱替压力的大幅度波动,因此需找到低渗透砂岩油水两相流动压力波动随渗透率、含水饱和度、界面张力与岩心长度等因素的变化规律,指导实际生产。实验研究发现,渗透率越低、界面张力越大,压力波动就会越明显;含水饱和度的大小也明显影响这种压力波动的幅度;通过改善低渗透油藏的渗透率或者降低油水界面张力将是减小压力波动、利于生产的有效措施。     

高温、低界面张力体系下油水相对渗透率研究

根据实验结果，建立了高温、低界面张力作用下油水相对渗透率经验模型，模型中的参数是温度，界面张力的显函数。根据该模型讨论了温度、界面张力对残余油饱和度、束缚水饱和度及相对渗透率的影响，并将计算结果与实验结果进行了对比。结果表明，该模型可以较好地反映相对渗透率在高温、低界面张力下的变化规律。     

界面张力对低渗油藏CO2驱油气相对渗透率曲线的影响

针对腰英台低渗透油藏条件,通过高温高压界面张力仪测量了原油与CO2间界面张力随着压力的变化关系;运用非稳态JBN方法测量了低渗透油藏CO2驱过程中不同油藏压力下的油气相对渗透率曲线。对油气界面张力变化和相对渗透率曲线变化规律的研究,结果表明,随着油藏压力的增大,CO2与原油间的界面张力逐步降低,导致油气相对渗透率曲线等渗点逐步向右偏移,两相共渗区逐步拓宽,气驱残余油饱和度逐步降低,且相对渗透率曲线有向对角直线形态转变的趋势。     

凝析油气低界面张力对凝析油流动的影响

通过组分模型模拟实际凝析气藏恒容衰竭过程，研究在低界面张力作用下近井区域凝析油的流动性。储集层平均渗透率和孔隙度分别为０．０５２７μｍ２ 和０ ．１０７３，凝析气流体富含凝析油，最大反凝析液量约为２２％ 。尽管模拟油气的界面张力常常比实际凝析油气高数十倍，但预测凝析气藏动态时仍常常采用从模拟油气测得的相对渗透率。由于低界面张力会明显影响油气相对渗透率，因此，对模拟油气相对渗透率进行了校正。校正后油气相对渗透率增大，特别是凝析油的相对渗透率明显增加。通过近井区域凝析油饱和度、日产油量、累积产油量随生产时间的变化分析了凝析油的动态特征。结果表明，在生产初期，近井地带凝析油迅速积聚，很快达到最大饱和度，并随井继续生产而逐渐减小。分析相对渗透率校正前、后的结果发现，由于凝析油气界面张力低改善了凝析油流动性，所以校正后近井区域凝析油饱和度大大低于校正前，且校正后日产油量、累积产油量均高于校正前。研究结果同时表明，正确的相对渗透率曲线对于描述凝析油气生产动态具有重要意义。     

王场油田潜四段中区南部二氧化碳三相渗透率实验研究

为了指导现场试验，对王场油田潜四段中区南部油层进行了室内实验。利用非稳定流法测定亲水岩心的油-水和油-气（二氧化碳）两相相对渗透率，并用所得试验资料估算三相相对渗透率，得出了与国外实验研究类似的结果。实验结果表明，三相中油的相对渗透率是油、气、水饱和度的函数，而水的相对渗透辜是水饱和度的函数，气的相对渗透率是气饱和度的函数。     

界面张力对相对渗透率曲线的影响

本文研究了界面张力对相对渗透率曲线的影响。为此进行了一系列非稳态驱替实验。实验是采用非胶结岩心和不同界面张力的流体体系进行的。 流体体系中,被驱动相采用的是模拟原油,驱动相分别是:地层水、表面活性剂溶液、下相微乳液和中相微孔液。研究结果表明:①界面张力对相对渗透率曲线有实质性影响。随着界面张力的降低,驱替相和被驱替相的相对渗透率曲线均升高。特别是在界面张力σ<10~(-2)mN/m时此影响更明显。②随着界面张力的降低原油采收率有明显的提高。     

在CO2驱条件下测定气／油／盐水三相相对渗透率

在CO2驱条件下，测定了碳酸盐岩心的稳态气／油／盐水三相相对渗透率。结果显示，像许多以前的研究得出的结论那样，每个相的相对渗透率仅取决于那个相的饱和度，而不取决于两个饱     

用X射线CT扫描确定气水相对渗透率

用三相流体油／水和气／水来研究相对渗透率与润湿性的关系，用Ｘ射线计算机辅助层析（ＣＴ）扫描仪定量确定流体饱和度，在一些条件下，可以看到油，水和气的３Ｄ分布是不均匀的，并且取决于实验条件，研究结果表明，有关测量相对渗透率的一些传统想法可能存在误差，并指出应进一步研究。