致密砂岩油藏高温高压动态渗吸特征及影响因素

为解决致密砂岩油藏水驱过程中基质动用程度低的问题,开展了4种典型表面活性剂作用下的注水吞吐动态渗吸岩心实验,研究了表面活性剂质量分数、驱替速度、注入量、闷井时间、渗透率、裂缝对动态渗吸效果的影响。研究结果表明:动态渗吸驱油效率随驱替速度的加快先提高后降低,随表面活性剂质量分数、注入量和闷井时间的增加而提高,但驱油效率的增幅不断降低;采用AEO-2型阴离子表面活性剂的渗吸效率最高,其最佳注入方式为0.3%质量分数、0.1 mL/min驱替速度、1.2倍孔隙体积注入量和18 h闷井时间;渗透率、裂缝与动态渗吸效率呈正相关性,开展大规模体积压裂和酸化改造是提高动态渗吸效果的重要因素。矿场试验结果显示,油井经过注水吞吐动态渗吸后,平均产油量提高幅度达166%,平均含水率下降幅度达25.8%,增油降水效果显著,具有较大的应用和推广前景。     

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。     

微观孔隙结构对致密砂岩渗吸影响的试验研究

目前对于渗吸的研究多集中于润湿性和界面张力,微观孔隙结构作为影响自发渗吸的主要因素之一常被忽略。利用核磁共振技术对致密砂岩渗吸过程中的油水分布变化进行了研究,同时采用恒速压汞、氮气吸附、高压压汞等试验手段求取了平均孔喉比、比表面、孔隙尺寸等表征微观孔隙特征的参数,并在此基础上分析研究了微观孔隙结构对渗吸的影响。试验结果表明:在致密砂岩渗吸过程中,中等尺寸的孔隙采出程度最大;孔隙度与渗吸采收率相关性不大,而渗透率越大,储层品质越好,渗吸采收率越高;平均孔喉比和比表面均与渗吸采收率负相关,比表面越大,中小喉道分布越多,孔喉比越大,越不利于渗吸流体的吸入和非润湿相的排出;中等孔隙比例越大,渗吸采收率越高,而由于黏滞力的作用部分小孔隙无法进行有效的渗吸,小孔隙比例增大对于渗吸采收率的提高不利。因此,储渗性能较好、中等孔隙占比较高的致密砂岩储层更适宜采用渗吸采油。      

低渗透致密砂岩储层孔隙结构对渗吸特征的影响

为深入研究低渗透致密储层中不同孔隙结构的渗吸机理及对渗吸过程的影响,以邦德系数、无因次时间下的自吸驱油效率为评价指标,通过压汞、扫描电镜和核磁共振等多种实验手段,在对鄂尔多斯盆地东部X区长6段低渗透致密砂岩储层孔隙结构分类的基础上,研究不同孔隙结构对渗吸特征和自吸驱油效率的影响。结果表明:低渗透致密砂岩储层可以分为中大孔型和微孔缝型2种孔隙组合。不同孔隙结构组合的岩心中,中大孔喉的比例决定自吸驱油效果,残余油主要滞留在微孔喉中。中大孔型岩心中大孔喉比例高,地层水和表面活性剂中自吸驱油效率高,自吸过程受到毛管力作用较弱,表面活性剂改善驱油效果和渗吸方式明显;微孔缝型岩心中大孔喉比例小,毛管阻力影响大,地层水和表面活性剂中自吸驱油效率低。表面活性剂可以明显改变渗吸方式,提高自吸驱油效率,但仍有一部分残余油滞留束缚在微小孔喉中。     

鄂尔多斯盆地致密砂岩储层可动流体赋存特征及其影响因素

致密砂岩储层流体分布特征复杂,可动流体参数是评价流体分布和渗流特征的关键指标。基于低场核磁共振原理,辅以高压压汞、X-射线衍射和扫描电镜实验,以鄂尔多斯盆地吴起油田长7储层为研究对象,对30块岩心开展可动流体测试分析,将储层划分为Ⅰ,Ⅱ和Ⅲ共3种类型,并建立了分类标准,定量评价了3类储层中不同孔隙半径孔隙内可动流体赋存量,并对可动流体赋存特征的影响因素进行了分析。研究结果表明：3类储层对应的大孔隙发育程度、孔喉连通性和可动流体赋存量依次降低,可动流体赋存特征存在较大差异,Ⅰ,Ⅱ和Ⅲ类储层可动流体饱和度平均值分别为50.35%,42.00%和21.40%;其中Ⅰ和Ⅱ类储层可动流体参数相近,且可动流体赋存量大,是未来勘探开发的主要方向。可动流体主要赋存于孔隙半径为0.053~0.527 μm的Ⅰ和Ⅱ类储层中。渗透率和中值半径是影响储层可动流体特征的主要因素,但Ⅰ和Ⅱ类储层可动流体主要还受孔隙度、大孔隙孔隙度、分选系数、有效孔隙度和黏土矿物的影响;而Ⅲ类储层影响因素多且杂,并未发现明显的主要影响因素。     

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。     

致密砂岩油藏纳米乳液渗吸增产作用机理

纳米乳液作为一种纳米级胶体分散体系，因其优异的界面性能以及提高采收率效果被广泛应用于非常规油藏开发。基于低能乳化法制备了水包油型纳米乳液体系，通过室内实验明确纳米乳液静态吸附性能、润湿反转性能以及自发渗吸的内在联系，并分析纳米乳液在致密砂岩油藏中的渗吸增产作用机理。实验结果表明：纳米乳液的平均粒径小于10 nm，满足进入致密砂岩绝大部分孔喉的粒径要求，在致密孔喉内能充分扩散运移，从而扩大渗吸作用范围。纳米乳液的临界胶束质量分数为0.015%，能够有效降低油水界面张力至2 mN/m左右。纳米乳液的吸附等温线符合Langmuir 吸附模型，其润湿反转机理以吸附机理为主。纳米乳液能够增溶原油，并通过乳化作用进一步分散原油，减小乳状液中油滴尺寸，减弱油滴通过孔喉时的贾敏效应，降低渗流阻力。岩心润湿性会影响渗吸采收率，随着岩心亲水性增强而增加，不同润湿性岩心自发渗吸时孔隙动用程度存在差异，加入纳米乳液能显著提高油湿岩心内小孔渗吸采收率。同时，增加纳米乳液浓度与边界开放程度可以提高渗吸采收率，这主要是由于致密砂岩自发渗吸受毛细管力主导，边界开放程度增加能够扩大纳米乳液接触面积，纳米乳液浓度增加能够增强润湿反转作用与乳化作用，从而增强自发渗吸效果。     

致密砂岩动态渗吸排驱核磁共振在线实验——以松辽盆地北部扶余油层为例

为进一步明确致密油藏动态渗吸过程基质孔隙的动用特征,分析闷井渗吸转排驱的时机对致密油开发效果的影响。利用核磁共振在线扫描开展致密砂岩渗吸排驱过程中不同孔隙流体动用实验,选取松辽盆地北部扶余油层致密砂岩岩心,开展动态渗吸排驱与核磁共振联测实验,结合矩阵转换法建立弛豫时间与孔隙半径的关系,量化分析渗吸排驱过程中基质内油和压裂液的分布情况,并推算了基质渗吸作用距离。结果表明：压裂液渗吸阶段,大孔主要起渗吸排油通道作用,中孔和小孔对渗吸采收率起主要贡献,占总渗吸采收率的75.22%,渗吸速度在前8 h内保持较高水平,初期由中孔和大孔贡献,中期以小孔和微孔为主;渗吸96 h转排驱后的总采收率和压裂液返排率达到最高值,分别为40.73%和55.38%;实验模拟的基质动态渗吸作用距离约为11 cm,通过相似原理换算出现场闷井时间30 d。研究成果对松辽盆地致密油开发方案制定具有指导意义。     

致密砂岩油藏动态渗吸驱油效果影响因素及应用

渗吸驱油作为致密砂岩油藏高效开发的一项重要技术措施,近年来受到越来越多的关注。致密砂岩油藏渗吸驱油效果的影响因素较多,以鄂尔多斯盆地某区块致密砂岩储层为研究对象,通过岩心动态渗吸驱油实验,评价了渗吸液类型、渗吸液浓度、渗吸液注入量、驱替流速、反应时间以及岩心渗透率对储层岩心动态渗吸驱油效果的影响。结果表明：渗吸液中加入非离子表面活性剂HYS-3能够显著提高动态渗吸驱油效率;渗吸液中表面活性剂的浓度越高、渗吸液注入量越大、反应时间越长、岩心渗透率越高时,动态渗吸驱油效率越高;随着驱替流速的增大,岩心动态渗吸驱油效率呈现出先增大后减小的变化趋势;动态渗吸驱油实验最优参数为：驱替流速为0.2 mL/min,渗吸液为0.5% HYS-3,渗吸液注入量为1.0 PV,反应时间> 48 h。矿场应用试验结果表明,实施注水吞吐动态渗吸驱油方案措施后,S油田5口井的日产油量是措施前的2倍多,含水率明显下降,增油效果显著。     

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。     

塔里木盆地孔雀河斜坡志留系致密砂岩储层特征及主控因素

综合利用岩心、薄片、铸体薄片、扫描电镜和物性分析等资料,对塔里木盆地孔雀河斜坡志留系储层特征进行了总结,从碎屑组分、沉积和成岩等多方面分析了储层发育的主控因素。研究结果表明：研究区志留系储层的岩石类型以岩屑砂岩、长石岩屑砂岩为主,结构成熟度中等,成分成熟度较低。物性总体较差,属于低孔—特低孔、特低渗的致密砂岩储层,储集空间主要为粒间溶孔、粒内溶孔和微裂缝,孔喉连通性差。沉积作用是控制志留系砂岩储层形成的基础;强烈的压实作用和普遍的胶结作用是致密砂岩储层形成的关键因素;构造破碎作用和溶蚀作用是形成储层次生孔隙的重要因素。     

安塞地区长7致密砂岩孔隙发育特征及其主控因素

孔隙发育特征及其影响因素对储层评价至关重要.为研究安塞地区长7致密油储层储集空间特征,明确储集空间发育的主控因素,通过采用X射线衍射、铸体薄片、扫描电镜和常规压汞等手段,对目的区孔隙发育特征及其影响因素进行研究,结果表明:①安塞地区长7致密砂岩主要发育粒间溶孔、粒内溶孔以及微孔隙等次生孔隙,其次发育原生粒间孔隙和原生剩...     

鄂尔多斯盆地东北部下石盒子组致密砂岩储层特征及主控因素

为揭示鄂尔多斯盆地东北部下二叠统下石盒子组致密砂岩储层的发育规律及主控因素,采用岩心观察、粒度分析、砂岩薄片鉴定、扫描电镜、毛细管压力分析、X衍射、有机质成熟度和包裹体测温等手段,研究了储层的岩石学特征、孔喉结构和物性特征。结果表明：该区储层主要以中-粗粒岩屑石英砂岩为主,岩屑砂岩和石英砂岩次之;储集空间类型包括剩余原生粒间孔、剩余原生粒间微孔、粒间溶孔、粒内溶孔和微裂缝,次生孔隙是储集空间的主体;喉道类型以片状型、缩颈型、管状喉道型与粒间隙喉道型为主;储层的平均孔隙度为6.07％,主体介于3.0%～10.0%之间,渗透率平均值为0. 093 mＤ,80%的值介于0.001～0.4 mＤ之间,属于以中、小孔-细、微喉组合为特征的致密砂岩储层。在此基础上,综合分析了致密储层与沉积、成岩作用的关系。结论认为：浅水三角洲砂岩是这些致密砂岩储层的物质基础;压实作用和胶结作用导致储层致密化;中成岩阶段有机酸对砂岩中不稳定矿物以及碳酸盐胶结物的溶解作用是储层形成的关键。     

致密油藏动态渗吸排驱规律与机理

高效开发致密油藏是石油领域的一项重要任务,而渗吸采油作为开发致密油藏的重要机理之一,越来越受到人们的重视。选取新疆油田致密砂岩天然岩心和人造岩心,在室内条件下,利用改进的动态渗吸实验装置,系统地研究基质渗透率、温度、压力、岩心尺寸和裂缝密度等因素对动态渗吸采出程度的影响。通过将实验参数进行无因次化,得到无因次渗吸采出程度归一化模型。利用该模型得到的采出程度大于目前广泛应用的Ma模型计算结果,与动态渗吸实验得到的规律相吻合。研究结果表明:当岩心渗透率处于同一级别时,动态渗吸采出程度既有可能与岩心渗透率呈正相关,也有可能呈负相关;在其他条件相同的前提下,温度越高,岩心长度越短,动态渗吸效果越好;压力对渗吸效果的影响存在一个最佳范围,在本实验条件下为5～7 MPa;动态渗吸采出程度的增幅与裂缝密度呈线性正相关。     

致密砂岩储层微观水驱油效率及其主控因素

为了解决鄂尔多斯盆地吴起油田长7储层水驱过程中单井产量低、含水上升快、剩余油分布复杂等问题,采用自主设计研发的高温、高压微观模型加持器,对研究区长7储层的真实取样岩心开展微观水驱油渗流实验,通过辅以铸体薄片、扫描电镜、X射线衍射、高压压汞和核磁共振实验,研究了不同孔隙结构类型下的微观水驱油渗流特征,探讨了储层物性、微观孔隙结构、可动流体参数、黏土矿物、驱替压力和注水体积对水驱油效率的影响。结果表明：研究区长7储层微观注水驱替特征以网状驱替和树枝状驱替为主,均匀驱替次之,少见蛇状驱替。不同类型驱替特征的驱油效率、残余油分布特征存在较大差异,均匀驱替驱油效率最高为48.84%,蛇状驱替驱油效率最低为31.73%;75%的残余油以簇状和油膜状赋存于孔喉内。水驱油效率的影响因素是多方面的,其中可动流体参数是比其它物性参数更能准确反映与驱油效率之间关系的参数。研究结果为该区不同类型储层开发方案的调整提供了理论依据。     

低渗透致密砂岩气藏裂缝类型及特征

应用岩心裂缝描述、岩石力学实验、三维有限元数值模拟、裂缝网络模拟等方法,对东濮凹陷户部寨气田沙四段低渗透致密裂缝储层的裂缝组系及产状、裂缝性质、裂缝发育程度及其分布规律进行的研究表明,户部寨气田储层裂缝主要有4组,其走向方位分别为33°、83°、109°和133°,主要集中在83°.这些裂缝基本上为垂直缝,裂缝原始状态下以相对孤立的构造裂缝系统为主.裂缝组系之间以及同组系裂缝之间连通性差,且裂缝的发育程度在不同部位有较大的变化,人工压裂后裂缝网络系统在气田开发过程中仍难以沟通.生产动态主要表现为储层具有双重介质特征,气井产能差异大,气井泄气半径差异大,气藏连通性差.沿断块构造高部位采用了线状不均匀布井方式,在裂缝发育带钻井,取得了较好的开发效果.     

致密岩心带压渗吸规律实验研究

致密油藏体积改造压后闷井过程中发生的渗吸置换,通常在压差（基质外部流体压力与孔隙压力之差）作用下进行,但渗吸置换物理模拟却通常在常压下进行（即自发渗吸）,带压条件下的渗吸置换特征尚未提及。为研究压差作用下的渗吸置换（即带压渗吸）规律,首先,建立基于低场核磁共振测试技术的带压渗吸实验方法;其次,分析自发/带压渗吸的异同;最后,建立带压渗吸无因次时间模型。结果表明,质量分数为96.76%~97.25%的油相集中分布于纳米孔（1 ms ≤ T₂ ≤ 100 ms）内,纳米孔是主要储集空间;相比于自发渗吸,带压渗吸置换效率大幅提升是由强化的渗吸作用和压实作用共同造成的;岩心尺度建立的带压渗吸无因次时间模型可行,为确定油藏尺度压后闷井时间提供了新思路。