二氧化碳驱引起储层物性改变的实验室研究

二氧化碳注入油藏后,与储层岩石和流体发生化学反应,将改变孔隙度、渗透率、润湿性、流体的酸碱度,进而影响采收率.用CO2岩心驱替实验装置模拟了二氧化碳与岩石和流体的相互作用并对实验结果进行了分析.结果表明,矿物溶解使孔隙度变大,沉淀堵塞孔隙,两者皆改变渗透率,岩石由亲油转为亲水,流体pH值下降.     

不同润湿性砂岩中聚合物吸附滞留对渗流过程的影响

为了研究不同润湿性孔隙中发生聚合物吸附滞留后的流体渗流机制,首先用非稳态法实验研究了亲水岩心和亲油岩心中聚合物吸附前后的油水两相流动过程,然后改进了半渗透隔板法测试油水毛管力实验方法,用常规驱替流程直接测试了聚合物吸附前后油水毛管力.研究表明,聚合物在岩心中吸附能选择性地降低水相相对渗透率;改变孔隙与渗流流体的相互作用,使亲水岩心束缚水饱和度增加,残余油饱和度降低,亲水程度增强,油水毛管力增加,毛管力曲线变陡;使亲油岩心润湿性反转,油水毛管力由负值变为正值;深化了高含水油藏聚合物驱降水增油机理.     

特低渗碳酸盐储层驱油效率影响因素

1.引言 储层岩石中多相流体渗流特征反映了液体与孔隙介质之间相互作用，它是岩石、流体物性及孔隙介质与流体之间各种作用力综合反映，它影响驱油效率、油水相对渗透率，进而决定了在补充地层能量情况下进行油藏开发的效果。驱油效率在一定程度上反映了油层的采收率，它除了与驱油试验过程中所选择的实验参数（如驱替介质、驱替速度、束缚水饱和度、油水粘度比等因素）有关外，还与孔隙度、渗透率、孔隙类型、岩性、孔喉结构等储层特征参数有关。     

流体流动对低渗岩心电阻率的影响实验研究

通过室内实验,研究了不同岩性、润湿性、渗透率等条件下岩心油驱水和水驱油过程中岩石电阻率的变化,分析了流体流动对低渗岩石电阻率和阿尔奇饱和度指数以及地层因素的影响.实验结果表明:①低渗透油层亲水岩心和亲油岩心的电阻率随含水饱和度的增加而降低.②岩心渗透率越高饱和度指数越高,渗透率越低饱和度指数越低;亲油岩心电阻率较大,亲水岩心电阻率较小.③岩心渗透率越高,岩心的电阻率越低;岩心渗透率越低,岩心电阻率越高.④在相同的驱替速度下,电阻率随围压的增加而增加.⑤低渗透储层亲水岩石的饱和度指数值大于亲油岩石的饱和度指数值.     

海上疏松砂岩油藏相对渗透率曲线影响因素实验分析

分析了影响渤海S油田典型疏松砂岩油藏天然岩心室内油水相对渗透率实验结果的各种因素,总结了岩心物性、实验流体性质、实验驱替方式对海上疏松砂岩油藏的相对渗透率曲线关键参数的影响。实验结果表明,岩心物性、注入水类型和模拟油黏度对实验结果影响较大,稳定流法和非稳定流法对实验结果影响较小。高渗岩心与中渗岩心相对渗透率相比,其束缚水饱和度平均值较低,残余油饱和度平均值较低,两相流动范围平均值较大,驱油效率平均值较高;模拟注入水驱油效率高于地层水,地层水高于海水;样品实验原油黏度越低,其束缚水饱和度平均值较高,残余油饱和度平均值较低,驱油效率平均值较高。     

注水阻力分析及功能型减阻增注剂的性能评价

为了提高低渗透油藏注水井的降压增注效率,本文研究了岩石表面润湿性、界面张力等因素对低渗透油藏注水阻力的影响规律,并在此基础上研究了一种多功能型减阻增注剂CNG,评价了CNG溶液改变油水界面张力、改变岩石表面电性和润湿性和改变岩心降压增注效果的能力。研究结果表明:CNG既能降低油水界面张力至10~(-3)mN/m数量级、消除岩心毛管阻力;又能吸附在岩石表面消除岩石表面负电荷、改善岩石表面润湿性至弱水湿。CNG即适用于含有残余油的岩心降压增注,又适用于强水湿油藏的减阻增注,还适用于即有残余油又强水湿油藏的降压减阻增注。对于胜利油田某区块天然岩心,CNG用于不洗油的原始岩心时,渗透率提高48.49%,驱替压差降低31.25%;CNG用于没有残余油、呈现水润湿状态的岩心时,渗透率提高36.32%,驱替压差降低27.66%。图10表1参10     

油藏数值模拟中油水相对渗透率曲线处理方法

油水相对渗透率数据是油藏数值模拟输入的基础参数之一,是模拟预测中影响产油量和产水量的重要参数。针对没有岩心资料的区域如何选用油水相对渗透率曲线的问题,提出通过FZI(FlowZone Indicator,流动层指数)划分流动单元的方法,通过绘制RQI与z的双对数关系图,判断研究目标区与取心样品区是否具有相似的影响流体流动的岩石物理性质,从而决定油水相渗曲线的选用。该方法较全面地考虑了储层岩石内部孔隙结构、迂曲度、渗透率等参数对流体渗流能力的影响,具有较好的应用效果。     

注水开发油藏润湿性变化及其对渗流的影响

为提高水驱开发油藏采收率预测精度,研究了油藏岩石润湿性与相对渗透率之间的变化规律及其对两相渗流的影响。采用室内润湿性实验测定方法,对水驱开发油藏润湿指数与含水饱和度的关系进行了定量表征,导出了适合润湿性变化型油藏的两相渗流方程,建立了变润湿性水驱开发油田的采收率预测方法。润湿实验结果表明:所测岩心的润湿指数的对数与取心油层的含水饱和度呈近似线性关系。相对渗透率实验所测的代表低含水期到高含水期岩心的油水两相等渗点对应的含水饱和度由41%增加到53%,亲水程度增强。一维模型计算结果表明,含水率达到98%时,油润湿和强水润湿性油藏的预测采收率分别为52.7%和73.3%。研究揭示的水驱油藏岩石润湿性变化规律和建立的数学模型,可为更加准确地预测水驱油采收率提供参考。      

人工裂缝对低渗透油藏油水渗流影响实验研究

为研究人工裂缝对低渗透油藏的油水渗流规律及开发效果的影响,利用浊积岩低渗透油藏天然岩心进行油水渗流规律实验,对岩心进行了人工造缝,对比分析４ 种渗透率级别、３ 种裂缝形态的岩心油水驱替实验结果。研究结果表明：人工裂缝的存在会造成岩心拟启动压力梯度降低,油相渗透率下降,水相渗透率上升,残余油饱和度增大,油水共渗区变窄;含垂直缝的岩心水驱采出程度明显大于无裂缝岩心,改善了岩心水驱油效果;水平缝使岩心水驱油效果变差。     

低渗透油藏地层压力保持水平对油水渗流特征的影响

油水渗流规律的研究是低渗透油藏水驱开发的关键。相对渗透率曲线能直观反映油水渗流特征,其影响因素研究主要涉及岩石固有性质(润湿性、孔隙结构)、流动介质(油水粘度比)、动力条件(驱替压力梯度及速度)等方面,极少见到地层压力对相对渗透率曲线影响的研究。通过室内流动实验,模拟低渗透油藏地层压力下降过程,建立了不同地层压力保持水平下的相对渗透率曲线,分析了地层压力保持水平对油水渗流特征的影响规律。结果表明,地层压力保持水平下降,孔隙结构非均质性增强,油相相对渗透率下降,水相相对渗透率上升,等渗点左移,油水两相区变窄,残余油饱和度增加,即低渗透油藏渗流规律也存在着应力敏感性特征。分析认为,储层岩石弹性或塑性变形是低渗透油藏油水渗流特征应力敏感性的根本原因,因而提出了储层岩石初始渗透率越低,越应尽早注水保持地层压力开发的低渗透油藏效益开发理念。     

低渗透油藏的热水驱研究

热水驱仅包括两个被加热相的流体,热水驱的主要机理是热膨胀,降低黏度,润湿相改变和油水界面张力的降低。热水驱实验使用的岩心样本取自某稠油低渗透油藏,主要是未被饱和的砂岩。实验在相同的油藏压力,不同的温度（范围在110oC以内）和不同种类的原油下进行的。对比了每个试验的最终原油采收率、残余油饱和度、束缚水饱和度、和压力降落。应用JBN方法分析了动态恒温驱替的结果,从而得到岩心的相对渗透率及低渗透砂岩中温度对油水相对渗透率的影响。结果显示在低渗透率的砂岩中使用高温热水在较高压力下驱替稠油,也有可能获得较高的采收率。在稠油体系中,原油生产的热水注入率比在中质油和超稠油要高,但是在传统稠油油藏它的价值很少被报道。另外,研究发现当岩石被加热时,油水的相对渗透率取决于温度,而残余油饱和度会降低,束缚水饱和度会增加。     

油田实用毛管压力曲线

用三参数双曲线方程采用最小二乘法求解，获得毛管压力曲线解析表达式，可拟合各类毛管压力曲线整个数据范围，便于曲线微分、积分、光滑实验数据，进行曲线外推求阀压；便于离心驱替数据计算岩心的入口饱和度。毛管压力曲线可用于估计流体饱和度和自由水面以上的高度以及油水过度带厚度；评价岩石的封闭能力；划分储集岩和非储集岩，生产层和非生产层；确定岩石的孔隙大小分布函数；分析岩石的单相流体流动性质；在室内快速评价油井工作液对储层的损害；确定润滑性和驱替能量，计算绝对渗透率和相对渗透率；估计采收率。     

CO_2-水-岩石相互作用对砂岩储集层润湿性影响机理

CO_2注入地层后,与水和岩石相互作用,导致储集层岩石润湿性发生改变,从而影响储集层的渗透性。应用接触角测量、界面张力测量、岩心驱替实验等方法,研究了高压条件下CO_2-水-岩石相互作用对砂岩储集层润湿性的影响,并探讨了岩石润湿性和渗透性之间的关系。结果表明,水在石英表面的静态接触角随着CO_2压力的升高逐渐增大,在CO_2压力为7.2 MPa时达到最大值,然后随着CO_2压力的升高有所减小;水-CO_2界面张力及水在石英表面的黏附功随着CO_2压力的升高逐渐减小,在CO_2压力为7.2 MPa时达到最小值,然后随着CO_2压力的升高而增大;随着水溶液pH值降低,水在石英表面的静态接触角先减小后增大,pH值降低至2.5时,静态接触角达到最大值,pH值继续降低,静态接触角减小;随着水溶液pH值降低,水在砂岩表面的静态接触角先减小后增大,砂岩的水相渗透率先减小后逐渐增大。     

低渗透砂岩润湿性对水驱和复合驱采收率的影响

在砂岩岩心渗透率小于50×10-3μm2条件下,考察驱替相润湿接触角分别为37,86,126和167°的驱油效果,对应水驱采收率平均值依次为16.18%,15.47%,13.94%和9.02%,复合驱采收率依次为21.12%,17.33%,13.53%和5.26%。结果表明,除强亲油性外,其他润湿性对岩心水驱采收率的影响不显著。复合驱提高采收率幅度随润湿性由亲油到亲水变化逐渐提高,其平均值与润湿接触角呈二阶线性负相关关系,即润湿接触角越小,采收率越高,接触角为37°时提高采收率最大。低渗透孔隙微毛细管对原油的捕集作用是制约驱油效率的关键因素,应用复合驱应重点从降低油水界面张力和改变岩石润湿性2方面考虑克服毛管对原油的捕集束缚。     

水驱高含盐储层渗透率变化机理实验研究

为了研究高含盐油藏水驱渗透率变化机理，在岩心薄片微观孔隙模型实验的基础上，研究了高含盐油藏水驱储层渗透率在不同驱替速率、含盐量、岩心渗透率、注入水性质、驱替孔隙体积倍数等条件下的变化，并且对驱替过程中孔隙变化的微观图像进行了对比。实验结果表明，水驱后渗透率的变化趋势随着岩心渗透率和含盐量以及驱替条件的不同而不同，驱替过程中发生了微粒运移的现象。分析表明，盐的溶解是该类储层渗透率变化的根本原因；以胶结物形式存在的可溶性盐的溶解造成了岩石颗粒的脱落和运移，直接影响储层渗透率的变化。     

轮南古潜山碳酸盐岩油藏长岩心驱替实验成果

全面模拟油藏实际条件,对轮南古潜山碳酸盐岩油藏进行了衰竭驱替物理模拟实验。在国内首次人工制造出了同时符合油藏储渗层渗流空间形态要求和渗透率要求的网状裂缝（ 洞）岩心,并在四高,即压力高、温度高、矿化度高、粘度高的模拟油藏实际条件下成功应用人工制造网状缝岩心完成了轮古地区长岩心驱替实验。实验结果为确定轮南古潜山碳酸盐岩油藏岩石物理特性、流体性质及驱油速度对驱油效率（ 采收率）的影响提供了有效的实验支持和实验基础数据。     

淡水驱替过程中岩石电性实验研究

润湿性是影响储层岩石电阻率的重要因素.实验研究了不同润湿性的岩心淡水驱替过程中岩石电阻率随含水饱和度的变化规律,揭示了油层水淹后不同润湿性岩石的导电机理.实验结果显示水润湿岩心淡水驱替后.随含水饱和度变化电阻率变化曲线呈"U"型或"L"型,亲油岩心电阻率变化曲线呈单调下降趋势.岩石电阻率变化受储层原始润湿性影响.研究结果可为不同润湿性质的油藏水淹层识别和剩余油饱和度评价提供技术支持.     

低渗透储层水锁效应的解除

解除生产压力接近毛管吸入压力的低渗透气藏的水锁要花费相当长的时间。气井水锁效应的解除发生在两个区域: 通过流动气体蒸发, 将流体从地层中驱替出; 地层流体随压力下降变成欠饱和流体。在盐水饱和的岩心上进行了气体驱替实验。随着室温下长时间的气体注入(高达100000PV),气体相对渗透率增加。在注入50 ~100PV的气体后加入甲醇, 可提高温度及孔隙渗透率从而加快水锁的解除。岩石润湿性的改变从水湿到油湿同样促使气体相对渗透率的快速恢复。通过实验发现, 以下措施可改进水锁解除的进行: ①影响盐水驱替, 如改变润湿性; ②加快蒸发速度, 加入类似甲醇之类的挥发性溶剂。已经发现改变岩石润湿性同样会影响盐水及甲醇的蒸发速率。该项研究对影响气体相对渗透率的诸多因素进行了量化, 如岩石渗透率、润湿性、表面张力、温度。该项研究结果有助于选择一种合理的方案解除在钻井、酸化、压裂过程中造成的水锁效应, 并且推荐了向地层注入表面活性剂或溶剂来解除水锁的几种方法。     

长期水驱后润湿性变化对残余油饱和度影响的实验研究

当前普遍认为长期水驱后,储层孔隙度、渗透率、润湿性都会发生一定程度的改变,储层参数的变化对残余油饱和度会产生什么样的影响,对此研究甚少。针这一问题,选取两组平行天然岩心开展室内模拟实验。第一组岩心代表＂高渗＂;第二组岩心代表＂低渗＂。每组岩心包括两块样品,将每组岩心A号样品连续水驱,而B号样品当含水达90%以后,停止驱替,老化岩心90d后再继续驱替。实验结果表明,当长期水驱后,储层岩石残余油饱和度发生大幅度降低,最大降幅达50%以上。根据实验结果指出,开展油藏工程和数值模拟研究时,考虑储层岩石残余油饱和度变化,才能使模拟结果准确反映油藏实际特征。     

特低渗透岩心相对渗透率实验研究

室内实验结果表明,西部某油藏的特低渗透岩心油水相对渗透率曲线具有束缚水饱和度较高,残余油饱和度较低,油水两相流动区间范围宽的特点,且水相相对渗透率曲线形态分为直线型和上凹型2种形式,而且油水相对渗透率的比值与含水饱和度具有较好的指数关系模式,水驱曲线的驱替特征满足甲型水驱特征.