老君庙油田水驱后剩余油微观赋存状态

利用新鲜含油岩心样品,研究玉门老君庙油田主力油层剩余油微观赋存状态和长期水驱对储集层孔隙结构的影响。研究表明,储集层中的剩余油赋存状态以膜状和填隙形态为主,孔隙结构是影响剩余油分布状态和驱油效率的关键因素;长期水驱后,物性较好部位孔隙中填隙物减少,渗流阻力进一步减小;L层剩余油主要分布于大孔隙中,M层有近三分之一的剩余油分布在小孔隙中或浸染于岩石颗粒表面,呈束缚态难以流动;大孔隙中的可动水含量与储集层综合含水率直接相关。     

克拉玛依砾岩储集层微观水驱油机理

以克拉玛依油田六中区下克拉玛依组砾岩储集层为研究对象,从储集层特征分析和渗流机理研究着手,通过室内实验,研究砾岩储集层水驱油和渗吸过程中微观孔隙动用规律,分析孔隙结构与驱油效率关系,研究微观剩余油分布特征和长期水驱油对储集层孔隙结构的影响。研究表明：目前剩余油饱和度较高,但剩余油主要分布于小孔隙之中;水驱过程中,优先动用的是超大孔隙,对采出程度起主要贡献的是中大孔隙;渗吸过程中,优先动用的是小孔隙,对渗吸作用起主要贡献的是中小孔隙;孔隙结构是影响驱油效率和微观剩余油分布的关键因素;长期水驱后,孔隙中填隙物发生膨胀、分散、运移和溶蚀,大孔道增多,连通性变好,储集层微观非均质性进一步增强。图11表5参21     

砾岩油藏水驱与聚合物驱微观渗流机理差异

砾岩油藏特殊的沉积环境导致储层孔隙结构呈现复模态特征,渗流系统以“稀网-非网状”流态为主,水驱与聚合物驱微观渗流机理及两者差异的研究成为油藏提高采收率的难点和关键。克拉玛依油田属于典型的砾岩油藏,选取实际岩心为研究对象,采用CT扫描技术研究了亲水和弱亲油岩石的水驱和聚合物驱微观驱替机理,并且在驱油效率影响因素分析的基础上,建立了2种驱替方式下砾岩油藏的最终采收率计算模型。实验结果表明：砾岩油藏亲水岩石水驱与聚合物驱渗流机理均以沿岩石表面“爬行”驱替为主,而弱亲油岩石则均以沿孔隙中部“突进”驱替为主,由于渗流机理的差异性,亲水岩石水驱后残余油主要在细喉道及孔隙交汇处赋存,聚合物溶液通过更强的剪切拖拽作用把这些残余油切割成许多小油滴,进而随着聚合物溶液顺利通过狭窄的喉道向前运动,以达到提高油藏采收率的目的;弱亲油岩石水驱后残余油主要以油膜形态及细孔道赋存为主,聚合物溶液以更强的剪切应力促使油膜通过桥接连通和形成油丝2种方式从颗粒表面被聚合物驱替带走。由于聚合物溶液与注入水溶液的性质存在本质差别,导致复模态的孔隙结构对聚合物溶液渗流和驱替的影响远小于水驱溶液。因此,针对2种不同润湿性的岩石,储层孔隙结构是水驱油效率的主控因素,物性和含油性的影响较小,而聚合物驱效果则与水驱后残余油饱和度具有较好的相关性,利用建立的模型可以有效地预测2个驱替阶段油藏的采收率。     

砾岩油藏孔隙结构与驱油效率

利用铸体薄片、X衍射、岩石物性、扫描电镜和压汞资料对克拉玛依油田六中区克下组储集层孔隙结构进行了全面分析,并采用聚类分析方法将储集层分为4大类(Ⅰ～Ⅳ)。分析了每一类储集层孔隙结构特征及其驱油效率。Ⅰ类储集层为大孔、中喉孔隙结构,孔喉分布相对均匀,连通性好,水驱油效率最高,平均为52%;剩余油主要以油斑形式赋存在孔隙壁上。Ⅱ类储集层为中大孔、中细喉孔隙结构,孔喉分布不均匀,局部发育大孔道,并存在微裂缝;水驱油过程中水窜严重,导致驱油效率较低,平均为42%;剩余油主要分布在细小孔道中。Ⅲ类储集层为中孔、中细喉孔隙结构,孔喉分布相对均匀,连通性好,水驱波及系数相对较高,水驱油效率高,平均50%;剩余油富集于小孔道及盲孔。Ⅳ类储集层为细孔、细喉孔隙结构,孔喉发育极差,次生孔隙和微裂缝发育,水驱波及效率低,驱油效率很低,平均为35%;剩余油主要以段塞形式分布在孔隙中。     

砂砾岩储集层聚合物驱油微观机理——以克拉玛依油田七东1区克拉玛依组下亚组为例

为揭示聚合物在砂砾岩储集层的驱油过程,选择有代表性的岩心样品,通过驱替过程中在线CT扫描监测和核磁共振方法,分析了克拉玛依油田七东1区克拉玛依组下亚组砂砾岩储集层不同模态孔隙结构岩心样品在水驱和聚合物驱过程中油水动用特征及水驱和聚合物驱后剩余油分布规律。研究表明：不同模态孔隙结构岩心样品驱油效率差异显著,聚合物驱效率最高的是双模态孔隙结构岩心样品;不同模态孔隙结构样品驱油规律一致,水驱首先动用高含油饱和度区域,聚合物驱进一步扩大原先水驱波及区域,低含油饱和度区域及孤岛状孔隙中原油基本未被动用。     

窄条边水油藏水驱后期孔隙分布及动用特征

基于江苏油田窄条状油藏孔隙分布规律、主控因素分析和不同类型岩心的驱替实验,应用水驱、聚合物驱、表活剂驱、聚表二元驱及弱凝胶驱等方式研究了剩余油动用规律。结果表明:窄条状油藏不同部位储层的孔隙变化特征不同,靠近边水部位的较大孔隙的变化较大,腰部位次之,高部位最小;水驱倍数、孔喉大小、黏土矿物含量等是影响孔隙分布的主要因素;靠近边部的岩心适合弱凝胶驱,腰部位适合聚表二元驱,顶部在高速水驱或聚合物驱时效果较好。研究结果为剩余油挖潜提供了理论依据。     

多孔介质的润湿性对聚驱稠油微宏观效率的影响

岩石表面的润湿性影响聚合物微观和宏观驱油效率。采用可视化微观模型和微观照相技术研究了强水湿和油湿多孔介质下聚合物微观驱油效率和驱替机理。分析了束缚水与稠油分别在两种润湿介质下的微观形态和分布对聚合物的吸附、滞留,连续性和非连续性流动,驱替前缘以及洗油效率的影响。微观模型实验结果表明,在水湿环境,地层水趋向分布于岩石骨架表面并在孔壁附近形成较厚的水膜,聚合物趋于附着在孔壁处,在这些区域聚合物的洗油效率较高;在油湿环境,束缚水主要以非连续相分布在孔隙介质中,聚合物溶液发生咬断效应,原油吸附在孔喉处,聚合物只能部分扫除原油,乳液的形成能辅助聚合物溶液驱替油相。聚合物在水湿介质的微观驱油效率明显高于油湿介质。岩心流动实验结果与微观模型分析一致,相同浓度的聚合物溶液在强水湿岩心前缘突破所需的时间长于油湿岩心,突破前缘更规整,水湿岩心和油湿岩心的水驱采出程度分别为21.5%OOIP和15%OOIP。聚合物在油湿岩心的"门槛"黏度较大。聚合物黏度为500mPa·s时,水驱后水湿岩心和油湿岩心的原油采收率增幅分别为23%OOIP和17%OOIP。     

水驱油微观物理模拟实验研究

应用与地层孔隙结构相似的微观仿真模型进行驱油实验,通过微观驱油动态彩色图象量化处理系统对实验的过程和结果进行分析,从定性和定量两个方面对水驱油渗流规律,水驱油剩余油形式及这些剩余油形式对三次采油的应用效果进行了分析,在水驱油过程中,由于润湿性的不同注入水表现出没的入孔机理,在强亲水的孔隙内,注入水沿着孔壁“爬入”;在亲油孔隙内,注入水沿孔隙的中心突入,由于油层非均质性的影响,水驱后剩余河可分为连片状剩余油和分散型剩余油两类。具体形式有簇状,柱状,角状,膜状和“孤岛”状等。对于不同的剩余油形式,各种化学驱的效果有所不同,聚合物驱主要驱替连片状剩余油,而三元复合驱和泡沫复合驱对连片状剩余油和分散型剩余油都能有效地进行驱替。     

砂砾岩储层孔隙结构模态控制下的剩余油分布——以克拉玛依油田七东1区克下组为例

为阐明砂砾岩储层复杂孔隙结构模态对微观剩余油的控制作用,在325块分析样品实验数据基础上,利用针对砂砾岩大颗粒的大铸体薄片分析、核磁共振复杂孔隙结构表征及CT三维立体孔隙空间扫描等技术,研究水驱/聚驱条件下砂砾岩复杂孔隙结构模态对剩余油的控制作用。结果表明：①水驱剩余油分布规律比较明显。水驱时含油饱和度在50%～100%所占频率下降快,优先被动用;②聚驱中后期,聚合物堵塞了部分水驱阶段形成的水流优势通道,形成活塞式的驱动导致含油饱和度在37.5%～50.0%被大量动用。聚驱后剩余油以孤立状分布为主,局部存在连片状;③不同孔隙结构模态在水驱/聚驱剩余油中差异较大。单模态、双模态岩心驱油效率较高,其中聚合物提高驱油效率为9.30%～18.38%。单模态岩心水驱油效率较高,而双模态和复模态岩心水驱油效率相当。聚合物提高驱油效率以双模态岩心最高,单模态次之。单模态和双模态岩心注入聚合物后,含水率下降可达20%。     

可动凝胶纵向非均质物理模拟研究

由于注入水的长期冲刷,储集层的孔隙结构及物理性质发生了变化,层间和层内的非均质性加剧,影响后期开发效果。可动凝胶能调整地层的非均质性,在纵向非均质摸型上进行可动凝胶油藏物理模拟实验,通过布置高精度的压差传感器,了解可动凝胶体系调整非均质地层渗透率和压力场动态分布的能力,对比水驱、聚合物驱和可动凝胶封堵对采收率的影响。结果表明,可动凝胶封堵比水驱提高采收率8.7％,比聚合物驱提高采收率1.6％。由压力场变化分析可知:聚合物驱确实能改变油藏内流体流动方向,提高波及范围,驱替出水驱不能波及到的低渗透油藏内的油;可动凝胶成胶后,封堵高渗区,可改变油藏内流体流动方向,进一步提高采收率。图9表1参5     

聚合物溶液在驱油过程中对盲端类残余油的弹性作用

从微观驱油实验出发,研究了聚合物溶液的粘弹性对驱油效率的影响,定量分析了聚合物溶液的弹性在驱油过程中对残余油的作用机理.研究结果表明,对于油湿盲端,随着聚合物溶液弹性的增加,盲端类残余油的驱油效率提高.对于水湿“盲端”,聚合物溶液不能提高不可动残余油的驱替效率.如果“盲端”处的残余油为可动油,或有其他油滴流入“盲端”与残余油聚并,即可形成较大的可动油滴,用粘弹性流体驱替,可使“盲端”处残余油饱和度降低.对仿真类孔隙介质,聚合物溶液的粘弹性均可提高微观驱油效率.     

纳米驱油剂在增注驱油中的作用

为分析纳米驱油剂在低渗储层增注驱油中的作用,评价了以硅烷偶联剂改性的纳米SiO2为主要成分的纳米驱油剂的基本性能,通过枣湾区块长6储层天然岩心和微观模型驱替实验研究了纳米驱油剂的流动特征和驱油特征.结果表明,纳米驱油剂中的纳米颗粒粒径较小,具有较低的油水界面张力、良好的亲水性及一定的静态吸附能力.30℃下,0.1％纳米...     

不同润湿条件下表面活性剂对残余油的作用

利用微观可视化驱油实验,研究了不同润湿条件下,具有不同降低界面张力的表面活性剂体系对水驱残余油的作用情况。结果表明,水湿条件下,表面活性剂通过形成连续油流或水包油乳状液启动残余油,且两者分别是驱替初期和后期的主要残余油运移方式;油湿条件下,表面活性剂还能通过形成油包水乳状液启动残余油,且油包水乳状液和沿孔壁流动的细油带是驱替初期的残余油主要运移方式,而水包油乳状液是驱替后期的主要残余油运移方式。同时,在两种润湿条件下,表面活性剂对残余油的启动与运移作用均随其界面张力的降低而增强。     

Pore-scale investigation of residual oil displacement in surfactant–polymer flooding using nuclear magnetic resonance experiments

Research on the Gangxi III area in the Dagang Oilfield shows that there was still a significant amount of oil remaining in oil reservoirs after many years of polymer flooding.This is a potential target for enhanced oil recovery(EOR).Surfactant–polymer(SP) flooding is an effective chemical EOR method for mobilizing residual oil and improving displacement efficiency macroscopically,but the microscopic oil displacement efficiency in pores of different sizes is unclear.Nuclear magnetic resonance(NMR) is an efficient method for quantifying oil saturation in the rock matrix and analyzing pore structures.In this paper,the threshold values of different pore sizes were established from the relationship between mercury injection curves and NMR T2 spectrums.The distribution and migration of residual oil in different flooding processes was evaluated by quantitatively analyzing the change of the relaxation time.The oil displaced from pores of different sizes after the water flood,polymer flood,and the SP flood was calculated,respectively.Experimental results indicate that(1) the residual oil in medium pores contributed the most to the incremental oil recovery for the SP flood,ranging from 40 % to 49 %,and small pores usually contributed \30 %;(2) the residual oil after the SP flood was mainly distributed in small and medium pores;the residual oil in medium pores accounted for 47.3 %–54.7 %,while that trapped in small pores was 25.7 %–42.5 %.The residual oil in small and medium pores was the main target for EOR after the SP flood in oilfields.     

大庆油田聚合物驱后微观剩余油分布规律

聚驱后微观剩余油分布规律是进行聚驱后剩余油预测和挖潜的基础。利用冷冻制片、紫外荧光和激光共聚焦扫描显微分析方法,对大庆油田聚合物驱后不同水洗程度岩样微观剩余油分布规律进行研究。分析认为,聚驱后弱水洗岩样剩余油以簇状和粒间吸附状自由态剩余油类型为主,中水洗样品束缚态剩余油所占比例达到42.9%,强水洗样品的剩余油以颗粒表面薄油膜状的束缚态分布为主。聚驱后随着驱油程度增加,轻质组分比例减少明显,而重质组分比例增加,重质组分呈连片型分布在岩石颗粒表面,轻质组分则呈小片状和较为连续的整体零散、局部富集的状态分布在粒间孔隙中。粒内微孔和粒间微小喉道处黏土矿物与轻质组分共存,在颗粒内被黏土矿物完全充填的粒内裂隙和微孔中没有原油分布。     

致密油藏活性水采油机理

注活性水相较于注水有诸多优势,在特低渗、超低渗油藏的实际开发中效果较好,因此可以借鉴到致密油藏的开发上。针对鄂尔多斯盆地X区块致密油储层,选取不同渗透率的岩心进行注水和注活性水驱油物理模拟实验,结合核磁共振技术,分析致密油岩心的微观孔隙结构、可动流体饱和度以及不同渗透率等级岩心的采出程度、残余油分布等。研究表明:大部分致密油油藏的孔隙为亚微米、微纳米孔,可动流体主要赋存于大于1μm的孔隙中;注活性水效果好于常规水驱,注活性水能够有效地动用微纳米孔中的原油;渗透率越低注活性水的驱油效果越明显,对于渗透率低于0.6×10~(-3)μm的致密油藏,建议采用注活性水开发。     

粘弹性聚合物溶液能够提高岩心的微观驱油效率

人们普遍认为,聚合物驱不能提高微观驱油效率。而新近的大量研究成果不再支持这一观点。通过实验室岩心驱油实验,对水驱后的不同残余油类型进行了研究,并将残余油的类型划分为:①岩石表面的油膜;②“盲端”状残余油;③毛管力作用下的孔喉残余油;④岩心微观非质部分未被波及的残余油。研究表明,粘弹性的聚合物溶液驱替后,所有类型的微观残余油均减少。而且其在孔隙中的速度分布与牛顿流体有很大不同,在驱替不同类型的残余油时,表现出很强的“拉、拽”作用。研究证实了微观驱油效率的提高与聚合物溶液的弹性有关。不同性质的聚合物溶液具有不同的弹性。选用不同的聚合物驱油时,其提高采收率幅度的差异可高达6%OOIP以上。大庆油田工业规模聚合物驱开发区块的密闭取心资料也证实了这一观点。研究较全面地阐述了:①一些聚合物驱成功与失败的原因;②开展聚合物驱油时应考虑的因素;③如何进一步提高聚合物驱油的采收率。粘弹性的流体在孔隙介质中的流变性还需进一步做大量的研究工作。研究牛顿流体所得到的许多结论在用于粘弹性流体时,还有待于重新评价。