碳酸鹽巖儲(chǔ)層相對(duì)滲透率實(shí)驗(yàn)研究

付紫陽(yáng) 江山 常鑫 付文祥 章小龍

(1.長(zhǎng)江大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院,湖北荊州 434023;2.長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院,湖北武漢 430100;3.中國(guó)石油勘探開發(fā)研究院廊坊分院,河北廊坊 065007)

碳酸鹽巖儲(chǔ)層相對(duì)滲透率實(shí)驗(yàn)研究

付紫陽(yáng)1江山2常鑫3付文祥1章小龍1

(1.長(zhǎng)江大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院,湖北荊州 434023;2.長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院,湖北武漢 430100;3.中國(guó)石油勘探開發(fā)研究院廊坊分院,河北廊坊 065007)

相滲曲線的研究對(duì)指導(dǎo)油藏注水開發(fā)起著重要作用。通過(guò)室內(nèi)油水相對(duì)滲透率實(shí)驗(yàn),取得了某碳酸鹽巖油藏天然巖心的相對(duì)滲透率數(shù)據(jù),并繪制出相對(duì)滲透率曲線。從儲(chǔ)層的濕潤(rùn)性、流體物性等方面分析了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及其影響因素:親油型儲(chǔ)層的水鎖損害增加了儲(chǔ)層的束縛水飽和度,孔隙表面吸附的油膜使殘余油飽和度偏高,油膜影響地層水流動(dòng),使得水相滲透率偏低。探討了相對(duì)滲透率曲線的形態(tài)特征及其反映的儲(chǔ)層特點(diǎn):水相滲透率呈現(xiàn)上凸形,下凹形和靠椅型三種形態(tài),反映儲(chǔ)層灰泥含量較低且不易膨脹,有較強(qiáng)水敏性,發(fā)育微裂縫。

碳酸鹽巖 相對(duì)滲透率 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 形態(tài)特征

相對(duì)滲透率曲線又稱相滲曲線,是研究多相滲流的基礎(chǔ)資料,對(duì)油田開發(fā)動(dòng)態(tài)分析和油藏?cái)?shù)值模擬也有著重要意義[1-2]。近年來(lái),隨著對(duì)國(guó)內(nèi)碳酸鹽巖油藏的進(jìn)一步勘探開發(fā),很多學(xué)者也開展對(duì)碳酸鹽巖儲(chǔ)層的相對(duì)滲透率研究[2-8]。但是缺少對(duì)強(qiáng)親油型碳酸鹽巖儲(chǔ)層的相對(duì)滲透率曲線特征參數(shù)和曲線形態(tài)及其影響因素的研究。筆者針對(duì)某碳酸鹽巖油田的天然巖心,通過(guò)實(shí)驗(yàn),得出了親油型碳酸鹽巖儲(chǔ)層巖心的特征相滲曲線,分析了儲(chǔ)層巖石的濕潤(rùn)性,敏感性和流體物性等因素對(duì)相滲曲線的影響。研究了相滲曲線所反映的儲(chǔ)層特征和水驅(qū)油過(guò)程中流體對(duì)儲(chǔ)層的影響。

圖1 F1號(hào)巖心油水相對(duì)滲透率曲線

圖2 F4號(hào)巖心油水相對(duì)滲透率曲線

1 實(shí)驗(yàn)巖心樣品和流體

1.1 實(shí)驗(yàn)巖心樣品及其物性參數(shù)

油水相滲實(shí)驗(yàn)采用的巖心取自某碳酸鹽巖油藏,按照設(shè)計(jì)要求,鉆取試驗(yàn)用直徑為3．81cm的圓柱形樣品,樣品長(zhǎng)度5．2cm到5．5cm之間,樣品孔隙度15%到30%之間,樣品氣測(cè)滲透率1毫達(dá)西到100毫達(dá)西之間。

1.2 實(shí)驗(yàn)流體

實(shí)驗(yàn)所用地層水是根據(jù)該油藏地層水礦化度特征配置的模擬地層水,模擬地層水主要離子含量和礦化度參數(shù)見表1,模擬地層水的粘度為1．625mPa·s,密度為1．147g/cm3,實(shí)驗(yàn)用油為配置的模擬油,模擬油粘度13．885mPa·s,密度約0．865g/cm3,模擬地層水和模擬油用微孔濾膜過(guò)濾后密封保存。

2 實(shí)驗(yàn)流程及結(jié)果

圖3 F2號(hào)巖心油水相對(duì)滲透率曲線

表1 地層水礦化度數(shù)據(jù)

圖4 F5號(hào)巖心油水相對(duì)滲透率曲線

圖5 F3號(hào)巖心油水相對(duì)滲透率曲線

表2 油水相滲實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

實(shí)驗(yàn)采用非穩(wěn)態(tài)法測(cè)定巖心樣品的油水相對(duì)滲透率,為了簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)過(guò)程,實(shí)驗(yàn)在室溫(約25℃)下進(jìn)行,主要實(shí)驗(yàn)步驟:

(1)將巖心清洗后烘干,稱干重,抽真空飽和模擬地層水,稱濕重后求得有效孔隙度。

(2)用模擬油驅(qū)替巖心中的地層水,只到巖心不再出水為止,確定束縛水飽和度。

(3)將巖心放置一段時(shí)間,恢復(fù)巖心的濕潤(rùn)性。

(4)采用非穩(wěn)態(tài)恒速法,以合適的驅(qū)替速度進(jìn)行水驅(qū)油實(shí)驗(yàn),記錄各個(gè)時(shí)間段的產(chǎn)水量,產(chǎn)油量和驅(qū)替壓差,直到出口含水率超過(guò)99%或注水超過(guò)30倍孔隙體積之后,測(cè)定殘余油下水相滲透率,實(shí)驗(yàn)結(jié)束。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

從表2中可以看出,實(shí)驗(yàn)巖心同時(shí)具有水濕和油濕的特征。根據(jù)前期研究,該儲(chǔ)層同類巖心具有強(qiáng)水鎖效應(yīng),水鎖效應(yīng)使巖心束縛水飽和度增加,巖心孔隙中油水界面的毛管阻力增加,使得最大含水飽和度時(shí)的水相相對(duì)滲透率異常偏低,故該碳酸鹽儲(chǔ)層應(yīng)為油濕。

實(shí)驗(yàn)流體粘度比對(duì)相對(duì)滲透率曲線也會(huì)產(chǎn)生影響,根據(jù)柯屯的水膜理論可以推測(cè),當(dāng)儲(chǔ)層為油濕儲(chǔ)層,油以油膜形式覆蓋于巖石孔隙表面,粘度小的地層水在其上流過(guò)時(shí),油膜起著摩擦作用,使得水相滲透率降低。同時(shí)由于儲(chǔ)層為強(qiáng)油濕,油膜厚度較大,殘余油飽和度較高,采出程度也較低。

從油水相對(duì)滲透率曲線形態(tài)上看,主要的差異在于水相相對(duì)滲透率曲線。根據(jù)王國(guó)先等[9]對(duì)水相滲透率曲線的形態(tài)特征的分類,本次試驗(yàn)有三種類型,主要為水相上凸型(圖1．2．3),它反映儲(chǔ)層灰泥含量較低且不易膨脹,孔隙度滲透率較大。巖心F5(圖4)為水相下凹型,它反映儲(chǔ)層敏感性較高,主要是水敏性,使得孔喉被堵塞,流動(dòng)阻力變大。巖心F3(圖5)為水相靠椅型,它反映儲(chǔ)層中發(fā)育微裂縫,在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中微裂縫擴(kuò)大,使得孔隙度滲透率變大,水相滲透率也隨之上升。

4 結(jié)語(yǔ)

(1)碳酸鹽巖相滲實(shí)驗(yàn)表明,該碳酸鹽巖儲(chǔ)層為油濕型儲(chǔ)層,且水鎖損害程度較大,兩相區(qū)寬度較窄,殘余油飽和度下水相滲透率偏低,大部分小于20%。(2)根據(jù)柯屯水膜理論,流體物性對(duì)儲(chǔ)層影響較大,粘度較高的油覆蓋在巖石孔隙表面,使水相滲透率降低,同時(shí)也使殘余油飽和度變大,采出程度降低。(3)巖心水相滲透率呈現(xiàn)上凸形,下凹形和靠椅型三種形態(tài),反映儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)相對(duì)均一,有較強(qiáng)的水敏感性,同時(shí)還發(fā)育著微裂縫,體現(xiàn)了該碳酸鹽儲(chǔ)層滲流規(guī)律具有復(fù)雜性和多變性。

[1]沈平平．油層物理實(shí)驗(yàn)技術(shù)[M].北京:石油工業(yè)出版社,1995．[2]馬志元,高雅文譯.油藏相對(duì)滲透率[M].北京:石油工業(yè)出版社,1990.

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付紫陽(yáng)(1989—),男,在讀碩士研究生,主要從事油藏?cái)?shù)值模擬方面的研究工作。