張東地區(qū)儲(chǔ)層滲流機(jī)理實(shí)驗(yàn)研究

王正海 秦永厚（大港油田公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，天津 300280）

張東地區(qū)儲(chǔ)層滲流機(jī)理實(shí)驗(yàn)研究

王正海 秦永厚（大港油田公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，天津 300280）

本文針對(duì)張東地區(qū)油藏儲(chǔ)層，從巖心分析測(cè)試等基礎(chǔ)工作入手，系統(tǒng)地對(duì)該區(qū)儲(chǔ)層滲流機(jī)理進(jìn)行了分析研究。明確了巖石潤(rùn)濕性，揭示了儲(chǔ)層滲流規(guī)律和水驅(qū)油效率。為該地區(qū)開(kāi)發(fā)提供了基礎(chǔ)理論和可靠資料。

潤(rùn)濕性；驅(qū)油效率；滲流特征；牛頓流體

張東地區(qū)油藏儲(chǔ)層以次生粒間孔隙為主.其次為粒內(nèi)溶孔、印模孔和組份內(nèi)孔。該區(qū)儲(chǔ)層主要表現(xiàn)為孔喉小，分選差，微觀非均質(zhì)性嚴(yán)重的低滲儲(chǔ)層的特征。儲(chǔ)層物性變化較大，孔隙度平均為14.4%，滲透率平均為20.8×10-3μm2。

1 巖石潤(rùn)濕性測(cè)定

巖石表面一種流體相對(duì)另外一種非混相流體對(duì)固體的吸附力定義為這種流體對(duì)巖石表面的潤(rùn)濕性。在油藏巖石中潤(rùn)濕性是決定和控制油水微觀分布的主要因素，并在很大程度上決定殘余油飽和度的大小以及油相和水相的流動(dòng)能力。張東地區(qū)取心井的巖心老化后，選用自吸法測(cè)定巖石的潤(rùn)濕性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該儲(chǔ)層巖石潤(rùn)濕性為弱親水至中親水，主要是以水濕為主，有利于油田注水開(kāi)發(fā)。

2 油水相對(duì)滲透率實(shí)驗(yàn)

張東地區(qū)儲(chǔ)層屬于低滲透率儲(chǔ)層，許多研究者指出，對(duì)于低滲透率油藏，采用非穩(wěn)態(tài)法測(cè)定油水相對(duì)滲透率曲線更具有可靠性和代表性。因此本實(shí)驗(yàn)采用非穩(wěn)法測(cè)定，實(shí)驗(yàn)所采用的油水粘度比模擬油藏條件下的油水粘度，巖心滲透率為10.9-85.0×10-3μm2。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明該區(qū)油水相對(duì)滲透率曲線具有如下特征：①束縛水飽和度在為35.7-39.1%之間，且隨儲(chǔ)層滲透率的增大，束縛水飽和度呈減小趨勢(shì)。②油水兩相滲流區(qū)間比較寬。儲(chǔ)層油水兩相共滲區(qū)間在0.37-0.41。殘余油飽和度在20.8-23.9%，水相相對(duì)滲透率端點(diǎn)值在0.12-0.17，等滲點(diǎn)在0.63以上。雖然張東地區(qū)滲透率并不高，但兩相滲流區(qū)間并不窄，主要是該地區(qū)儲(chǔ)層巖石的表面潤(rùn)濕性具有弱親水-親水特征，這種潤(rùn)濕性是有利于水驅(qū)殘余油飽和度的降低。③無(wú)水采油期驅(qū)油效率為24.6-37.1%，水驅(qū)油效率為61.4-82.9%。滲透率越大，無(wú)水期驅(qū)油效率越高，這是因?yàn)闊o(wú)水期主要是驅(qū)替大孔道中的原油，滲透率越高，連通的孔道越多，有利于原油被采出。而在含水采油期，巖石潤(rùn)濕性發(fā)揮了有利作用。如前所述，張東地區(qū)儲(chǔ)層具有弱親水-親水的表面潤(rùn)濕性，在水驅(qū)油中，其毛管力為驅(qū)動(dòng)壓力，孔隙越小，毛管壓力越大，有利于將小孔道中的原油驅(qū)替出來(lái)，有利于降低殘余油飽和度。但需要指出的一點(diǎn)是由于該油藏地下油水粘度比偏高，而且又是低滲透率油藏，因此驅(qū)油效率不會(huì)很高。④該區(qū)油水相對(duì)滲透率曲線表現(xiàn)出的儲(chǔ)層巖石具有親水性的特征與實(shí)際儲(chǔ)層巖石潤(rùn)濕性測(cè)定結(jié)果是吻合的。

3 儲(chǔ)層滲流特征

眾所周知，達(dá)西滲流特征是滲流速度與壓力梯度的關(guān)系為通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的一條直線。實(shí)驗(yàn)選用張東地區(qū)儲(chǔ)層不同滲透率的巖心進(jìn)行單相流體滲流實(shí)驗(yàn)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)探討了幾種單相流體在儲(chǔ)層巖心中的滲流特征。

巖心滲透率分別為7.7-32.9×10-3μm2和143×10-3μm2，單相流體有地層水、煤油、模擬油和地層含氣原油。其中地層水和煤油均為牛頓流體，75℃模擬油為非牛頓流體。地層含氣原油在115℃為牛頓流體，在75℃時(shí)為非牛頓流體。綜合實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)于低滲透儲(chǔ)層巖心，所有類型的實(shí)驗(yàn)流體，無(wú)論是否在建立束縛水狀態(tài)下，其滲流特征都呈現(xiàn)不過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的非線性關(guān)系。具有如下特點(diǎn)：①滲流曲線均為不過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，存在啟動(dòng)壓力梯度，說(shuō)明這些滲流均屬于一種非達(dá)西型滲流。②相同流體，隨著滲透率增大，非達(dá)西滲流特征明顯減弱，啟動(dòng)壓力梯度減小。③不同流體其滲流特征是有明顯區(qū)別的，無(wú)論是牛頓流體還是非牛頓流體都顯示出非達(dá)西滲流特征。非牛頓流體比牛頓流體偏離達(dá)西滲流更嚴(yán)重，啟動(dòng)壓力梯度更高。④與無(wú)束縛水相比，在建立束縛水狀態(tài)下的儲(chǔ)層巖心滲流試驗(yàn)中，無(wú)論是煤油還是模擬油，其非達(dá)西滲流特征顯示更強(qiáng)烈，啟動(dòng)壓力梯度明顯增大。對(duì)于非低滲透儲(chǔ)層巖心，如滲透率為143×10-3μm2的巖心，不同類型實(shí)驗(yàn)流體，在不同實(shí)驗(yàn)條件下，其滲流特征不同，具有如下特點(diǎn)：只要在實(shí)驗(yàn)條件下是牛頓流體，其滲流特征均為達(dá)西滲流；在實(shí)驗(yàn)條件下是非牛頓流體，則其滲流特征為非達(dá)西滲流。例如使用地層含氣原油，在115℃下、滲透率為143×10-3μm2的巖心滲流特征表現(xiàn)為過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，屬于達(dá)西滲流范疇。而75℃原油流過(guò)巖心時(shí)，由于此時(shí)原油為非牛頓流體，其滲流特征表現(xiàn)為不過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的非達(dá)西型滲流。這說(shuō)明牛頓流體在非低滲透率巖心中滲流遵循達(dá)西滲流規(guī)律。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)張東地區(qū)儲(chǔ)層室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究可以取得如下認(rèn)識(shí)：①儲(chǔ)層滲流特征與巖石滲透率和流體性質(zhì)有關(guān)。對(duì)于低滲透率巖心，無(wú)論是牛頓流體還是非牛頓流體都呈現(xiàn)非達(dá)西滲流。當(dāng)滲透率大于100×10-3μm2，對(duì)于牛頓流體屬于達(dá)西滲流范疇，而對(duì)于非牛頓流體顯示非達(dá)西滲流特征。啟動(dòng)壓力梯度的存在對(duì)油井產(chǎn)量有很大的影響。②該區(qū)儲(chǔ)層巖石為弱親水-中親水潤(rùn)濕性，以中親水的潤(rùn)濕性為主，束縛水飽和度小于40%，水驅(qū)效率大于60%。因此，實(shí)施注水開(kāi)發(fā)是可行的。

［1］黃延章，低滲透油層滲流機(jī)理，石油大學(xué)出版社，1998年.

［2］李中鋒何順利，低滲透儲(chǔ)層非達(dá)西滲流機(jī)理探討，《特種油氣藏》2005年第2期.

［3］李克文等，丘陵油田多相相對(duì)滲透率特征的實(shí)驗(yàn)研究及綜合評(píng)價(jià).