滲流力學(xué)讀書報(bào)告

中國(guó)地質(zhì)大學(xué)本科生讀書報(bào)告課程名稱 教師姓名 本科生姓名 本科生學(xué)號(hào) 20111003123本科生專業(yè) 所在院系資源學(xué)院類 別 日 期2014年1月7日特低滲透油藏水驅(qū)油效率的影響因素及提高摘要：在油藏儲(chǔ)層中有一類屬于滲透率低、物性差的特低滲儲(chǔ)層，一般的水驅(qū)油方法效率很低，為提高水驅(qū)油效率，本人查閱相關(guān)文獻(xiàn)后了解到水驅(qū)油效率的影響因素有很多，本報(bào)告僅研究孔隙結(jié)構(gòu)、毛細(xì)管壓力動(dòng)態(tài)效應(yīng)、表面活性劑和油水粘度比這幾個(gè)影響因素。一、孔隙結(jié)構(gòu)對(duì)水驅(qū)油效率的影響利用壓汞毛管壓力曲線求得的微觀均質(zhì)系數(shù)a，是表征儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)均質(zhì)程度和影響水驅(qū)油效率的主要特征參數(shù)之一。1、孔隙結(jié)構(gòu)特征的描述孔隙結(jié)構(gòu)特征的表示方法，在文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，我利用壓汞、退汞資料輔助于薄片和掃描電鏡觀察，描述與水驅(qū)油效率關(guān)系此較密切的孔隙結(jié)構(gòu)特征。壓汞和退汞所求得的巖樣孔隙大小分布曲線,均建立在平行毛細(xì)管束理論的基礎(chǔ)上。壓汞時(shí)，把通過喉道進(jìn)入孔道的體積作為此喉道所占有的體積;退汞時(shí),從一開始時(shí)的最高壓力（80大氣壓）退到驅(qū)排壓力Pa為止，可以假設(shè)水銀主要從喉道里退出（事實(shí)上，一小部分孔隙會(huì)出現(xiàn)局部排空）。計(jì)算時(shí),把該喉道退出的體積均作為此喉道占有的體積。因此，無論壓汞和退汞均把孔隙大小分布視為由不同大小的喉道所組成的平行毛細(xì)管束，該毛細(xì)管的長(zhǎng)度與橫截面積的乘積為該喉徑所占有的孔隙體積。假設(shè)孔隙介質(zhì)是由許多大小不一的孔喉組成，對(duì)此指標(biāo)為排驅(qū)壓力所對(duì)應(yīng)的最大喉道半徑。每一個(gè)喉道r1相對(duì)于rmax的偏離程度為r1/rmax,總的偏離程度為每個(gè)r值的偏離值對(duì)飽和度的加權(quán)，即為：￡ 「AS]r卜11IJV —————— n1-1當(dāng)飽和區(qū)間無限小時(shí)，上式即為：J；ms)dsg?.$一■S一壓汞時(shí)最大注入壓力對(duì)應(yīng)的累積飽和度值;退汞時(shí)為最大喉道半徑所對(duì)應(yīng)的累積汞飽和度值S一壓汞時(shí)為初始汞飽和度值；退汞時(shí)把壓汞時(shí)的最大飽和度值取為0.R(S)——壓汞和退汞所確定的孔喉半徑分布面數(shù)。s 汞飽和度。a、a’一一定義為孔隙結(jié)構(gòu)的均質(zhì)系數(shù)。壓汞時(shí)的計(jì)算值寫為。；退汞時(shí)的計(jì)算值寫為。’。a的變化范圍：o<a<1。a越大，巖樣越均質(zhì);a越小,巖樣越不均質(zhì);當(dāng)a=1時(shí)，巖樣的孔喉由單一尺寸的孔道組成可視為極端均質(zhì)。a與巖樣空氣滲透率一般沒有明顯關(guān)系。單個(gè)油田中,存在著空氣滲透率增大,a增大的趨勢(shì)。a與巖樣孔隙度關(guān)系此較密切。一般孔隙度大的,a值大，但井不。值大者,孔隙度都大。單個(gè)油田中,a與孔隙度一般沒有明顯關(guān)系，也沒有普遍存在的規(guī)律。2、均質(zhì)系數(shù)a與驅(qū)油效率的關(guān)系強(qiáng)親水條件下,a與無水采油期和含水采油期的驅(qū)油效率都有較好的線性關(guān)系，可用方程表示：門無二-0.83+75.2?Ms=46+50.38a=43.36+45.78(1門3口=4-9.60+36.54a水驅(qū)油過程是驅(qū)動(dòng)力與毛細(xì)管力共同作用的過程。在驅(qū)動(dòng)力作用下，水總是沿著阻力小的孔隙大的方向前進(jìn)。壓汞過程正是驅(qū)動(dòng)力作用下的類似過程，因此，壓汞所確定的a越大,水驅(qū)油效率越高。大孔道所占的比例也越大，巖樣越均強(qiáng)親油條件下,a與無水采油期、質(zhì)，驅(qū)油效率高。另一方面，毛細(xì)管力 含水采油期的驅(qū)油效率有明顯的性是有利因素，能自發(fā)地把水吸入到小孔道中去，因此，毛細(xì)管半徑越小，其所占比例又大，毛細(xì)管力的作用就越大。退汞過程類似水驅(qū)油過程中毛細(xì)管力的作用。因此，退汞過程所確定的a,越小其平均喉道半徑與最大喉道半徑偏離越大，由于親水巖樣驅(qū)油過程中，發(fā)揮驅(qū)動(dòng)力的作用，耍求孔道大而集中，發(fā)揮毛管力的作用，耍求孔道小其所占比例又大。二者以較復(fù)雜的形式影響著水驅(qū)油效率。為此，引進(jìn)p=a’/a作為親水巖樣的孔隙結(jié)構(gòu)特征參數(shù),。與無水、含水采油期的驅(qū)油效率可用下面的線性方程表示：可無=69.2—46.6。4=75.3-37.6。皿=88-33,1885,6-25.80可見，p越?。碼越大,a’越小）,線關(guān)系，可用方程表示：『無二一6,34+60.42以笥5=7*3+S9.7。業(yè)產(chǎn)31+48.6。%產(chǎn)41.2+40.9。 可見°越大，驅(qū)油效率越高。二、毛細(xì)管壓力動(dòng)態(tài)效應(yīng)對(duì)驅(qū)油效率的影響毛細(xì)管壓力大小與界面張力、巖石潤(rùn)濕性及孔隙半徑有關(guān)ZbCQsOPL 為找到毛細(xì)管壓力與產(chǎn)油量的關(guān)系，本文編寫者找到一張圖：圖1為生產(chǎn)井定井底流壓生產(chǎn)時(shí)，考慮靜態(tài)毛細(xì)管壓力與動(dòng)態(tài)毛細(xì)管壓力下產(chǎn)油量的變化。由圖1可見，考慮動(dòng)態(tài)毛細(xì)管壓力時(shí)的產(chǎn)油量低于只考慮靜態(tài)毛細(xì)管壓力時(shí)的產(chǎn)量，這是因?yàn)?/p>

與考慮靜態(tài)毛細(xì)管壓力情況相比，考慮動(dòng)態(tài)毛細(xì)管壓力時(shí)多考慮了含滲流數(shù)學(xué)模型，并用其研究了注水過程中動(dòng)態(tài)毛細(xì)管壓力對(duì)低滲透油藏水飽和度變化率對(duì)滲流的影響，水驅(qū)水驅(qū)油滲流規(guī)律的影響。結(jié)果表明，油滲流阻力更大，所以產(chǎn)油量減小。低滲透油藏毛細(xì)管壓力的動(dòng)態(tài)效應(yīng)非常顯著，不能忽略；動(dòng)態(tài)毛細(xì)管壓力和濕相飽和度變化率之間近似為線性關(guān)系，且不同滲透率巖心的毛細(xì)管動(dòng)態(tài)系數(shù)大小不盡相同，巖心滲透率越低，毛細(xì)管動(dòng)態(tài)系數(shù)值越大，毛細(xì)管動(dòng)態(tài)效應(yīng)越明顯，啟動(dòng)壓力梯度越大。認(rèn)為毛細(xì)管壓力動(dòng)態(tài)效應(yīng)是造成低滲透油藏油水兩相流動(dòng)符合非通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定和數(shù)值模擬研究，分析低滲透油藏油水兩相滲流毛細(xì)管壓力動(dòng)態(tài)效應(yīng)，以明確其對(duì)水驅(qū)油特征的影響規(guī)律。建立了動(dòng)態(tài)毛細(xì)管壓力測(cè)量實(shí)驗(yàn)裝置，對(duì)動(dòng)態(tài)毛細(xì)管壓力和含水飽和度變化率之間的關(guān)系進(jìn)行了測(cè)定，并求得低滲透巖心的毛細(xì)管動(dòng)態(tài)系數(shù)?；跍y(cè)定結(jié)果建立了一維水驅(qū)油達(dá)西滲流規(guī)律的原因之一，會(huì)對(duì)水驅(qū)油前緣的推進(jìn)速度、沿程壓力分布、見水時(shí)間、產(chǎn)油量、采出程度等開發(fā)指標(biāo)產(chǎn)生影響。三、表面活性劑對(duì)水驅(qū)油效率的影響表面活性劑驅(qū)油實(shí)驗(yàn)：面活性劑具有顯著降低驅(qū)油劑與原油之間界面張力的特點(diǎn)，因而能提高原油采收率，是三次采油的主要方法之一。本研究選用陰離子型表面活性劑FC-1,配制的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.05%。表1為實(shí)驗(yàn)用巖心基本數(shù)據(jù)表，表2為地層水和表面活性劑驅(qū)油實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表，表3為地層水和表面活性劑驅(qū)油相對(duì)滲透率實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表。提高驅(qū)油效率，滲透率較小的A巖心無水期驅(qū)油效率比地層水驅(qū)提高7.0%,最終期驅(qū)油效率提高了16.1%;滲透率較大的B巖心無水期驅(qū)油效率比地層水驅(qū)提高了17.5%,最終期驅(qū)油效率比地層水驅(qū)提高了37.1%,兩塊巖心平均無水期驅(qū)油效率提高11.表1表面活性劑驅(qū)油實(shí)驗(yàn)巖心基本敬最終期驅(qū)油效率提高26.6%。廣心、 &瑚篇「滲透斬/io-沁岳L隙度.色*S+川 公-皿?—: 大量研究表明，驅(qū)油效率與油藏A 25/ ZJJ ILD"fi 巖石的潤(rùn)濕性密切相關(guān)，親油巖石水表2表面活性劑驅(qū)油實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表廿心兮驅(qū)油介成軟油效率偃無水期最終期A地層水21.8476表活劑溶液2&8637B地層水225509表活劑溶液4Q0880表3表面活性劑驅(qū)油相對(duì)滲透率數(shù)據(jù)表巖心號(hào)馳油介成含水飽和度限殘余油時(shí)水相相對(duì)滲透率點(diǎn)縛水交點(diǎn)處A地層水275378Q874表活劑溶液382497Q599B地層水268396Q718表活劑溶液366573Q406驅(qū)油效率最低,弱親水巖石的驅(qū)油效率最高。油水相對(duì)滲透率曲線能夠反映在驅(qū)油過程中巖心潤(rùn)濕性的變化。一般情況下,隨著巖心潤(rùn)濕性從親油性向親水性轉(zhuǎn)化，相對(duì)滲透率曲線上束縛水飽和度、交叉點(diǎn)含水飽和度增大,殘余油時(shí)水相相對(duì)滲透率值減小。西峰油田長(zhǎng)8儲(chǔ)層潤(rùn)濕性評(píng)價(jià)結(jié)果為弱親油性，從表3表面活性劑與地層水驅(qū)油相對(duì)滲透率實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中可見，從表2可見，表面活性劑能顯著 用表面活性劑驅(qū)油，巖心束縛水、交點(diǎn)

處含水飽和度都比地層水驅(qū)時(shí)明顯增大，殘余油時(shí)水相相對(duì)滲透率減小,說明表面活性劑驅(qū)油能使巖心的親油性明顯降低，親水性增強(qiáng)，因而可以提高驅(qū)油效率。、四、油水粘度比對(duì)水驅(qū)油效率的影響平均水驅(qū)油效率與油水粘度比關(guān)系曲線為了反映出油水粘度比對(duì)水驅(qū)油效率的影響，將5種油水粘度比下平均水驅(qū)油效率與油水粘度比關(guān)系曲線數(shù)據(jù)見下表:比用冪函數(shù)擬合成上圖，數(shù)據(jù)見下表:比用冪函數(shù)擬合成上圖，可以看到，平5種油水粘度比下的實(shí)驗(yàn)樣品的平均水驅(qū)油烈均水驅(qū)油效率與油水粘度比具有較好的相關(guān)性,在平均空氣滲透率相近的情況下，隨著油水粘度比的增大，水驅(qū)油效率呈逐漸減小趨勢(shì)。油水粘度比能夠反映油水在儲(chǔ)層中的相對(duì)流動(dòng)性的好壞。油水粘度比越大，巖石表面對(duì)油的作用相對(duì)于水來說就越強(qiáng)，更難被水驅(qū)替出去。五、結(jié)論1、孔隙結(jié)構(gòu)、毛細(xì)管壓力、表的實(shí)驗(yàn)樣品的水驅(qū)油效率進(jìn)行平均，將平均水驅(qū)油效率與油水粘度面活性劑和油水粘度比都對(duì)水驅(qū)油效率有較大影響。2、 孔隙結(jié)構(gòu)對(duì)水驅(qū)油效率的影響是均質(zhì)系數(shù)a越大，驅(qū)油效率越高。因此，提高均質(zhì)系數(shù)可提高驅(qū)油效率，但由于油藏地層是固定的，改變其孔隙結(jié)構(gòu)比較困難，實(shí)際生產(chǎn)上較難實(shí)現(xiàn)。3、 毛細(xì)管壓力對(duì)水驅(qū)油效率的影響是巖心滲透率越低，毛細(xì)管動(dòng)態(tài)系數(shù)值越大，毛細(xì)管動(dòng)態(tài)效應(yīng)越明顯，啟動(dòng)壓力梯度越大。認(rèn)為毛細(xì)管壓力動(dòng)態(tài)效應(yīng)是造成低滲透油藏油水兩相流動(dòng)符合非達(dá)西滲流規(guī)律的原因之一，會(huì)對(duì)水驅(qū)油前緣的推進(jìn)速度、沿程壓力分布、見水時(shí)間、產(chǎn)油量、采出程度等造成影響，進(jìn)而對(duì)驅(qū)油效率產(chǎn)生影響。因此提高巖心滲透率，降低毛細(xì)管動(dòng)態(tài)效應(yīng)是提高驅(qū)油效率的著手點(diǎn)。4、 表面活性劑具有顯著降低驅(qū)油劑與原油之間界面張力的特點(diǎn)，因而能提高水驅(qū)油效率和原油采收率，運(yùn)用高效的對(duì)應(yīng)的表面活性劑，能快速高效的采出原油，提高驅(qū)油效率。5、油水粘度比表征油水在儲(chǔ)層中的相對(duì)流動(dòng)性的好壞，油水粘度比越大，巖石表面對(duì)油的作用力相對(duì)與水來說就越強(qiáng)，更難被水驅(qū)替出去，降低油水粘度比是提高驅(qū)油效率的關(guān)鍵，可以加入相關(guān)試劑來實(shí)現(xiàn)。六、參考文獻(xiàn)涂富華唐仁琪韓錦文（勝利油田地質(zhì)科學(xué)院）、沈平平（石油勘探開發(fā)科學(xué)研究院）：砂巖空隙結(jié)構(gòu)對(duì)水驅(qū)油效率的影響。石油學(xué)報(bào)1983年4月