低滲地層滲流機理課件

低滲油藏滲流機理中國石油大學(xué)（華東）石油工程學(xué)院李愛芬aifenli@2007年6月低滲油藏滲流機理中國石油大學(xué)（華東）石油工程學(xué)院2007年6第一節(jié)低滲油藏的孔隙結(jié)構(gòu)特點第二節(jié)低滲油藏滲流流體新概念第三節(jié)低滲油藏啟動壓力及滲流規(guī)律第四節(jié)低滲油藏兩相滲流特點第五節(jié)低滲油藏的應(yīng)力特征目錄低滲油藏滲流機理第一節(jié)低滲油藏的孔隙結(jié)構(gòu)特點目錄低滲油藏滲流機理第一節(jié)低滲巖心的孔隙結(jié)構(gòu)特點類別 特高滲高滲中滲低滲特低滲數(shù)值(10-3μm2)>10001000～100100～1010～1<11.低滲油田分類1.1油田按滲透率分類1.2低滲油田分類第一類低滲油田:k=(50~10.1)×10-3um2.這類油田接近正常油層,油井產(chǎn)能達到工業(yè)油流標(biāo)準(zhǔn),但產(chǎn)能低,采用壓裂等增產(chǎn)措施才能達到較好的開發(fā)效果和經(jīng)濟效果.第一節(jié)低滲巖心的孔隙結(jié)構(gòu)特點類別 特高滲高滲中滲低滲特低滲第二類低滲油田:K=(10~1.1)×10-3um2,束縛水含量較高,喉道細小而狹窄,自然產(chǎn)能低,正常測試達不到工業(yè)油流標(biāo)準(zhǔn),必須采取大型壓裂才能獲得有效產(chǎn)能.第三類低滲油田:K=(1.0~0.1)×10-3um2,一般不具有開發(fā)價值。但如果油層厚,原油物性好,仍可有效地開發(fā)。如新疆的小拐油田,玉門的川口油田.如果油層中存在裂隙,它可以構(gòu)成基質(zhì)塊的滲流通道,極大改善油層的滲流狀況.第一節(jié)低滲巖心的孔隙結(jié)構(gòu)特點第二類低滲油田:K=(10~1.1)×10-3um2,束1.2低滲油田地質(zhì)特點

(1)近源沉積的顆?；祀s、分選差；遠源沉積的顆粒細，泥質(zhì)含量高；(2)礦物成熟度低；(3)成巖壓實作用強，伴有裂隙，出現(xiàn)雙重孔隙度;

第一節(jié)低滲巖心的孔隙結(jié)構(gòu)特點1.2低滲油田地質(zhì)特點第一節(jié)低滲巖心的孔隙結(jié)構(gòu)特點第一節(jié)低滲巖心的孔隙結(jié)構(gòu)特點第一節(jié)低滲巖心的孔隙結(jié)構(gòu)特點毛管曲線高，閾壓高，束縛水高。

1.3孔隙特點：孔隙小，喉道細，微孔多，束縛水高。(1)孔隙小孔細喉型第一節(jié)低滲巖心的孔隙結(jié)構(gòu)特點毛管曲線高，閾壓高，束縛水高。1.3孔隙特點：孔隙小(2)少量大孔隙提供絕大多數(shù)的滲透能力第一節(jié)低滲巖心的孔隙結(jié)構(gòu)特點1.3孔隙特點：(2)少量大孔隙提供絕大多數(shù)的滲透能力第一節(jié)低滲巖心的孔隙（3）低滲巖心比面極大:根據(jù)毛管束模型：當(dāng)滲透率小于10×10-3um2時,油層巖石的比面急劇上升.第一節(jié)低滲巖心的孔隙結(jié)構(gòu)特點1.3孔隙特點：（3）低滲巖心比面極大:根據(jù)毛管束模型：當(dāng)滲透率小于10×1目錄低滲油藏滲流機理第一節(jié)低滲油藏的孔隙結(jié)構(gòu)特點第二節(jié)低滲油藏滲流流體新概念第三節(jié)低滲油藏啟動壓力及滲流規(guī)律第四節(jié)低滲油藏兩相滲流特點第五節(jié)低滲油藏的應(yīng)力特征目錄低滲油藏滲流機理第一節(jié)低滲油藏的孔隙結(jié)構(gòu)特點第二節(jié)低滲巖心滲流流體新概念

長期以來人們把孔隙中的流體和孔隙表面的流體視為同等，忽略了邊界流體的存在極其對滲流的影響。2.1體相流體和邊界流體：

滲流流體包括兩部分：體相流體—指其性質(zhì)不受界面現(xiàn)象影響的流體，它在孔隙介質(zhì)孔道的中軸部位；邊界流體—指其性質(zhì)受界面現(xiàn)象影響的流體，它靠近孔隙壁面，形成一個邊界層。第二節(jié)低滲巖心滲流流體新概念長期以來人們把孔隙中的流低滲油藏孔隙中流體的分布2.2邊界層流體的性質(zhì)具有特殊的變化規(guī)律。孔隙中流體的某些成分與孔隙壁面相互作用，使孔隙壁面處這些成分的濃度較大。使得其物性與體相流體有較大得差別。第二節(jié)低滲巖心滲流流體新概念低滲油藏孔隙中流體的分布2.2邊界層流體的性質(zhì)具有特殊的變化2.3原油中的各種成分在孔道中的分布：原油是多種成分的混合物，其中的極性物質(zhì)易在巖石表面吸附，形成一個富含極性物質(zhì)的特殊的液體層，在這個層中，原油的重質(zhì)成分和膠質(zhì)瀝青質(zhì)更多、粘度和密度更大。越靠近孔道表面的地方，這些極性化合物的含量越大。第二節(jié)低滲巖心滲流流體新概念膠質(zhì)瀝青重組分2.3原油中的各種成分在孔道中的分布：原油是多種成分的混2.4孔道中原油的物理性質(zhì)由于原油的各種成分在孔道中的有序分布，使得孔道壁附近的原油粘度增大，而孔道中軸部位原油的粘度減小。u1-界面層中原油的平均粘度采油過程中采出原油粘度隨生產(chǎn)時間增長而增加-與此有關(guān)？第二節(jié)低滲巖心滲流流體新概念2.4孔道中原油的物理性質(zhì)由于原油的各種成分在孔道中的目錄低滲油藏滲流機理第一節(jié)低滲油藏的孔隙結(jié)構(gòu)特點第二節(jié)低滲油藏滲流流體新概念第三節(jié)低滲油藏啟動壓力及滲流規(guī)律第四節(jié)低滲油藏兩相滲流特點第五節(jié)低滲油藏的應(yīng)力特征目錄低滲油藏滲流機理第一節(jié)低滲油藏的孔隙結(jié)構(gòu)特點第三節(jié)低滲巖心啟動壓力及滲流規(guī)律3.1啟動壓力由來當(dāng)邊界層所占比例大到一定程度,滲流將存在驅(qū)動壓力，滲流將不符合達西定律。水是牛頓流體，但它在很細小的孔道中流動時也呈現(xiàn)出非線性滲流特征，具有啟動壓力梯度。流體第三節(jié)低滲巖心啟動壓力及滲流規(guī)律3.1啟動壓力由來

低滲地層由大小不同的孔隙組成，每個孔道都有自己的啟動壓力梯度，只有驅(qū)動壓力梯度大于某孔道的啟動壓力梯度時，該孔道的油水才開始流動。

隨驅(qū)動壓力梯度的增加，會有更多的孔道參于流動，流量及滲透率隨之變大。11流體流速：2第三節(jié)低滲巖心啟動壓力及滲流規(guī)律流體2低滲地層由大小不同的孔隙組成，每個孔道都有自己的啟動壓啟動壓力實驗流程:以0.005ml/min的速度向巖心注流體,巖心出口端出液時關(guān)閉容器出液開關(guān),直至上游壓力穩(wěn)定-啟動壓力.3.2啟動壓力及流量－壓差測定第三節(jié)低滲巖心啟動壓力及滲流規(guī)律啟動壓力實驗流程:以0.005ml/min的速度向巖心注流3.2低滲巖心滲流規(guī)律描述(1)低流速下滲流不符合達西定律；(2)滲流存在啟動壓力梯度；(3)滲透率不為常數(shù)。最小啟動壓力梯度擬啟動壓力梯度最大啟動壓力梯度第三節(jié)低滲巖心啟動壓力及滲流規(guī)律3.2低滲巖心滲流規(guī)律描述(1)低流速下滲流不符合達西定律；Kg/uw<0.5md/mPa.s時，隨滲透率減小，啟動壓力梯度迅速增加。第三節(jié)低滲巖心啟動壓力及滲流規(guī)律3.3水相啟動壓力特點：Kg/uw<0.5md/mPa.s時，隨滲透率減小，3.4束縛水下油的啟動壓力特點Kg/uo<0.5md/mPa.s時，隨滲透率減小，最小啟動壓力梯度迅速增加。第三節(jié)低滲巖心啟動壓力及滲流規(guī)律3.4束縛水下油的啟動壓力特點Kg/uo<0.5md3.5束縛水下油的流量-壓差關(guān)系第三節(jié)低滲巖心啟動壓力及滲流規(guī)律3.5束縛水下油的流量-壓差關(guān)系第三節(jié)低滲巖心啟動壓力及巖心滲透率越低，曲線越向右下方移動，滲流曲線非線性段延伸越長。Swc下油相滲流速度與壓力梯度關(guān)系：第三節(jié)低滲巖心啟動壓力及滲流規(guī)律3.5束縛水下油的流量-壓差關(guān)系巖心滲透率越低，曲線越向右下方移動，滲流曲線非線性段延伸越長低滲討論第三節(jié)低滲巖心啟動壓力及滲流規(guī)律3.6滲透率與壓力梯度的關(guān)系壓力梯度增加，滲透率增加，最后為定值。低滲討論第三節(jié)低滲巖心啟動壓力及滲流規(guī)律3.6滲透率與壓

單相水：第三節(jié)低滲巖心啟動壓力及滲流規(guī)律單相水：第三節(jié)低滲巖心啟動壓力及滲流規(guī)律極限半徑油井驅(qū)替壓力梯度驅(qū)替壓力梯度距離第三節(jié)低滲巖心啟動壓力及滲流規(guī)律極限半徑油井驅(qū)替壓力梯度驅(qū)替壓力梯度距離第三節(jié)低滲巖心啟動目錄低滲油藏滲流機理第一節(jié)低滲油藏的孔隙結(jié)構(gòu)特點第二節(jié)低滲油藏滲流流體新概念第三節(jié)低滲油藏啟動壓力及滲流規(guī)律第四節(jié)低滲油藏兩相滲流特點第五節(jié)低滲油藏的應(yīng)力特征目錄低滲油藏滲流機理第一節(jié)低滲油藏的孔隙結(jié)構(gòu)特點第四節(jié)低滲油藏兩相滲流特點4.1油水兩相滲流區(qū)窄：（相滲曲線特點）滲透率越低，兩相滲流區(qū)越小第四節(jié)低滲油藏兩相滲流特點4.1油水兩相滲流區(qū)窄：（相滲曲4.2低滲油藏含水上升快，束縛水、殘余油飽和度高圖5低滲油田相滲曲線低滲油藏多親水—束縛水飽和度高；喉道細小，油流孔道很容易在喉道處被截斷—殘余油飽和度較高，兩相滲流區(qū)較小。第四節(jié)低滲油藏兩相滲流特點fw4.2低滲油藏含水上升快，束縛水、殘余油飽和度高圖5低滲水鎖效應(yīng)：水從油井井低進入親水油藏后，水流通道增多，在返排時油要進入被水占據(jù)的孔道，必須克服該孔道的毛管力，否則油流通道不能恢復(fù)。親水孔道中的油水第四節(jié)低滲油藏兩相滲流特點4.3作業(yè)后含水上升，水鎖效應(yīng)嚴(yán)重水鎖效應(yīng)：水從油井井低進入親水油藏后，水流通道增多，在返排時第一節(jié)低滲油藏的孔隙結(jié)構(gòu)特點第二節(jié)低滲油藏滲流流體新概念第三節(jié)低滲油藏啟動壓力及滲流規(guī)律第四節(jié)低滲油藏兩相滲流特點第五節(jié)低滲巖心的應(yīng)力特征目錄低滲油藏滲流機理第一節(jié)低滲油藏的孔隙結(jié)構(gòu)特點目錄低滲油藏滲流機理高滲巖心：5.1升壓與降壓過程中巖石滲透率的變化第五節(jié)低滲油藏應(yīng)力敏感特征高滲巖心：5.1升壓與降壓過程中巖石滲透率的變化第五節(jié)低高滲巖心：第五節(jié)低滲油藏應(yīng)力敏感特征高滲巖心：第五節(jié)低滲油藏應(yīng)力敏感特征低滲巖心：第五節(jié)低滲油藏應(yīng)力敏感特征低滲巖心：第五節(jié)低滲油藏應(yīng)力敏感特征低滲巖心：第五節(jié)低滲油藏應(yīng)力敏感特征低滲巖心：第五節(jié)低滲油藏應(yīng)力敏感特征低滲巖心：第五節(jié)低滲油藏應(yīng)力敏感特征低滲巖心：第五節(jié)低滲油藏應(yīng)力敏感特征5.2實驗研究結(jié)果中高滲巖心，一定壓力范圍內(nèi)滲透率壓力的變化多呈現(xiàn)彈性變形；低滲巖心滲透率隨有效應(yīng)力升高多呈現(xiàn)塑性變形。滲透率越低，滲透率降低幅度越大。第五節(jié)低滲油藏應(yīng)力敏感特征5.2實驗研究結(jié)果中高滲巖心，一定壓力范圍內(nèi)滲透率壓力的變結(jié)論：