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低渗透油田注水井转抽油井出油机理研究

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渗透 油田 注水 井转抽 油井 油机 研究
资源描述:
2011 . 02142科学技术一、管力作用下注水井周围油层中存在大量剩余油对于注水开发的中高渗透油田 , 由于油层渗透率孔隙半径较大 , 毛管力很小 , 可以满足工程计算的需要 , 而对于低渗透油田 , 毛管力较大 ,继续采用这个公式将导致较大的误差 , 这种现象已被 水驱油实验所证实 , 毛管数 定义为 :))4( ( 1 )式中 : R 由于孔隙结构长度特征确定的常数 ; L —岩心长度 ,m; μ—水的粘度 , s; σ —油水界面张力 ,N/m; V p —渗流速度 ,m/s; θ A —润湿角。由( 1 )可知 , 公式中的分母描述了毛管力特征 , σ 和 毛管力越大 , 毛管数 小。当毛管力较小 , 毛管数 大时 , 含水饱和度分布曲线在水驱前缘处呈台阶状分布 , 相当于活塞式水驱油 , 即水驱过后油层中剩余油较少 ; 当毛管力逐渐增大 ,渐减小时 ,含水饱和度前缘台阶变缓 , 表明水驱过程中毛管力的作用增强 , 水驱过后 , 含水饱和度值较低 , 剩余油饱和度较大 , 特别是当毛管力增大到一定程度 , , 含水饱和度分布基本上是一条直线 , 整个油水两相渗流区间 , 各点含水饱和度值很低且基本相等 , 富集有大量的剩余油。实验表明 , 低渗透油田注水井周围在经过一段时间的注水开发后 , 油层中仍残余有大量的剩余油 , 为了定量研究低渗透油田注水开发过程中水井周围油层中含水饱和度分布和剩余油的多少 , 在这里给出了一种新的理论模型。当驱动压差较大 , 地层液体流速较大时 , 粘滞力居主导地位 , 并联孔道中各孔道内液体的流速与其半径的平方成正比 , 因此 , 大孔道中的油水界面将优先到达出口端 , 而将小孔道中的油圈闭起来 , 开发效果较好 ; 如果驱替压差小 , 液体在小孔道中的流速大于液体在大孔道中的流动速度 , 小孔道中的油水界面优先到达出口端 , 而将大孔道中的油圈闭起来 , 开发效果变差。低渗透油田 , 单井配注量低 , 地层中液体的流动速度低 , 毛管力作用将居主导地位 , 容易在大孔道内形成剩余油。井转油井后有利于克服毛管力的圈闭作用分析表明 , 当水井注水时 , 毛管力是驱动力 , 注入水优先在小孔道中流动 , 圈闭大孔道中的石油 ; 而当水井转轴后 , 油层中是油驱水过程 ,毛管力变成阻力。小孔道中 , 毛管力大阻力也大 , 而大孔道中 , 毛管力小 , 阻力也小 , 液体优先沿大孔道流动 , 原来注水时被毛管力捕集在大孔道中的石油反而容易流动 , 由于这部分油相占据的截面积较大 , 通过油层岩石截面的量大 , 表现在相对渗透率曲线上为水井转油井后油相相对渗透率曲线抬高 , 开发效果变好 , 这一点已被相对渗透率测定实验所证实。吸渗曲线相当于水井注水过程中测定的油相渗透率 , 排驱曲线相当于一开始就是油驱水过程 , 在实验室可以测定这种曲线 ,水井注水一段时间又转抽后 , 油层中油相渗透率对应的就是这条过渡型曲线。井转油井后有利于克服贾敏效应研究表明 : 低渗透油藏储集层致密渗透率极低 , 孔隙喉道极为狭窄 ,流动阻力很大 , 地下流体运动为非达西低速渗流 , 它是影响低渗透油田开发效果的重要因素 , 因此在这些细微孔隙中 , 分子力的作用显得较为突出 , 亲水油层的矿物颗粒表面会吸附一层水膜 , 在分子力的作用下 , 这层水膜是不可流动的 , 尽管其厚度较小 , 但进一步减小了低渗透储集层中有效孔隙和喉道的大小 , 使得这些孔隙或者成为束缚水孔隙或者含油饱和度很低 , 同时喉道尺寸的减小 , 必然使水驱油过程中“卡断”现象增多 , 大大增加了拉断油滴被捕集成为剩余油的概率 , 这样 , 大量油珠产生的贾敏效应会给低渗透油藏水驱油过程造成很大阻力 , 甚至“锁死”已形成的水驱油通道 , 使油层有效渗透率降低 , 这也是导致低渗透油田注水压力不断上升的一个重要因素 , 最终使水驱油效率降低。因此 , 低渗透 油田开发过程中的贾敏效应是一个不可忽视的重要影响因素。( 1 ) 水井转油井后 , 油层的贾敏效应降低。理论上讲 , 对于水湿岩石 , 水驱油过程中毛管力是驱动力 , 而油驱水过程毛管力是阻力 , 因此油驱水的压力应当大于水驱油所需的压力。( 2 )水井转油井后增大了驱动压差有利于克服贾敏效应。扶杨油层因为水湿性油藏 , 孔喉平均半径为 m, 通常油滴长度为孔喉的120 倍。扶杨油层水井的平均压力梯度仅有 m, 不能克服贾敏效应而使分散的油滴流动 , 水井转油井后 , 流压降低到 2右 , 压力梯度增幅很大 , 能够克服油层中的贾敏效应使分散的油滴活化 , 开始流动 , 当然上述指标只是粗略概算。对于小孔道中的油滴 , 毛管力梯度特别大时 , 目前的驱动压差还不能克服它的贾敏效应 , 仍存在一定数量的剩余油。井转油井后 , 有利于解除油层中固体颗粒的堵塞在注水过程中由于注入水中含有各种杂质 , 或者由于注入水长期冲刷使岩石颗粒发生运移 , 而堵塞孔隙通道。对于中高渗透油层 , 这种固体颗粒的堵塞作用不是十分明显 , 而对于扶杨油层这种低渗透油层 ,固体颗粒堵塞对油田开发的损害影响都是十分显著的 , 水井转油井后 ,由于反向驱替作用 , 原来注水过程中堵塞在孔喉处的颗粒发生运移 , 解除堵塞。二、选井条件确定为了定量研究注水量大小对大孔道中形成圈闭剩余油的影响 , 计算出扶杨油层中液体的临界速度 s 。油层渗透率不同 ,孔隙半径也不同 , 相应的临界流速 发生变化。根据扶杨油层压汞曲线资料统计分析可知 , 当油层渗透率小于 30 , 毛管力曲线分布形状基本相同 , 表现为曲线斜率较大 , 孔喉半径分布极不均匀 , 随着毛管力的降低 , 毛管力曲线向下平移 , 毛管力随渗透率的变化可以用 J 函数表示。当油层渗透率大于 30 , 毛管力曲线变得平缓 , 孔喉半径分布逐渐变的均匀 , 随着渗透率的增大 , 孔隙半径增大 , 大小孔喉之间的差别越来越小 , 大孔道中剩余油被圈闭的可能性越来越小 , 地层中的临界流速逐渐降低。当油层渗透率小于 30 , 根据 J 函数的定义临界速度与渗透率的关系式为 :是 的临界流速 ; 当渗透率小于30 , 临界流速与渗透率的平方根成正比 , 即随着渗透率的降低临界流速逐渐降低。综上所述 , 临界流速随渗透率的增加其分布呈倒抛物线型地层中液体的真实流速。可以初步判断水井周围大孔道中是否圈闭剩余油及圈闭范围。如果地层中实际液体流速始终在 上 , 则整个油层不会出现圈闭大孔隙剩余油 , 如果实际液体流速与 交 , 交点的横坐标为 则油层中到水井距离大于 地方大孔隙中的剩余油被圈闭。三、结束语低渗透油田注水开发过程中 , 由于毛管力的作用 , 大量的原油被圈闭在较大孔隙中 , 水驱油效率低是注水井出油的物质条件。注水井转油井后 , 油层中水驱油过程变为油驱水的过程 , 小孔道中毛管力大阻力也大 , 大孔道中毛管力小阻力也小 , 液体优先沿大孔道流动 , 注水时被毛管力捕集的大孔道中的石油反而容易流动。扶杨油层水井目前注水意义已经不大 , 对水井进行转捞 , 以达到提高最终采收率的目的。参考文献[1]F . A . L . 毛管数对渗吸饱和度进化的影响 , 黑龙江 大庆 163853【摘 要 】 针对低渗透油田扶杨油层注水井转油井的实践 , 对低渗透油田注水井出油机理进行了研究 , 提出将注水井转为采油井 , 增加油田可采储量的可行性 , 并对选井条件做了初步探索。【关键词 】 转抽 毛管数 相渗透率曲线 剩余油
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