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论-低渗透碳酸盐岩稠油油藏岩石渗吸试验研究

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渗透 碳酸盐 油油 岩石 试验 研究
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·88· 石油天然气学报(江汉石油学院学报)2014年1月第36卷第il .014 6 低渗透碳酸盐岩稠油油藏岩石渗吸试验研究 孙仁远,马自超,范坤坤,张建山 (中国石油大学(华东)石油工程学院,山东青岛266580) 徐婷,曹立迎,杨森 (中石化石油勘探开发研究院,北京1 [摘要]岩心自发渗吸对提高低渗稠油油藏采收率具有重要意义。采用自吸排油试验方法,对低渗透碳酸 盐岩岩心开展了不同条件下的渗吸试验,研究了影响岩心渗吸的因素及影响程度。研究表明:对于低渗 透碳酸盐岩稠油油藏,岩心渗吸采出程度受到低渗透率、高原油黏度及润湿性的影响,采出程度在10 以内;对于同一口取心井,渗透率对岩心渗吸影响较大,渗透率越大,岩心渗吸采出程度越高;当岩心 渗透率很低时,原油黏度对渗吸的影响程度较小,随着渗透率的增加,原油黏度对渗吸的影响程度增加; 在渗透率相近的情况下,岩心的水湿程度越高,渗吸最终采出程度越高。 [关键词]低渗透油藏;碳酸盐岩油藏;稠油油藏;渗吸试验;润湿性 [中图分类号]文献标志码]A [文章编号]1000—9752(2014)01—0088—04 低渗透油藏孔喉细小,毛细管力作用显著,因此渗吸规律的研究对低渗透油藏的开发十分重要。曲 志浩等口 通过研究低渗透油层微观水驱油特征,指出低渗透油田水驱油效果较差,自吸水驱油现象较 强。吴应 对不同渗透率的岩心在不同温度下进行渗吸模拟试验,揭示了不同渗透率岩心的渗吸速 度、渗吸采收率随温度的变化规律。周林波等展了特低渗透岩心渗吸试验,结果发现,渗透率和油 水界面张力对渗吸速度和渗吸采收率均有明显影响。]进行了不同润湿性岩心的渗吸试验, 评价和分析了渗吸速度、渗吸深度和渗吸采出程度等参数。用砂岩中的逆向渗吸效应,认为岩石的非均质性对渗吸的影响很大,会形成更多的剩余油。 低渗透碳酸盐岩稠油油藏除了稠油特性之外又属于低渗油藏类型[7]。稠油、低渗这两大特性使该类 油藏的研究成为世界性攻关课题,也给该类油田的开发带来巨大的挑战,国内外针对性的研究很少。对 低渗透稠油油藏岩心渗吸的研究,能够更好地认识低渗透稠油油藏,为低渗稠油油藏的开发提供理论指 导和技术支持,提高油田开发的经济效益。 采用,对低渗透碳酸盐岩岩心进行了不同条件下渗吸 采出程度研究,并结合析了各因素对岩石渗吸的影响。 1试验仪器及材料 1.1试验仪器 温高压驱替 装置(见图1)、饱和水装置、密度计、恒 温水浴、吸水仪、吸油仪等。 1.2试验材料 天然岩心,基本参数见表1;脱水原 油,黏温曲线见图2;蒸馏水;氯化钾溶液 (6000)。 吝 一 ~ 塞 2、 9 瑚 1 1 L———!!!一 1.平流泵;2.高压手摇泵;3.活塞容器;4.岩心夹持器; 8 5.恒温箱;6.回压阀;7.气瓶;9.减压阀 图1 高温高压驱替试验流程图 [收稿日期]2013—05—12 [基金项目]国家科技重大专项(201102—007长江学者和创新团队发展计划项目( [作者简介]孙仁远(1968一),男,1991年中国石油大学(华东)毕业,博士,教授,主要从事非常规油气开发、提高油气采收率、 物理法采油等研究工作。 第36卷第1期 孙仁远等:低渗透碳酸盐岩稠油油藏岩石渗吸试验研究 表1岩心基本参数表 岩心编号 长度/径/测渗透率/心编号 长度/径/测渗透率/L,1 3.250 2.492 0.513 5.628 2.500 0.218 2 7.340 2.498 6.322 —2 5.088 2.500 0.231 3 4.958 2.482 1.023 —3 5.330 2.500 0.203 5.534 2.460 18.380 5.820 2.560 8.460 5 4.952 2.516 18.490 7.170 2.510 8.580 .752 2.516 76.850 5.760 2.560 8.420 2试验方法 . 选取试验岩心,用原油加压饱和,建立束缚水; 经老化后用岩石润湿性指 数,通过记录排出油的体积随时间的变化,计算渗吸 采出程度。改变渗吸的条件,研究各因素对渗吸的影 响规律。 2.1试验步骤 1)将饱和水的岩心水测渗透率。 2)将岩心饱和油,然后老化一定时间。 3)将岩心自吸排油,记录自吸水排油量随时间 的变化。 4)将岩心水驱油至残余油状态,记录水驱排油 量随时间的变化。 ● 吕 撩 图2试验油样的黏温曲线 5)进行自吸油排水,记录岩样自吸油排水量随时间的变化。 6)二次油驱水至束缚水状态,记录岩样油驱排水量随时间的变化。 2.2计算公式 水湿指数1w一 y y n 油湿指数 V 对润湿指数 一, 一I。 渗吸采出程度 1) (2) (3) (4) 式中: 为水湿指数,1; 、 分别为岩心自吸排油量和水驱排油量,; 、 分别为 岩心自吸排水量和油驱排水量,为相对湿润指数,1;; 为岩心饱和油量,3试验结果与分析 3.1岩心渗透率对渗吸的影响 图3给出了取心井采出程度随时间的变化曲线。由图3可 见,对于同一口取心井,岩心的渗吸采出程 度主要受渗透率的影响,随渗透率的降低, 岩心的渗吸采出程度明显降低。这是因为岩 心的渗透率越低,孔隙性质越差,渗吸排油 阻力越大,原油被阻断在孔喉处的几率越 大,导致渗吸采出程度降低。 弭 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 时间/ O 5 O 5 O 5 O 5 O ∞∞ 叭 叭 ∞ O O O 0 0 O O O O 石油天然气工程 2014年1月 由表2可知,该油田3口取心井岩心的渗吸采出程 度均偏低,最高为6.45 ,最低仅为1.9O 。其主要 原因是岩心的润湿性均为油湿。对于亲油岩心来说,孔 隙介质对油的吸附性很大,在渗吸过程中,毛细管力主 要表现为阻力,地层水只能带走滞留于岩石表层的一小 部分油,因此渗吸采出程度很低。 3.2原油黏度对渗吸的影响 表2岩心渗透率及最终采出程度表 选取2组岩心,渗透率分别为0.2、8.5究 不同原油黏度对岩心渗吸的影响,结果见图4。由图4可见,在渗透率相近时,随原油黏度的增加,岩 心渗吸采出程度降低;在渗透率较低时,原油黏度对岩心渗吸采出程度的影响程度较小。 习 僻∈ 瑙 暑了 图4不同原油黏度下采出程度随时间的变化关系 原油黏度对渗吸的影响主要表现在渗流条件上,随着原油黏度的降低,渗吸排油的阻力降低,有利 于渗吸过程的发生,因此可通过提高油藏温度、降低原油黏度的方法提高渗吸采收率心的渗透率 在一定程度上反映了岩心的孔隙结构和孑渗透率过低时,渗吸阻力过大,原油黏度对 渗吸的影响削弱,渗吸采出程度随原油黏度的变化不明显。 3.3 岩心润湿性对渗吸的影响 表3岩心渗透率及润湿性 从后与渗透率相近、润湿 性不同的果见 图5和表3。 由图5可见,在渗透率相近的情况下,采出程度普遍高于主要是由于二者的 润湿性不同。心。在岩石自发渗吸驱油过程中,渗流动力为毛细管力和重力。。。曾用参数N 表达毛 细管力和重力对渗吸作用的贡献: /_ C (5) 中:N 为渗吸机理判别参数,I; 为油水界面张力,mN/m; 为多孔介质的孔隙度,I;透率,g/cm/s。;为与多孔介质 的几何尺寸有关的常数,对圆形毛细管来说,C=0.4。 对于试验所用稠油,其密度为0.995g/重力的影响较小,N 大于1,渗吸过程中毛细管力起支配 作用。对于亲水岩心,毛细管力是动力,因此渗吸采出程度高;对于亲油岩心,油藏形成初期表现为亲 水性,随着漫长的地质年代作用、油气运移及极性化合物的吸附和原油中有机物质的沉积而使岩心部分 第36卷第1期 孙仁远等:低渗透碳酸盐岩稠油油藏岩石渗吸试验研究 · 91 · 表面润湿性变为油湿[1 ,因此, 渗吸过程中毛细管力的作用既有 动力也有阻力,因此渗吸采出程 度偏低。 岩心的润湿性对渗吸过程的 发生有着非常重要的影响。亲水 岩心渗吸采出程度最高达到 17 9/6,亲油岩心的最高为6.5 9/6。 亲水岩心的渗吸速度快,亲油岩 心慢。岩心的润湿程度决定着渗 吸最终采出程度和渗吸速度,岩 心的水湿程度越高,渗吸采出程 度越高。 4结论 0.18 O.16 0.14 O.12 0.1O 0...04 0. 0 2000 4000 6000 8000 时间/5不同润湿性岩心采出程度对比 1)低渗透稠油油田碳酸盐岩岩心的润湿性为油湿,渗吸采出程度一般低于1O 。 2)岩心的渗吸采出程度受渗透率的影响较大,渗透率越大,渗吸采出程度越高。 3)原油黏度越大,岩心渗吸采出程度越低,但随着岩心渗透率的降低,原油黏度对渗吸的影响程 度降低。 4)在相同的渗透率条件下,亲水岩心的渗吸采出程度明显高于亲油岩心。 [1] [2] [3] 5] [参考文献] 曲志浩,孔令荣.低渗透油层微观水驱油特征[J].西北大学学报(自然科学版),2002,32(4):329~334. 吴应川,张惠芳,代华,等.利用渗吸法提高低渗油藏采收率技术口].断块油气田,2009,16(2):8O~82. 周林波,程林松,曾保全.裂缝性特低渗透储层渗吸表征模型[J].石油钻探技术,2010,38(3):83~86. ,.of J].2003,39(3):363~376. ,, R.of in ].e— 002,33(1):61~74. , R.of 999. 丁一萍,李江龙,刘传喜,等.低渗透稠油油藏水平井优化设计研究[J].天然气地球科学,2011,22(3):561~565. 5153—20藏岩石润湿性测定方法[s]. 李爱芬,凡田友,赵琳.裂缝性油藏低渗透岩心自发渗吸实验研究气地质与采收率,2011,18(5):67~69. ] S,.in FT ].991. ]姚凤英,姚同玉,李继山.油层润湿性反转的特点与影响因素油气地质与采收率,2007,14(4):76~78. [编辑] 黄鹂 丑
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