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配位数对剩余油分布及采收率的影响_朱维耀

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位数 剩余 分布 收率 影响 朱维耀
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第46卷第1期当代化工Vol.46,No.12017年1月ContemporaryChemicalIndustryJanuary,2017收稿日期:2016-08-06作者简介:朱维耀(1960-),男,北京市人,教授,博士研究生,研究方向:渗流力学等。通讯作者:张晓静(1992-),女,研究方向:渗流力学。E-mail:zhangxiaojing1102@126.com。¥ʔ:Ųsƒ#lq¥•Y朱维耀,张晓静,韩宏彦,李兵兵,李建辉(北京科技大学土木与环境工程学院,北京100083)K1:通过自助设计研制的微观可视化规则模型,利用微观驱替装置对水驱过程中剩余油形态及流动特征进行显微观察和分析,并应用图像处理技术定量考察水驱驱油效果,研究配位数对微观剩余油分布规律和对采收率的影响规律,并用数值模拟方法进行微观剩余油规律数值模拟配位数为4的水驱剩余油分布。研究结果表明,剩余油分布形态为柱状剩余油和膜状剩余油两种形态,配位数越大,驱替效果越好,剩余油所占孔隙比例越小,且数值模拟结果显示剩余油分布与实验结果一致。1oM:配位数;规则模型;微观可视化;剩余油分布ÏmsË|:TE357ÓDSM’:AÓcI|:1671-0460(2017)01-0064-04EffectofCoordinationNumberonDistributionofRemainingOilandOilRecoveryZHUWei-yao,ZHANGXiao-jing,HANHong-yan,LIBing-bing,LIJian-huiUniversityofScience&TechnologyBeijing,Beijing100083ChinaAbstract:Avisualmicro-rule-modelwasdesigned,microscopicobservationandanalysisofremainingoilmorphologyandflowcharacteristicsduringwaterfloodingwerecarriedoutbymeansofmicrodisplacementdevice.Further,theoildisplacementefficiencywasquantitativelyinvestigatedbyapplyingtestingandimageprocessingtechniques,effectofdifferentcoordinationnumbersonthedistributionofremainingoilandoilrecoverywasstudied,andthedistributionofresidualoilwhenthecoordinationnumberwas4wasverifiedbynumericalsimulationmethod.Theresultsshowthat,therearetwoformsofremainingoildistribution,includingcolumnarremainingoilandfilmremainingoil;thegreaterthecoordinationnumber,thebetterthedisplacementresult,theoilrecoveryisenhanced.Andthenumericalsimulationresultsshowthatthedistributionofremainingoilisconsistentwiththeexperimentalresult.Keywords:coordinationnumber;rulemodel;microscopicvisualization;remainingoildistribution低渗透储层孔隙结构复杂,喉道微细等特点,导致实际开发中面临许多技术问题,因此急需加强基础性的研究工作。影响油水在多孔介质中分布及运动主要包括油水粘度比、多孔介质的润湿性及孔隙结构三个影响因素[1],而低渗透储层中的流体渗流能力和驱油效率主要取决于孔隙结构特征,孔隙结构特征主要是指储层岩石孔隙的大小、分布、连通性和几何形状等。目前,实验研究方法主要包括毛管压力曲线法、铸体薄片分析、扫描电镜、核磁共振技术四大技术[2]。近几年来,众多学者运用这几种研究方法并加以改进与结合,加深了对储层孔隙结构及储层性质的认识[3-10]。而这四种研究方法对孔隙结构研究过程存在共同的问题,单独就某一孔隙结构参数(孔喉半径、配位数、孔喉比)研究其对驱油效果影响时,均不能排除其他参数的影响。为解决此问题,本文设计了一种微观可视化规则模型,固定孔喉半径与孔喉比,通过微观可视化渗流模型驱油实验配套设备与图像采集系统,对水驱油过程中剩余油在多孔介质中的形态和变化进行跟踪观察,提示了不同配位数下的剩余油分布规律与对采收率的影响,并将模型剩余油分布与数值仿真模拟进行比对验证。1微观可视化规则模型水驱油实验L‹#Â实验所用水为去离子水,用粘度计(DV-II+Pro)在15¥下测其粘度为1.141mPa·s,实验所用模拟油由脱水脱气原油添加适当比例煤油配制而成,用粘度计(DV-II+Pro)在15¥下测其粘度为10.005mPa·s;实验所用模型为树脂玻璃粘接模型实验装置为可视化高温高压微观驱油实验装置,主要由微量注入泵、模型夹持器,驱替系统和图像采集系统等组成(如图1所示),该装置可利用石油化工DOI:10.13840/j.cnki.cn21-1457/tq.2017.01.020第46卷第1期朱维耀,等:配位数对剩余油分布及采收率的影响65数值模型进行各种微观实验,实验将微观可视化规则模型用夹持器固定,利用图像采集系统对驱油过程进行观察和记录。mVjı41@˜z9LÂFig.1Visualmicroscopicmodelmicrodisplacementdevice±4VjÄ?5˜实验所用模型是一种透明的二维平面树脂玻璃模型。自主设计孔喉网络结构,设计微米级喉道尺寸为40μm,配位数分别为2、3、4,孔喉比为2:1。孔喉网络结构图通过图形发生器、步进精缩机和翻版机精密地光刻到平面光学玻璃上,再进一步对涂有感光材料的光学玻璃版进行曝光处理,用氢氟酸处理完毕,通过二次翻模技术制作出可视化规则物理模型,模型尺寸为40mm×40mm,孔隙体积约为20μL,喉道截面为椭圆形,具有可视性特征。在模型两侧中间位置分别打一小孔,将两中空针头粘贴在模型的流体流入口和流出口,模拟低渗透油藏的注入井和采出井(如图2所示)。mVjÄ?5þؘFig.2Visualmicro-rule-modelL„ç#ZE本实验中的主要操作步骤概括如下:(1)对可视化规则物理模型抽真空后进行饱和水处理;(2)对可视化规则物理模型进行饱和模拟油处理;(3)对可视化规则模型以0.01mL/min驱替速度的进行水驱油实验,用高倍显微镜观察驱替现象及流体的流动状况,通过计算机对实验过程图像进行典型图像定格,观察驱油动态变化,当采出井所出液体含水率为98%时,驱替结束;(4)利用计算机对录取的图像取样、量化以产生数字图像,根据像素灰度值对图像进行分割,在此基础上进行相关渗流参数的计算。2实验结果及分析±4VjĘ:Ųsƒ+˜驱替过程中油水流动主要表现为以下几点特征:(1)水驱油过程中油水流动呈现连续性;(2)水驱油过程中油水流动表现出指进现象;(3)水驱油过程中油水间存在界面张力;(4)水驱油过程中剩余油分布形态主要为膜状剩余油和柱状剩余油两种形态。图3所示为微观可视化模型4、3、2三个配位数区域水驱前后剩余油分布情况。由图3可以看出,模型中大量剩余油存在于喉道中,且与主流线方向不一致(垂直或倾斜)的喉道中的剩余油所占比例居多。由于模型为亲油型,所以模型孔隙壁面分布有大量膜状剩余油。水驱油过程中受“指进”现象的影响,一部分喉道未被波及到,导致整块的油未被驱出,形成柱状剩余油。(a)水驱前(b)水驱后m£z-aª˜=:ŲsƒFig.3Remainingoildistributionbeforeandafterdisplacement配位数为4的区域在微观模型的主通道区,与主流线平行的喉道中的油较容易被驱出,因此膜状剩余油分布较多,而垂直方向喉道中的油所受压差很小,仅有少量被驱替,形成柱状剩余油。配位数为3的区域在微观模型的上边界区,孔66当代化工2017年1月隙中的油不容易被驱替,同时主通道中的油较快被驱替造成进出口水的连通,受“指进”现象的影响,该区域喉道中分布有膜状剩余油和柱状剩余油,其中柱状剩余油占多数。配位数为2的区域分布在微观模型的主通道区和下边界区,孔隙结构简单,可看做进出口之间单一的通道,水驱油压差较大,所以驱替较好。由于部分通道中的油较早被驱替完,只在通道壁面上分布少量膜状剩余油,但同时造成“指进”现象,使其它通道压差变小,导致通道内部分油未被驱替出,形成柱状剩余油。结合实验图像静态资料测得的数据,根据驱替效率的定义[11]可得到微观可视化规则模型的驱替效率,其表达式为s1AQA(1)膜状剩余油所占比例表达式为:mmADA(2)柱状剩余油所占比例表达式为:zzADA(3)式中:Q—驱油效率,%;A—原始含油面积百分数;sA—残余油含油面积百分数;mD—膜状残余油含油面积百分数;zD—柱状残余油含油面积百分数。应用上述三式计算出各个配位数下的驱油效率(见表1),配位数为4的区域驱替效率最高,配位数为2的区域其次,配位数为3的区域驱替效率最低。Vz²rqÐ:Ųî]1èTable1Oildisplacementefficiencyandtheproportionofremainingoil配位数驱油效率,%膜状剩余油所占比例,%柱状剩余油所占比例,%464.9311.8223.25352.2717.330.43255.8813.4530.67说明随着配位数的增大,模型孔隙连通性增加,参与渗流的喉道数目随之增加,利于形成油流,可视为提高了油相渗透率,流体被捕集的机会减少,使形成剩余油的概率下降,所以配位数为4的区域剩余油较小,水驱采收率提高。:ŲsƒД´_‡E1邓庆军[12]通过数值模拟的方法研究配位数对剩余油分布、累计产油量、含水率和采出程度的影响,研究考虑平均配位数的影响,关闭部分喉道与孔隙之间的连接,使得网络模型的平均配位数分别为3和4,分别进行水驱模拟,研究得出平均配位数越大,孔隙间的连通性越好,剩余油孔隙比例减小,累产油增多,且采出程度相应程度的提高。为避免边界区对驱油过程的影响,选取主通道去配位数为4的区域做数值仿真模拟,将该区域进行分区,从流体入口到出口分成四等分并依次编号为1,2,3,4。由图4-图7可知,实验与理论基本一致。mI|¹¥uה´L1Fig.4Comparisonofnumericalexperimentsfor1regionsmI|¹¥uה´L1Fig.5Comparisonofnumericalexperimentsfor2regionsmI|¹¥uה´L1Fig.6Comparisonofnumericalexperimentsfor3regionsmI|¹¥uה´L1Fig.7Comparisonofnumericalexperimentsfor4regions第46卷第1期朱维耀,等:配位数对剩余油分布及采收率的影响673结论(1)本文利用自助设计的可视化微观渗流模型进行微观驱替实验,研究水驱油后剩余油分布形态。剩余油形态是柱状剩余油和膜状剩余油。柱状剩余油所占比例依次为配位数为2的区域≈配位数为3的区域>配位数为4的区域;膜状剩余油所占比例一次为配位数为3的区域>配位数为2的区域>配位数为3的区域。(2)水驱替效率依次为配位数为4的区域>配位数为2的区域>配位数为3的区域,表明配位越大,驱替效果越好,配位数为3的驱替效果最差。•IÓD:[1]高明.低渗透油层孔隙结构特征及剩余油分布规律研究[D].大庆石油学院,2009.[2]罗蛰谭,王允诚.油气储集层的孔隙结构[M].北京:科学技术出版社,1986.[3]陈欢庆,曹晨,梁淑贤,李佳鸿.储层孔隙结构研究进展[J].天然气地球科学,2013,24(2):227-237.[4]何雨丹,毛志强,肖立志,任小军.核磁共振T2分布评价岩石孔径分布的改进方法[J].地球物理学报,2005,48(2):373-378.[5]ShedidAS.Anoveltechniquefordeterminingmicroscopicporesizedistributionofheterogeneousreservoirrocks[J].PetroleumScienceandTechnology,2007,25:899-914.[6]李天太,张明,赵金省,张斌.克依构造带气藏储层特征及伤害因素分析[J].钻采工艺,2005,28(6):55-58.[7]李继红,陈清华.孤岛油田储层微观结构特征及其影响因素[J].西北大学学报:自然科学版,2001.31(3):241-244+276.[8]陈丽华.扫描电镜在石油地质上的应用[M].北京:石油工业出版社,1990.[9]XiaoL,ZouCC,MaoZQ,JinY,ShiYJ,GuoHP,LiGR.AnempiricalapproachofevaluatingtightsandstonereservoirporestructureintheabsenceofNMRlogs[J].JOURNALOFPETROLEUMSCIENCEANDENGINEERING,2015,137:227-239.[10]刘伟新,史志华,朱樱,曹寅.扫描电镜/能谱分析在油气勘探开发中的应用[J].石油实验地质,2001,23(3):341-343.[11]秦积舜,李爱芬.油层物理[M].东营:中国石油大学出版社,2006.[12]邓庆军.大庆油田萨中开发区特高含水期微观剩余油成因及动用机制研究[D].东北石油大学,2015.(上接第63页)m隸Fig.5Competitiveadsorption甘蔗渣吸附两种重金属的适宜粒径为大于140目,适宜pH为4~6,超过7则易产生氢氧化物沉淀。甘蔗渣对两种重金属的吸附很快,5min就近乎达到平衡。甘蔗渣对铅的吸附性能要优于铜,对铅最大吸附量可以达到41.32mg/g,去除率为91.83%。对铜的最大吸附量可达到30.62mg/g,去除率为68.05%。甘蔗渣对铅和铜的吸附等温线均可以用Langmuir方程来表达。同时甘蔗渣对铅和铜的竞争吸附实验表明,铅和铜对甘蔗渣上基团的吸附存在竞争使得吸附量相对于正常条件下有较大的降低。•IÓD:[1]王建龙,陈灿.生物吸附法去除重金属离子的研究进展[J].环境科学学报,2010,04:673-701.[2]姜玉,庞浩,廖兵.甘蔗渣吸附剂的制备及其对Pb2+、Cu2+、Cr3+的吸附动力学研究[J].中山大学学报(自然科学版),2008,06:32-37.[3]齐亚凤,何正艳,余军霞,等.改性甘蔗渣对Cu2+和Zn2+的吸附机理[J].环境工程学报,2013,02:585-590.[4]周洪英,王学松,李娜,等.3种大型海藻对含铅废水的生物吸附研究[J].环境工程学报,2010,02:331-336.[5]熊佰炼,崔译霖,张进忠,等.改性甘蔗渣吸附废水中低浓度Cd2+和Cr3+的研究[J].西南大学学报(自然科学版),2010,01:118-123.[6]施红.生物吸附法处理废水中重金属离子的研究[D].南京:河海大学,2006.[7]韩润平,邹卫华,张敬华,等.谷壳的差热红外扫描电镜分析及对铜铅离子的生物吸附研究[J].环境科学学报,2006,01:32-39.[8]郭学益,公琪琪,梁沙,等.改性柿子生物吸附剂对铜和铅的吸附性能[J].中国有色金属学报,2012,02:599-603.[9]李克斌,王勤勤,党艳,等.荞麦皮生物吸附去除水中Cr的吸附特性和机理[J].化学学报,2012,07:929-937.[10]李元元,李炳奇,廉宜君,等.六种大孔树脂对沙枣多糖吸附及解吸性能的研究[J].食品工业,2012,03:95-97.[11]王泽红,陶士杰,于福家,等.天然沸石的改性及其吸附Pb2+,Cu2+的研究[J].东北大学学报(自然科学版),2012,11:1637-1640.
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