高含水期水驱特征曲线上翘新认识

收稿日期：20150821；改回日期：20151125

基金项目：

国家科技重大专项“大型油气田及煤层气开发”之“胜利油田特高含水期提高采收率技术”（2011ZX05011）专题一“精细油藏描述技术及剩余油赋存方式研究”（2011ZX05011-001）

作者简介：孙红霞（1983-），女，工程师，2005年毕业于中国石油大学（华东）石油工程专业，现为该校油气田开发专业在读博士研究生，主要从事水驱油藏

渗流理论及油气藏数值模拟等研究工作。

DOI ：10.3969/j.issn.1006-6535.2016.01.020

高含水期水驱特征曲线上翘新认识

孙红霞1，

（1.中国石油大学，山东青岛 266580；2.中国石化胜利油田分公司，山东东营 257015）摘要：传统水驱特征曲线在高含水阶段明显偏离直线关系，曲线普遍存在上翘现象。通过孔隙尺度油水两相流动物理实验，总结了不同水驱阶段剩余油赋存特征，建立了微观剩余油赋存状态的定量表征方法，利用微观数值模拟手段分析了水驱油过程中的油水流动形态及剩余油赋存状态变化规律。结果表明，水驱特征曲线的上翘与剩余油赋存状态的变化存在必然的联系，水驱过程是油相由连续相向非连续相甚至分散相逐渐转化的过程；通过分散比量化油相的分散程度，建立分散比与水驱特征曲线的关系，得出了水驱特征曲线上翘的内在原因。研究结果对中、高渗透油藏水驱开发机理研究具有一定的参考价值和指导意义。

关键词：水驱特征曲线；微观渗流模拟；曲线上翘；剩余油赋存状态；水驱油实验；定量表征中图分类号：TE327 文献标识码：A 文章编号：1006-6535（2016）01-0092-04

0 引言

水驱特征曲线已经广泛用于水驱油田的动态预测，随着中国部分注水开发油田逐步进入高含水开发阶段，发现常用的甲型和乙型水驱特征曲线在含水达到某一值时，实际数据点会偏离直线段，发

生“上翘”现象［1-3］。陈元千［4］

对高含水期甲型和

乙型水驱特征曲线进行了推导，指出油、水相对渗透率比与含水饱和度之间的半对数直线关系在高含水阶段发生偏离是甲型和乙型水驱特征曲线上

翘的理论原因。刘世华［5］

指出随着含水饱和度的

增加，油相由大片的连续相变为部分连续，再进一步变为非连续相，使得油相渗流能力骤减，导致油、水相对渗透率比的对数值与含水饱和度关系曲线出现下弯，是水驱曲线在高含水期上翘的根本原因。对于水驱曲线在高含水期存在上翘现象的研究目前主要集中在理论及定性的原因分析方面，缺乏定量研究。利用微观孔隙尺度水驱油物理实验可视化的优势，总结了不同水驱阶段剩余油的赋存形态，并建立定量化表征方法，通过孔隙尺度数值模拟再现水驱油流动过程，统计水驱过程各项开发指标参数及剩余油赋存特征变化规律，将水驱特征

曲线上翘时机与剩余油赋存形态变化规律统一起来，从孔隙尺度方面揭示了水驱特征曲线上翘的内在原因。

1 微观水驱油物理实验

以孤岛中13斜检9井116号样品CT 扫描图片为基础，根据其孔隙结构分布特征制作了微观物理模型。模型材料为透明玻璃，采用化学刻蚀方

法［6］

在玻璃表面刻蚀一定大小及形状的孔隙和喉

道。模型尺寸为1.25cm ?2.25cm ，

通过控制刻蚀路径，建立不同孔喉大小分布、具有一定连通性的孔隙模型。模型最小孔隙半径为15μm ，最大孔隙半径为146μm ，平均孔隙半径为26μm 。将一定浓度的SiO 2纳米颗粒溶胶吸附在玻璃模型表面，

使模型的润湿性为油性润湿，润湿角为140?。模型初始状态饱和油，右侧为注入端，以定驱替压力梯度0.1MPa /m 注水，左侧为采出端，接大气。地层水黏度为1.0mPa ·s ，原油密度为0.94g /cm 3，原油黏度为17.6mPa ·s 。

2 微观水驱油数值模拟

应用图像阈值分割技术［7］

将模型初始状态以