低渗透油藏RPM控水压裂液性能评价与应用

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低渗透油藏开发效果综合评价方法及应用

低渗透油藏开发效果综合评价方法及应用

低渗透油藏开发效果综合评价方法及应用1. 引言1.1 研究背景低渗透油藏是油气资源勘探开发领域中的重要课题,其储层孔隙度低、渗透率小的特点给油气开采带来了挑战。

以往的传统开发方法难以有效开采低渗透油藏中的储层,导致资源浪费和效益不佳。

针对低渗透油藏开发效果的综合评价方法显得尤为重要。

在当前国内外石油行业的发展背景下,低渗透油藏的开发已成为全球油气资源勘探领域中的热点之一。

我国在低渗透油藏开发方面取得了一定的进展,但仍存在诸多问题和挑战。

开展对低渗透油藏开发效果的综合评价方法研究具有重要的现实意义和科学价值。

通过对低渗透油藏开发效果进行综合评价,可以帮助开发人员更好地指导油田的开发工作,提高油气资源的开采效率和经济效益。

本研究旨在探讨低渗透油藏开发效果的综合评价方法及应用,为我国低渗透油藏开发提供科学的理论支撑和实践指导。

1.2 研究意义低渗透油藏是指储层孔隙连通性差,岩石孔隙度低且孔隙喉道狭窄,使得原油无法自然流出或采收率很低的油藏。

低渗透油藏的开发一直是油田开发领域的难题之一,如何有效评价和提升低渗透油藏的开发效果一直备受关注。

研究低渗透油藏开发效果的评价方法和应用具有重要的意义。

低渗透油藏资源丰富,有效开发能够为我国能源安全和可持续发展提供重要支撑。

低渗透油藏的复杂性和多样性使得传统的评价方法往往难以准确反映开发效果,因此需要探索更加科学和有效的评价方法。

低渗透油藏的开发效果直接影响油田的经济效益和环境保护,因此研究低渗透油藏开发效果的评价方法具有重要的理论和实践意义。

通过综合评价方法和应用研究低渗透油藏的开发效果,既能指导实际生产实践,提高油藏的开发效率和采收率,同时也为我国油田开发技术的进步和提升提供有力支撑。

2. 正文2.1 低渗透油藏开发现状分析低渗透油藏是指地下岩石孔隙度较低、孔隙连接性较差,使得油气在地层中难以自由流动的油藏。

低渗透油藏的开发一直是石油行业的难点问题之一。

目前,全球范围内对低渗透油藏的开发依然面临着诸多挑战。

低温低渗储层压裂液技术的研究与应用

低温低渗储层压裂液技术的研究与应用

低温低渗储层压裂液技术的研究与应用1. 引言1.1 背景介绍低温低渗储层是指在低温条件下,岩石孔隙度低、渗透率较小的储层。

由于低温条件下岩石流动性差,使得原油开采效率低,给油田开发带来一定的困难。

针对低温低渗储层的特点,传统的压裂液技术在改变储层孔隙结构、提高渗透率等方面存在一定限制。

为了解决低温低渗储层开发难题,研究人员开始探索低温低渗储层压裂液技术。

通过合理设计配方,调整参数,使压裂液在低温低渗储层中具有更好的Penetrability、扩展性及保渗能力,从而提高压裂效果,增加油田产能。

本文将对低温低渗储层压裂液技术进行深入研究和探讨,探讨其在低温低渗储层中的应用价值,为低温低渗储层的开发提供新的思路和方法。

1.2 目的和意义低温低渗储层是指地层温度较低、孔隙度较小的油气储层,其开发难度较大。

目前,常用的压裂液技术在低温低渗储层中存在一定局限性,因此需要针对低温低渗储层的特点进行研究,开发适用的压裂液技术。

本文的目的在于探讨低温低渗储层压裂液技术的研究与应用,为储层开发提供技术支持和方向。

通过对低温低渗储层特点的分析,可以确定适用的压裂液技术,提高压裂效果,实现储层的有效开发和利用。

本文还将结合实验研究和应用案例,深入探讨低温低渗储层压裂液技术的优势和局限性,为未来的研究和应用提供参考。

通过本文的研究,可以进一步深化对低温低渗储层压裂液技术的认识,推动相关领域的技术创新和发展,为油气资源的勘探开发提供技术支持。

本文的研究意义在于拓展压裂液技术在低温低渗储层中的应用范围,促进资源的有效开发利用,推动油气行业的持续发展。

2. 正文2.1 低温低渗储层特点低温低渗储层是指地下储层温度较低,渗透率低于0.1 mD的油气储层。

该类储层具有以下特点:1. 低产能:由于渗透率较低,低温低渗储层的产能相对较低,需要采用有效的增产技术来提高产能。

2. 施工难度大:由于低温环境下油气黏度增加,提高了开采难度,同时渗透率低导致液体沿岩心表面难以渗透,在压裂过程中容易出现困难。

低渗透油藏压裂液研究与应用

低渗透油藏压裂液研究与应用

[收稿日期]20060423 [作者简介]刘富(1963),男,1984年大学毕业,博士,教授级高级工程师,现主要从事采油工艺技术研究工作。

低渗透油藏压裂液研究与应用 刘 富 (长江大学石油工程学院,湖北荆州434023)[摘要]研究了胍胶压裂液的残渣、滤饼以及破胶不彻底对压裂后效果的影响。

为了进一步提高压裂效果,从减少压裂液残渣、滤饼和改变压裂液破胶状况出发研制开发了无滤饼、无残渣的V ES 表面活性剂压裂液和残渣含量仅为胍胶压裂液1/10的PC 24聚合物压裂液。

通过近400余井次的现场应用,证明了这两种压裂液与地层有良好的适应性,取得了显著的压裂增油效果。

[关键词]压裂;V ES 压裂液;聚合物压裂液;应用[中图分类号]TE357129[文献标识码]A [文章编号]10009752(2006)04012404国内油田近年来开发的主要区块大多表现为低渗、低压的特征。

压裂措施作为低渗油田提高开发效果的重要手段,对压裂液提出了更严格要求[1]。

为此,在研究胍胶压裂液对地层伤害机理的基础上,进行了新型压裂液体系———V ES 表面活性剂压裂液、聚合物压裂液的研究,并在现场进行了大规模的应用,取得了明显应用效果。

1 胍胶压裂液对地层的伤害111 压裂液滤饼对支撑裂缝壁面的影响滤饼是压裂液在高的压差作用下,水相在向地层渗滤过程中未能进入岩石基质中的植物胶浓缩形成的植物胶高分子浓缩体。

由表1看出,滤饼的存在使岩心渗透率降低了30%左右,而刮去滤饼后岩心渗透率可以恢复25%左右。

由此可知,紧贴在裂缝壁面上的滤饼严重阻碍了油气向高导流能力支撑裂缝中的渗流。

表1 压裂液滤饼对岩心渗透率的影响岩心序号岩心渗透率/10-3μm 2原始伤害后伤害率/%备注121211371140834112保留滤饼22121859119133310832131542214093119842141829314212911612221137210175156刮去滤饼22221859217441163223154231397410842241829416533164112 压裂液残渣对支撑裂缝导流能力影响压裂液残渣是压裂液破胶后所形成的不溶于水的固体物质以及其他添加剂中存在的固体颗粒。

低渗透油藏开发效果综合评价方法及应用

低渗透油藏开发效果综合评价方法及应用

低渗透油藏开发效果综合评价方法及应用
低渗透油藏是指孔隙度低于15%、渗透率小于0.1mD的油藏。

由于其地质特征不利于
油气开发,因此低渗透油藏的开发一直被认为是一项技术难题。

本文将介绍低渗透油藏开
发效果综合评价方法及应用。

1. 储量评价
储量评价是低渗透油藏开发效果综合评价的重要部分。

储量评价方法包括:采油实验
现场试开井法、油藏物理模型试油法、数值模拟法等。

采油实验是最直接的储量评价方法,它可以在实际生产中得到准确的储量数据。

油藏物理模型试油法和数值模拟法则更加科学、严格和灵活,能够在储量评价的各个方面提供更详细、更精确的数据。

2. 生产效率评价
评估生产效率是评估低渗透油藏开发效果的重要方法之一。

产能评价是评估生产效率
的主要手段。

产能评价方法包括:产能测试、侧孔试油、试井评价、模型模拟等。

产能评
价不仅能够评定油藏开发效果,更可以评价油藏物理特性和储量分布特性,为优化开发方
式提供指导。

3. 经济效益评价
经济效益评价是评估低渗透油藏开发效果的重要方法之一。

经济效益评价的内容包括:油田前景分析和预测、经济参数评价、投资项目风险评价、现金流量分析等。

综合以上因素,可以预测油田未来开采产值和投资收益,并建议相应的资源调配和找寻更可行的技术
方案。

综上所述,低渗透油藏开发效果综合评价方法主要有:储量评价、生产效率评价和经
济效益评价。

应用这些方法,可以从不同的角度来评价低渗透油藏开发效果,最终制定出
更有效的油田开发方案。

低渗透储层的压裂技术应用研究

低渗透储层的压裂技术应用研究

低渗透储层的压裂技术应用研究在石油开采中,低渗透储层的开发一直是个难题。

由于低渗透性,使得石油无法通过天然孔隙流出,这就需要采用新的开采策略,以提高开采效率。

在这个领域,压裂技术无疑是最常用的方法之一。

该技术通过使用高压水、沙子和化学添加剂,强制推进压缩石油,从而破坏石油岩层中的裂缝,从而提高石油的流动性。

本文旨在探讨低渗透储层压裂技术的应用研究。

一、低渗透储层的特点低渗透储层,具有孔隙度低、渗透率低、含油饱和度低、脆性大、易于崩塌等特点。

由于其岩体结构紧密,难以破坏,导致石油无法充分流出;而使用传统的开采方法,效率十分低下。

通过分析其特点,可以得出如下结论:1、渗透率低渗透率低,即石油在储层中移动的难度大,需要额外的推力。

所以,需要采用某种方法,使石油在储层中流动更顺畅,以提高开采效率。

2、容易塌陷和崩塌容易塌陷和崩塌,这是因为低渗透性岩层多数为砂质岩石或泥岩石,含有很多孔隙、裂缝等,当石油被吸附在孔隙中时,就会使岩层变得不稳定,容易产生塌陷。

因此,需要采用一种有效的方法来控制岩石的稳定性,防止岩石崩塌。

3、含油饱和度低石油储层的含油饱和度越低,越难开采。

在低渗透储层中,石油往往因为孔隙的狭小、不连通等原因而难以流动,使得石油的含油饱和度低。

然而,这也是低渗透储层中使用压裂技术的必要性所在。

二、低渗透储层的压裂技术1、压裂技术的原理压裂技术利用高压水、沙子等物质,对储层进行超高压处理,使石油储层中的石头裂缝扩大或产生新的裂缝,从而增加岩石的渗透性,使石油可以更加顺畅地流出。

在低渗透储层中,使用压裂技术可以显著提高采收率。

2、压裂技术的种类(1)液态压裂液态压裂技术通常被视为压裂技术的一种传统方法。

某些特殊的岩层标本可以表明液态压裂技术是有效的,这种技术包括直接浸泡储层、高压水或组成具有高比重的压裂液品。

(2)断层法压裂从理论上讲,断层法压裂将在压力靠近冲破点之前阻止压裂裂缝增长。

换句话说,它就是指储层压力增加至裂缝扩大至一定程度之后,将石油注入储层中,并通过断层的作用、不同应力区域直接作用压力等方法,继续通过压力和集流另外的油气储层。

低渗透油藏开发效果综合评价方法及应用

低渗透油藏开发效果综合评价方法及应用

低渗透油藏开发效果综合评价方法及应用【摘要】低渗透油藏是一种开发难度较大的油藏类型,其开发效果评价对于提高油藏开发的效率和盈利能力具有重要意义。

本文主要介绍了低渗透油藏的特点,并着重探讨了低渗透油藏开发效果评价方法及常用指标。

在此基础上,提出了一种综合评价方法,以全面评估低渗透油藏的开发效果。

结合实际案例,探讨了该方法的应用价值,并指出了未来研究的方向。

通过本文的研究,可以更好地指导低渗透油藏的开发实践,并促进油田开发效果的提升。

低渗透油藏开发效果综合评价方法的重要性不言而喻,对于实现能源资源的可持续开发和利用具有重要意义。

【关键词】低渗透油藏、开发效果、综合评价方法、研究背景、研究意义、特点、评价指标、综合评价应用、重要性、未来研究方向1. 引言1.1 研究背景低渗透油藏是指储层渗透率较低的油藏,通常渗透率在0.1 mD以下。

这类油藏因为岩石孔隙结构狭小、孔隙度低、渗透率小等特点,导致油藏开发困难,采收率较低。

随着石油资源的日益枯竭,开发低渗透油藏成为当前石油工业发展的重要方向。

研究表明,低渗透油藏开发效果直接影响着油田的产油量和经济效益。

为了更好地评价低渗透油藏的开发效果,科研工作者们提出了一系列的评价方法和指标,以期提高对油藏开发效果的认识和评价水平。

目前尚缺乏一套完整且合理的综合评价方法,用以综合评价低渗透油藏开发效果。

需要对已有的评价方法和指标进行整合和完善,构建一套综合评价方法,从而更准确地评价低渗透油藏的开发效果,并指导油田的合理开发和生产。

1.2 研究意义低渗透油藏开发是目前石油工业领域一个重要的课题,随着传统油田资源逐渐枯竭,低渗透油藏的开发利用变得尤为重要。

研究低渗透油藏开发效果的综合评价方法对于提高油田开发效率、优化开发方案、降低成本具有重要的意义。

在低渗透油藏中,由于岩石孔隙结构狭小、地层孔隙度低、渗透率小等特点,常规开发技术的效果较差。

如何科学有效地评价低渗透油藏开发效果,对于指导油田开发实践具有重要的意义。

低渗透油藏开发效果综合评价方法及应用

低渗透油藏开发效果综合评价方法及应用

低渗透油藏开发效果综合评价方法及应用低渗透油藏是指渗透率较低、蓄积能力较弱的油藏,开发难度较大。

对于低渗透油藏的开发效果进行综合评价是油田开发管理的重要工作之一。

本文将介绍低渗透油藏开发效果综合评价的方法及应用。

低渗透油藏开发效果综合评价的方法主要包括:物质平衡法、生产数据法、数学模型法和综合指标法等。

物质平衡法是通过分析油藏物质平衡的状态,来评价开发效果。

这种方法将油藏当作一个封闭系统,通过对进出油、水和气的平衡进行分析,判断开发效果是否良好。

该方法适用于已有一定生产历史数据的油藏,能够较准确地评估开发效果。

生产数据法是通过分析油田生产数据,来评价开发效果。

根据油田的生产曲线、产能曲线、水驱曲线等,来判断油藏的开发效果是否达到预期。

该方法侧重于评估油井产能和产液能力,适用于评估单井或局部区域的开发效果。

数学模型法是通过建立数学模型,模拟油藏开发过程,来评价开发效果。

这种方法需要收集大量的采油数据、地质数据和物性数据,建立数学模型进行模拟,从而判断开发效果。

该方法较为准确,但是对数据要求较高。

综合指标法是通过对多个指标进行综合评价,来评价开发效果。

这种方法可综合考虑多个方面的因素,如产量增长速度、采收率、油水比、综合经济效益等,来综合评价开发效果。

该方法比较简单实用,适用于评估整个油田的开发效果。

低渗透油藏开发效果综合评价方法的应用可以帮助油田管理者了解油藏的开发状况,判断是否需要调整开发策略。

通过评估开发效果,可以及时发现问题,采取相应的措施,提高油藏的开发效率和经济效益。

低渗透油藏开发效果综合评价方法包括物质平衡法、生产数据法、数学模型法和综合指标法等。

这些方法可以根据实际情况选择应用,通过评估开发效果,来指导油田的开发管理。

对于油藏的有效开发和提高产量具有重要的意义。

低渗透油藏开发效果综合评价方法及应用

低渗透油藏开发效果综合评价方法及应用

低渗透油藏开发效果综合评价方法及应用低渗透油藏是指渗透率较低的油藏,渗透率通常低于0.1mD。

由于其渗透率低、孔隙度小等特点,低渗透油藏的开发难度较大,需要选用不同的开发方法及技术手段。

为了综合评价低渗透油藏的开发效果,需要考虑多个方面的因素,包括地质条件、油藏性质、开采工艺、生产情况等。

综合评价方法需要综合考虑以下几个方面。

1. 地质条件评价地质条件是影响油藏开发效果最为重要的因素之一。

通过对地质构造、岩性、孔隙结构等方面的评价,可以为油藏的开发提供重要的参考依据。

地质条件评价需要进行地震勘探、测井资料分析、地质构造模拟等工作,以获得对油藏地质条件的深入了解。

2. 油藏性质评价油藏性质是指油藏中的原油性质、成分、物理化学特性等。

通过对油藏性质的评价,可以为采油工艺的选择提供依据。

油藏性质评价需要进行岩心分析、原油采样、实验室分析等工作,以获得对油藏性质的全面了解。

3. 开采工艺评价开采工艺是指采用的开采方法、工艺流程、生产设备等。

不同的油藏开采工艺对开采效果有着重要的影响。

在低渗透油藏开发中,常用的开采工艺包括常规压裂、水平井、CO2驱油等。

开采工艺评价需要参考目前的开采工艺技术,进行技术经济评价及模拟试验等工作。

4. 生产情况评价生产情况是指油田的实际生产情况及产量表现。

通过对生产情况的评价,可以了解油田的生产能力及产量表现,为后续的生产管理提供依据。

生产情况评价需要进行实地调研、数据收集、统计分析等工作,以获得对油田生产情况的全面了解。

基于以上几个方面的评价内容,可以采用综合评价方法对低渗透油藏的开发效果进行综合评价。

综合评价方法主要包括层次分析法、模糊综合评判法、灰色关联分析法等。

通过对以上方面的因素进行综合评价,可以得出对低渗透油藏开发效果的综合评价结果,为后续的决策提供科学依据。

低渗透油藏开发效果综合评价方法在油气资源开发领域具有重要的应用价值。

通过综合评价可为低渗透油藏的合理开发提供科学依据。

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低渗透油藏RPM控水压裂液性能评价与应用罗明良;孙涛;温庆志;刘小宁;范伟;廖乐军【摘要】以阴、阳离子聚电解质为原料,应用溶液共混法制备了RPM(Relative Permeability Modifiers)控水压裂液,评价了RPM溶液吸附、抗剪切及耐冲刷性能,并以油水相对渗透率为指标考察了RPM压裂液控水效果并分析其控水机理.考虑RPM吸附、滤失等因素,建立了低渗油藏RPM压裂液性能及注入参数优化模型.以长庆油田一口油井为例,综合考虑作业成本、产油量与含水率等因素,应用正交设计与数值模拟方法优化RPM控水压裂液的油水残余阻力系数比、滤失深度比及注入体积并进行了敏感性分析.结果表明:RPM控水压裂液具有良好的抗剪切耐冲刷性能,通过物理化学吸附改变了岩石孔隙或微裂缝中油水渗流特性,尤其在高含水饱和度阶段可降低水相相对渗透率80%以上;RPM控水压裂液的油水残余阻力系数比、滤失深度比以及注入体积分别在2~6、0.3 ~0.6与20 ~30 m3范围内控水稳油效果明显;选择油水残余阻力系数比为5.0、滤失深度比为0.6的RPM控水压裂液在长庆油田高含水储层先导试验4井次,单井平均增油4.64t/d,含水率平均下降58.51%.【期刊名称】《西安石油大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2016(031)003【总页数】8页(P74-80,85)【关键词】控水压裂液;性能评价;低渗透油藏;相渗改善;正交设计【作者】罗明良;孙涛;温庆志;刘小宁;范伟;廖乐军【作者单位】中国石油大学(华东)石油工程学院,山东青岛266580;中国石油大学(华东)石油工程学院,山东青岛266580;中国石油大学(华东)石油工程学院,山东青岛266580;中国石油长庆油田分公司第四采油厂,陕西榆林718500;中国石油川庆钻探长庆井下技术作业公司,陕西西安710018;中国石油川庆钻探长庆井下技术作业公司,陕西西安710018【正文语种】中文【中图分类】TE122.1边底水、油水界面不清晰以及油水同层的低渗透油藏压裂改造后,裂缝效应可能造成油井含水快速上升,增产有效期缩短[1]。

国外矿场实践表明,对含水率较高、已无开采价值的油井应用相渗改善体系处理可以有效降低产水量[2-3]。

控水压裂是一种将油井控水与压裂改造相结合的新技术,主要通过相渗改善压裂液体系[4](RPM,Relative Permeability Modifiers)在裂缝周围滤失形成选择性处理带,降低油井产水速度,延长压裂增产有效期。

RPM滤失带不仅有效降低后续压裂液向储层滤失,提高压裂液利用效率,降低储层伤害,而且改变裂缝周围岩石表面性质与微观结构,影响裂缝周围油水渗流特性。

目前相渗改善体系多为聚合物交联体系或高分子量聚合物溶液[5-8],但造成泵注压力增加、储层伤害等问题。

同时,Nicholas[9]、O.Vazquez[10]等建立的RPM工艺参数优化方法主要针对未压裂油井,不能模拟压裂油井RPM处理后油水产量变化。

笔者应用溶液共混法制备一种适用于高含水低渗透油藏的RPM控水压裂液,评价RPM压裂液的吸附、抗剪切、耐冲刷以及相渗改善性能并分析其控水机理;同时应用低渗透油藏RPM压裂液性能及注入参数优化模型优化RPM控水压裂液的油水残余阻力系数比、滤失深度比及注入体积并考察矿场应用效果,为RPM压裂液规模应用提供理论与技术支持。

1.1 实验材料与仪器共聚物CP-1(丙烯酰胺与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物),分子量600万,自制;阳离子聚合物DP-1(甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵与丙烯酰胺的共聚物),分子量300万,工业品,任丘市北方化工有限公司;氯化钾(KCl)、氯化钠(NaCl)均为分析纯,国药集团化学试剂有限公司;天然岩心、石英砂(60目),长庆井下技术作业公司。

CP512电子天平,奥豪斯(OHAUS)仪器(上海)有限公司;S212恒速搅拌器,上海申顺生物科技有限公司;721型分光光度计,山东高密彩虹分析仪器有限公司;SY-601超级恒温水浴,天津市欧诺仪器仪表有限公司;奥地利安东帕(Anton Paar) Physica MCR301流变仪,奥地利安东帕(中国)有限公司;岩心驱替装置,海安石油科研仪器有限公司。

1.2 实验方法1.2.1 RPM压裂液制备称取一定质量共聚物CP-1与阳离子聚合物DP-1,分别配制1 000 mg/L的水溶液,充分溶胀均匀,然后量取等体积的CP-1溶液与DP-1溶液混合搅拌,并逐渐加入适量共溶剂KCl,搅拌至溶液澄清透明,无絮凝沉淀,即可得到均匀稳定的RPM控水压裂液。

1.2.2 RPM压裂液抗剪切与吸附性能评价抗剪切性能评价参考石油天然气行业标准SY/T5107-2005《水基压裂液性能评价方法》,测试温度为60 ℃,在剪切速率170 s-1下测试质量浓度为1 000 mg/L的RPM溶液不同剪切时间对应表观黏度。

吸附性能评价参考石油天然气行业标准SY/T5862-1993《驱油用丙烯酰胺类聚合物性能测定》中聚丙烯酰胺静态吸附量的测定方法,采用淀粉-碘化镉法测定RPM的静态吸附量。

静态吸附量用单位质量石英砂表面RPM吸附量表示,即。

1.2.3 RPM压裂液耐冲刷与相渗改善性能评价设定实验温度为60 ℃,选用质量浓度为1 000 mg/L的RPM溶液正向驱替已饱和水天然岩心,静置30 min,然后应用单相岩心流动实验考察岩心中RPM残余阻力系数变化以及两相岩心流动实验测量RPM处理后油水相对渗透率变化。

上述实验方法参照石油天然气行业标准:SY/T 5336-1996《岩心常规分析方法》、SY/T 5345-2007《岩石中两相相对渗透率测定方法》以及SY/T 6379-1998《岩心孔隙体积测定方法》。

RPM压裂液性能及注入参数优化模型主要包括储层与垂直裂缝中油水两相渗流方程、RPM压裂液滤失与吸附方程以及阻力系数方程。

2.1 压裂油井渗流模型基本假设条件:①流体等温渗流,满足广义达西定律;②RPM以及各种离子只存在于水相中;③油藏等温;④吸附遵循Langmuir方程,理想混合;⑤岩石和流体微可压缩,且压缩系数保持不变。

(1)储层油水两相渗流方程主要由储层与垂直裂缝中油水两相渗流方程构成[11]。

其中考虑启动压力梯度的油水两相渗流方程为▽;▽。

(2)垂直裂缝中油水两相渗流方程▽;▽。

(3)饱和度和毛管力方程So+Sw=1;pcow=po-pw。

(4)边界条件和初始条件油藏、裂缝边界条件参考文献[12]。

油藏和裂缝初始压力、含水饱和度等参数均取地层原始参数。

在计算过程中考虑裂缝失效性,即水力裂缝导流能力在油田开发过程中不断降低。

假设裂缝宽度不变,则裂缝渗透率随时间逐渐减小。

由长庆油田内部大量生产数据回归出渗透率随时间变化的表达式为Kf=Kf0e-bt+K0。

2.2 RPM压裂液滤失方程压裂过程中RPM溶液通过裂缝壁面滤失到基岩,R.S.Seright等[13]推导了滤失体积V与裂缝体积Vf之间的关系式为。

;为了简化计算,假设RPM溶液以活塞运动形式滤失,则RPM滤失深度d及滤失深度比γ计算式为;。

2.3 RPM吸附和阻力系数方程岩石表面吸附导致RPM在水相中浓度发生变化,可表示为。

定岩石表面RPM吸附遵循Langmuir等温吸附,则RPM吸附量计算方程为。

如果吸附/脱附处于平衡,其过程是瞬间的,式(13)可以较准确地描述这一过程。

而对于非平衡吸附/脱附过程,吸附速率可表示为。

RPM吸附后油水相对渗透率可表示为。

对上述方程基于油水相对渗透率进行耦合,具体方法是通过式(8)—式(11)求解RPM滤失量,同时求解式(12)—式(14)获得RPM吸附量,并借助式(16)计算裂缝周围RPM滤失带油水残余阻力系数,然后应用式(15)计算相渗改善后裂缝周围油水相对渗透率,最后与压裂油井油水两相渗流方程耦合(式(2)—式(7)),即可获得给定油藏条件下产油量、含水率等变化趋势。

上述耦合方程主要通过有限差分方法离散后进行计算机编程并求得数值解。

3.1 RPM压裂液抗剪切与吸附性能压裂过程中RPM溶液注入与返排速度快,矿场应用时需要考察RPM溶液的剪切稳定性,以保证RPM的控水性能。

实验选用质量分数为0.1%的RPM溶液,测试温度30 ℃、剪切速率为170 s-1下RPM溶液表观黏度随剪切时间变化规律以及剪切停止后黏度恢复情况(图1)。

RPM溶液表观黏度随剪切时间增加下降不明显,连续剪切120 min后,RPM溶液黏度保持率仍然在70%以上,且停止剪切后黏度逐渐恢复到初始黏度的85%以上。

这表明RPM溶液具有良好的剪切稳定性。

一方面,溶液中阴阳离子聚电解质分子链通过静电作用与非共价键作用相互缠绕形成稳定的空间网络结构,起到一定的抗剪切作用;另一方面,RPM分子线团在溶液中易舒展,流体力学体积大,受到剪切作用易分散,分子链对剪切应力响应空间较大,因此剪切作用下黏度损失较小。

实验配制不同质量浓度的RPM溶液,测定在60~130目石英砂表面的等温吸附量,其中RPM溶液与石英砂之比为5 mL·g-1,RPM溶液吸附时间为24 h,结果如图2所示。

从图中可以看出,RPM等温吸附线为L型,基本符合Langmuir吸附规律。

初始阶段,随着RPM浓度增加,石英砂表面吸附量迅速增加,此时RPM浓度较低,符合稀溶液中静态吸附规律;随着RPM浓度增加,溶液中单个高分子线团在石英砂表面聚集量增多,静态吸附量也随之增加;当RPM浓度约为1 200 mg/L时,吸附达到饱和状态,RPM在石英砂表面的饱和吸附量约348μg·g-1,同时随RPM浓度进一步增加,静态吸附量逐渐趋于稳定,这是由于石英砂表面被RPM分子占据的位置减少,RPM基本达到饱和。

3.2 RPM耐冲刷性能与相渗改善机理分析通过单相岩心流动实验测试RPM溶液的耐冲刷性能,岩心规格为Φ2.5 cm×6.0 cm,气测渗透率3.58×10-3μm2,孔隙度为0.22。

实验温度为60 ℃,用模拟地层水驱替,结果如图3所示。

由图中可知,RPM耐冲刷性能良好,盐水驱替100 PV时残余阻力系数仍可达2.66,这是由于油藏条件下岩石表面一般带负电,同时岩石表面与水作用产生羟基基团,使得RPM溶液中聚阳离子通过大分子链上大量正电性原子与岩石表面负电性中心发生强烈静电吸引作用,或通过非水基团与岩石矿物晶面上氧或羟基之间形成氢键而发生化学吸附;聚阳离子在岩石颗粒表面吸附中和了岩石矿物晶层之间以及表面的负电荷,压缩双电层增强它们之间相互作用力。

这种通过静电相互作用和非共价键作用,促使RPM牢固吸附在岩石孔隙或微裂缝表面,不易解吸;同时聚电解质分子的多分散性决定了岩石表面吸附一般是多级吸附,增加了吸附层厚度。

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