低渗透砂岩油藏油水相对渗透率曲线特征

低渗透砂岩油藏油水相对渗透率曲线特征张学文X(中国石油天然气集团公司国际合作部 北京 100724)尹家宏(辽河石油勘探局锦州采油厂 辽宁 凌海 124109)

摘 要方法 综合分析我国十余个低渗透油藏的毛管压力曲线和相对渗透率曲线,J(Sw)函数及Wyllie和Gardner公式,求出不同渗透率油藏的理论相对渗透率曲线。目的 总结低渗透砂岩油藏油水相对渗透率曲线特征,为其开发提供理论依据。结果 低渗透油藏中孔隙度、束缚水饱和度、残余油饱和度及共渗点与储层渗透率有一定的关系,即随着渗透率的增大,孔隙度、束缚水饱和度增大,残余油饱和度减小,油水两相共渗区的范围变窄。结论 低渗透砂岩油藏的油水相对渗透率曲线具有一定的特征,即随着含水饱和度的增加,油相相对渗透率急剧下降,水相相对渗透率变化不大。利用本文所采用的方法可为理论模型模拟计算(动态预测和储量计算)提供输入数据。主题词 低渗透油藏 相对渗透率 孔隙度 束缚水饱和度 残余油饱和度 共渗点

ZhangXuewen(InternationalCooperationDepartmentof CNPC Beijing 100724),YinJiahong(JinzhouOilProducingFactoryofLPEB Linghai Liaoning 124109):Featuresofoilwaterrelativepermeabilitycurvesforlowpermeabilitysandstonereservoir.SOGR6(2),1999AbstractMethod Capillarypressurecurvesandrelativepermeabilitycurvesfromtensofreservoirsarecompre-hensivelyanalyzed,andtheoreticalcurvesforreservoirwithdifferentpermeabilityarederivedaccordingtoJ(Sw)function,WyllieandGardnerequations.Purpose Tosummarizecharacteristicsofoil/waterrelativepermeabilitycurvesinlowpermeablesandstonereservoirandprovidetheoreticalaccordancefordevelopment.Result Porosity,irreduciblewatersaturation,residualoilsaturationandcommonpercolationpointsoflowpermeabilityreservoirisconnectedwithformationpermeabilitytosomeextend,thatisporosityandboundedwatersaturationshowsexponentialrelationwiththeincreaseofpermeabilitywhileresidualoilsaturationde-creasesandcommonpercolationareaoftwophasesturnsnarrow.Conclusion Oilwaterrelativepermeabilitycurvesoflowpermeabilitysandstonereservoirsfeaturesasfollows:relativepermeabilityofoilphasedrastica-llydecreaseaswatersaturationincreases,butthatofwaterphaseshowsslightchange.Methodillustrated

1999年 特 种 油 气 藏 第6卷第2期X张学文,男,30岁,博士,1989年毕业于石油大学(华东),1998年6月在石油勘探开发科学研究院获得博士学位,现在中国石油天然气集团公司国际合作部从事油藏工程研究与项目管理工作herecanprovideinputforanalogcomputation(dynamicforecastandreservecalculation)withtheoreticalmodel.Subjectwords lowpermeabilityreservoir,relativepermeability,porosity,irreduciblewatersatura-tion,residualoilsaturation,commonpercolationpoint

前 言Muskat和Meres把达西定律推广到两相渗流,首先提出了相对渗透率的概念。其实质是油、水各相的相对渗透率表示在某一含水饱和度时各相渗透率与束缚水饱和度条件下油相有效渗透率的比值。对于低渗透率油藏,随着储层渗透率的减小,油水两相流体在流动中相互干扰更加严重,从而导致其有效渗透率降低愈发明显[1]。

低渗透油藏J(Sw)函数特征J函数是由Leverett提出的,用于求取多个毛管压力曲线的平均曲线,即:J(Sw)=Pc(K/5)12RcosH(1)式中 Pc)))毛管压力,MPa;K)))渗透率,Lm2;H)))接触角,(b);5)))孔隙度,%;R)))界面张力,mN/m。在低渗透油藏中,流体赖以流动的孔隙系统具有与中高渗透性地层不同的特性,主要表现在:低渗透地层中孔隙系统的微细孔隙体积的比例很大;粘土矿物含量较高。安塞油田长6油层属小孔、细喉型孔隙类型,平均喉道0147Lm,平均孔隙半径为13Lm,半径大于0180Lm的喉道连通的占38%,小于011Lm喉道连通的占40%。这种孔隙结构的退汞曲线表明,早期无退汞或退汞很少,当压力降到较低水平时才开始退汞,退汞效率很低。我国许多低渗透率油田都具有这种孔隙结构,包括大庆的榆树林、朝阳沟油田,吉林的新立、扶余油田,大港的马西油田。图1为通过分析总结大量

28特 种 油 气 藏 1999年的低渗透油田毛管压力曲线X,得出的J(Sw)函数表达式,即:J(Sw)=010632Sw-210646(2)

K与5、Swi、Sor的关系通过分析总结我国大量的低渗透砂岩油藏的岩心分析测试数据XXX,得出该类储层中孔隙度、束缚水饱和度、残余油饱和度与油层渗透率关系式(图2):5=010166lnK+011085(3)

Swi=[(11314-012137lnK)@5]015(4)Sor=(219253-013827lnK)@5(5)式中 Sor)))残余油饱和度,%;Swi)))束缚水饱和度,%;5)))孔隙度,%。从图2中可看出,随着储层渗透率的增大,孔隙度逐渐增大,束缚水饱和度逐渐减小,残余油饱和度也趋于减小。但其随渗透率变化的敏感性有差别,当渗透率小于10@10-3Lm2时,各参数的变化幅度较大,受渗透率变化的影响较显著。

低渗透油藏油水共渗点特征如图3和图4所示,在油水两相共渗点处,随着油藏渗透率的增大,水相渗透率与残余油饱和度时所对应的水相渗透率比值有增大的趋势;含水饱和度减去束缚水饱和度值占整个两相共渗区的范围百分比有增大的趋势,即:

Krwc=(01016K+010648)@KrwSor5(6)Swc=(310712-01026K)@5@(1-Sor-Swi)+Swi(7)式中 Krwc)))共渗点处水相相对渗透率,分数; Krw(Sor))))残余油饱和度对应的水相相对渗透率,分数;

Swc)))共渗点处含水饱和度,%。

29第6卷第2期 张学文等:低渗透砂岩油藏油水相对渗透率曲线特征

XXXXXX河南石油勘探开发研究院1油水相对渗透率试验报告11997张学文1低渗透率砂岩油藏压裂工艺与井网部署综合管理技术1石油勘探开发科学研究院博士论文11998

长庆油田勘探开发研究院1安塞油田6-4井油基泥浆取心报告11985低渗透油藏油水相对渗透率曲线特征 根据J(Sw)函数以及储层渗透率与束缚水饱和度、残

余油饱和度和孔隙度关系,可利用Wyllie和Gardner提出的排驱型油)水相对渗透率表达式[2,3]来计算出不同渗透率油藏的相对渗透率曲线(图5),即:

Krw=Sw-Swi1-Swi2#QSwSwidSw/P2cQ1SwidSw/P2c(8)

Kro=1-Sw1-Swi2#QSwSwidSw/P2cQ1SwidSw/P2c(9)低渗透率油藏特殊的孔隙结构决定了其油水相对渗透率曲线特征,主要表现在;a, 在低渗透率油层中,一般束缚水饱和度较高,为30%~40%,甚至更高,残余油饱和度一般在25%左右,油水两相共渗区的范围很窄,加上驱油效率较低,采收率通常很低,一般为20%~25%[4]。b, 随着含水饱和度的增加,油相相对渗透率急剧下降,而水相相对渗透率却又升不起来,一般为011~012左右,从而引起无因次采油指数和油井的产量大幅度下降;无因次采液指数的下降,又增加了油田稳产的难度,不可能依靠提高采液量来延长稳产期。

结 论a, 低渗透率砂岩油藏中,储层渗透率与孔隙度、束缚水饱和度、残余油饱和度及油水共渗点存在一定的关系,随着储层渗透率的增大,孔隙度增大,束缚水饱和度增大,残余油饱和度减小,油水共渗点含水饱和度在两相渗流区中所占的比例逐渐减少,即共渗点相对位置左移;b, 应用本文所使用的方法,可以计算出低渗油藏的理论油水相对渗透率曲线,作为数值模拟计算及储量估算的输入数据。

30特 种 油 气 藏 1999年