裂缝性低渗透油藏渗流规律实验研究
裂缝性低渗透油藏等效连续介质模型
裂缝性低渗透油藏等效连续介质模型本文以平行板理论为基础，利用渗透率张量理论和渗流力学的相关理论，建立了裂缝性低渗透油藏的等效连续介质模型，将裂缝性低渗透储层模拟为具有对称渗透率张量的各向异性等效连续介质。
在此基础上研究了天然裂缝参数对储层渗透率的影响。
1 裂缝性低渗透油藏的等效渗透率张量假设裂缝性低渗透储层由许多裂缝发育的裂缝区域和不存在裂缝的基质区域构成，首先利用平行板理论和渗流力学的相关理论，建立裂缝发育区域的渗透率张量模型，然后建立了由裂缝区域（由裂缝与基质组成）和基质区域（纯基质）构成的裂缝储层的理论模型。
示意图如图所示。
1.1 裂缝发育区域的渗透率张量假设：在裂缝发育区域，裂缝均匀分布，裂缝间相互平行，方向一致，且都为垂直裂缝，裂缝在平面上和纵向上完全贯通。
裂缝发育区长度为l，宽度为b，高度为h，裂缝渗透率为Kf，裂缝开度为bf，缝间基质宽度为bm，裂缝的线密度为DL；考虑储层基质的各向异性，基质x方向渗透率为Kmx，基质y方向渗透率为Kmy，基质z方向渗透率为Kmz。
在简化模型中，直角坐标的x轴与裂缝水平方向平行，y轴与裂缝垂直，z轴与裂缝纵向1/ 6平行，基质渗透率三个主方向与坐标轴x，y，z一致。
1.1.1 沿裂缝水平方向的等效渗透率沿裂缝水平方向的总流量Q 为基质与裂缝流量之和，即（２）根据（1）（2）两式，可得沿裂缝水平方向的等效渗透率为（３）1.1.2垂直裂缝方向的等效渗透率垂直裂缝方向总的压降等于裂缝压降与基质压降的和，即（４）（５）经化简可得（６）1.1.3纵向上的等效渗透率同理可推得储层纵向上的渗透率Kzg(7)1.1.4 裂缝渗透率由平行板理论可推导出单条裂缝的渗透率公式为：(8)1.2 裂缝储层的渗透率张量在求得裂缝发育区域的渗透率张量后，再利用等值渗流阻力法，可求得由裂缝发育区域和纯基质所构成的裂缝储层的渗透率2/ 6张量。
假设沿x方向（裂缝发育方向）共有m组裂缝，每组裂缝中的裂缝长度相等都为lfxi,裂缝组间的基质区域长度为lmxi,沿x方向研究区域长为lx，认为沿x方向的研究区域为裂缝发育区域与基质区域所构成。
特低渗透油藏平面渗流规律研究
采用稳态法测定了平板模型在不同注采压差下出水口的产量 。 根据推导出 了与实际油田五点法井网相似的四分之一单元， 的实验注采系统的产能公式， 反算了平板模型的视渗透率 。对特低渗透砂岩露头平板模型的平面渗流规律进行了分析讨论 。 发现平板模型单相驱替实验中也存在非线性渗流现象 。并且渗透率越低， 非线性渗流现象越明显 。 关键词 特低渗透 TE312 ； 砂岩露头模型 平面渗流规律 B 非线性渗流 中图法分类号 文献标志码
第 12 卷 第 36 期 2012 年 12 月 1671 — 1815 （ 2012 ） 36-9820-04
科
学
技术与来自工程Science Technology and Engineering
Vol. 12 No. 36 Dec． 2012 2012 Sci. Tech. Engrg.
石油技术
图2 实验流程图
q ； h 为地层厚度。 若 n 口井中有注入井又有采 h 实验模型在两角点处分别有一口注入井和采
那么注入井产量应该取负值。 出井时， 出井， 根据镜像法处理封闭边界的原则
［11 ］
1. 3 1. 3. 1
实验步骤 平板模型的制作 平板模型模拟五点法井网的 1 /4 单元， 沿对角
， 在对应
1. 2
实验设备 实验设 备 由 驱 动 系 统 和 采 出 测 量 系 统 组 成。
驱动系统采用氮气作为压力源， 通过压力稳定装置 精确控制驱替压力。 采出测量系统通过微流量计 精确测量 流 速， 通过电子天平精确测量采出井产 量。实验流程图如图 2 。
36 期
滕
起， 等： 特低渗透油藏平面渗流规律研究
9821
q h2 ， q h3 ， …， q hn ， 产量分别为 q h1 ， 则地层中任一点 M 的势值为： = q h1 q h2 q h3 lnr + lnr + lnr + … + 2π 1 2π 2 2π 3 q hn lnr 。 2π n r1 ， r2 ， r3 ， …， rn ， 其中， 分别为各口井与 M 点的距离。 qh =
低渗透油藏大规模长缝压裂技术研究与应用
—
６ ． ９
井距、 造长缝 ； 以提高其单井控制储量 、 采油速度、 采 收率并减少钻井井数与投资为 目的。 截止 １ ２月 ３ １日， 完钻 井 ２ ６口（４油 １ １ ２水 ）正 ， 在钻井 ２口（ 油 １ ， １ 水）投产 ２ ０口， 其中采取仿水平
胜利油 田低渗透油藏具有埋藏深、 储层温度高
的特 点 ， 如桩 西油 田桩 ８７块 埋深 超过 ３ ０ｍ， 度 ３ ５０ 温 接 近 １ ０ 渤南 油 田Ｓ 储 层 埋深超 过 ３ ０ ｍ、 度 ５ ℃； ３ ３０ 温 达 １０Ｃ以上 ； 层 自然 产能 低或 无 自然产 能 ， 须 ３￣ 储 必
丰度低， 无法实现经济有效的开发， 为此提 出了大井 距 、 排距 的 布井 理 念 ， 油 、 井 的井 距增 大 ， 、 小 将 水 油 水井 的排 距减 小 ， 现 由油 、 井之 间 点对点 驱替 向 实 水 水井排、 油井排之间的驱替 ， 提高动用程 度和采收
率。
经压裂改造才能达到经济有效开采的 目的 。但由于 储 层受埋藏深度、 压实作用强 等因素影 响， 孔喉细 小 ， 现 为低渗 透 、 表 特低 渗透 特征 。 采用 常规 压裂 ， 裂 缝 有效 支 撑缝 长较 短 ， 压后初 期产 量较 高 ， 压裂 有 但 效期短 ， 产量下降快 。 对于低渗透 、 特低渗透而言 ， 随 着渗 透率 的 降低 ， 增加 裂缝 长度 ， 对提 高单 井增产 倍 数更 为有 利 ， 因此 为 了延长 压裂 有效期 ， 现压后 稳 实 产， 要求 在 一 定 井 网井 距 的条 件 下 ， 可 能造 长 缝 ， 尽 从而 增大 泄油 面积 ， 加油 井产 能 。 增 ２ 渗 透理 论 研究 低渗透油藏开发早期 ， 没有认识到非达西渗流 特征， 井距的确定沿用中高渗透油藏常用的前苏联 确定井距方法 。 该方法考虑经济因素较多 ， 确定的井
(1+++++++顺向逆向 浮力 毛管力)裂缝性低渗透油藏的渗吸机理及有利条件
第39卷 第4期吉林大学学报(工学版)Vol.39 No.42009年7月Journal o f Jilin U niv ersity (Engineering and T echnolo gy Edition)July 2009收稿日期:2008-02-23.基金项目: 973 国家重点基础研究发展规划项目(2005CB221304).作者简介:姚同玉(1976-),女,讲师,博士.研究方向:油层物理和油田化学.E -mail:y aoto ng yu@裂缝性低渗透油藏的渗吸机理及有利条件姚同玉1,李继山2,王 建2,刘卫东3(1.中国石油大学石油工程学院,山东东营257061;2.胜利油田有限责任公司地质科学研究院,山东东营,257015;3.中国科学院渗流所,河北廊坊,065007)摘 要:为了研究渗吸作用的机理及有利条件,通过渗吸实验再现了裂缝性低渗透油藏介质中油水置换过程。
实验表明:润湿性是裂缝性低渗透油藏渗吸驱油的主要影响因素之一,故用润湿性因素对渗吸机理判别方程进行了修正。
结果表明:修正后的渗吸机理判别方程更适用于油藏介质的实际情况;并以此为基础,研究了裂缝性低渗透油藏介质发生渗吸驱油的充分条件,确定了各个影响因素之间的主次关系,为裂缝性低渗透油藏开发提供了理论依据和设计原则。
关键词:油气田井开发工程;裂缝性低渗透油藏;渗吸机理;界面张力;润湿性中图分类号:T E3 文献标识码:A 文章编号:1671-5497(2009)04-0937-04Mechanisms and optimal conditions of imbibition in naturallyfractured low -permeability reservoirYAO T ong -yu 1,LI J-i shan 2,WANG Jian 2,LIU We-i dong 3(1.School of Petr oleum E ngineer ing in China Univer sity of P etr oleum ,S hando ng D ongy ing 257061,China;2.Geological S cientif ic R esearch I ns titute of Shengl i O ilf ield Comp any L td.,S hand ong Dongy ing 257015,China;3.I nstitute of P or ous F low and Fluid M echanics ,CA S ,H ebei Langf ang 065007,China)Abstract:Exper im ents w ere conducted to reveal the mechanisms and identify the optim al conditions ofimbibitio n by reproducing the oil displacement in fr actured low -permeability m atrix.It is show n that,thro ug ho ut the spontaneo us imbibition pr ocess,w ettability plays an im portant role for oil displacement betw een low -per meability matrix and fracture system.So it is taken into consider ation to modify the scaling group for im bibitio n.T he r esults sho w that the m odified scaling gro up is m ore versatile for naturally fr actured reservoirs.T he o rder of importance of facto rs,such as the w ettability,interfacial tension,gravity and etc.that influence the imbibitio n and oil displacem ent efficiency is determined.T his prov ides the theoretical basis and design principles for the developm ent of naturally fr actured low -permeability reservoirs.Key words:development engineering of o il and gas w ell;naturally fractured low -per meability reservoir;imbibition mechanisms;interfacial tension;w ettabilty 自发渗吸是裂缝性低渗透油藏主要采油机理,有两种方式即顺向渗吸和逆向渗吸。
《2024年低渗-致密油藏分段压裂水平井补充能量研究》范文
《低渗-致密油藏分段压裂水平井补充能量研究》篇一低渗-致密油藏分段压裂水平井补充能量研究一、引言在油气开发过程中，低渗和致密油藏因其特殊的储层特性，常常面临开发难度大、采收率低等问题。
为了有效开发这类油藏，分段压裂水平井技术应运而生。
本文将探讨如何通过分段压裂水平井的方式为低渗/致密油藏补充能量，旨在为油气田开发提供新的技术方法和理论依据。
二、低渗/致密油藏的特殊性低渗/致密油藏指的是具有低渗透率和致密结构的储层。
其特性主要表现在储层物性差、油品黏度高、流动性差、采收率低等方面。
这些特性使得传统的垂直井开发方式难以有效开发这类油藏，因此需要寻求新的技术手段。
三、分段压裂水平井技术概述分段压裂水平井技术是一种针对低渗/致密油藏的开采技术。
该技术通过在水平井段进行分段压裂，形成多条裂缝，扩大储层的接触面积，从而提高采收率。
该技术具有以下优点：一是能够显著提高油藏的开采效率；二是可以降低开发成本；三是能够适应各种复杂的储层条件。
四、分段压裂水平井的补充能量机制为低渗/致密油藏采用分段压裂水平井技术进行补充能量的机制主要包括以下几个方面：1. 扩大储层接触面积：通过分段压裂形成多条裂缝，增加储层与井筒的接触面积，提高储层的开发效率。
2. 降低流体流动阻力：裂缝的形成降低了流体在储层中的流动阻力，提高了油气的采收率。
3. 补充地层能量：通过分段压裂，可以沟通更多的地层能量，使油气藏保持较高的压力，有利于油气的开采。
五、研究方法与实验结果本研究采用数值模拟和实验室模拟相结合的方法，对低渗/致密油藏分段压裂水平井的补充能量效果进行研究。
数值模拟主要关注分段压裂过程中裂缝的形成与扩展、流体的流动规律等方面；实验室模拟则通过模拟实际油藏条件下的实验，验证数值模拟结果的准确性。
实验结果表明，采用分段压裂水平井技术能够有效提高低渗/致密油藏的采收率，并显著降低开发成本。
六、结论与展望本研究表明，低渗/致密油藏采用分段压裂水平井技术进行补充能量是可行的，且具有显著的效果。
低渗透裂缝性油藏渗吸数值模拟研究
要 大得 多
。此 类 油 藏进 行 注 水 开 发 时 ， 注 入 水
先沿 裂缝 推进 ， 同时进 入 裂缝 的水 由于 毛管 力 作 用 被 吸入 岩块 ， 并 从其 中置换 出油 ， 渗 吸可 以表示 为 ：
ｑ： （ Ｐ ～Ｇ 。一Ｐ ， ） （ １ ）
窜、 水淹严重 ， 仍然有大量 的剩余 油富集在基质岩
⑥ ２ ０ １ ３ Ｓ ｃ ｉ ． Ｔ ｅ ｃ ｈ ． Ｅ ｎ ｇ ｒ ｇ ．
低渗透 裂缝性油藏渗吸数值模拟研究
王希 刚 宋学峰 姜 宝益 蔡喜 东 刘 刚
（ 中国石化胜利油 田测井公司 ，东营 ２ ５ ７ ０ ９ ６； 中国地质大学能源学院 ， 北京 １ ０ ２ ２ ３ ５； 吐哈油田勘探开发研究院。 ，哈密 ８ ３ ９ ０ ０ ９ ； 延长石油集团研究院 ，西安 ７ １ ０ ０ ０ ０ ）
中压 力 大 小 １ ０ ～Ｍ Ｐ ａ ；Ｇ 。为 启 动 压 力 梯 度 大 小
国家 自然科学基金 （ １ ０ ８ ０ ２ ０ ７ ９ ） 、 松辽盆地 Ｃ Ｏ 驱油与
埋存技术示范工程（ ２ ０ １ １ Ｚ Ｘ ０ ５ ０ ５ ４ ） 、 胜利油 田特高含 水期提高采收率技 术（ ２ ０ １ １ Ｚ Ｘ ０ ５ ０ １ １ ） 、 中石油创新
中国石 油大学 （ 华东） 硕士研究 生 ， 研究方 向： 油气 田开发及测 井解
释。Ｅ － ｍａ ｉ ｌ ： ｃ ｏ ｖ ｅ ｒ ＿ ｓ ｔ ａ ｒ ＠１ ６ ３ ． １ ２ ｏ ｅ。 ｒ
７期
王希刚 ， 等： 低渗透裂缝性油藏渗 吸数值模 拟研究
第 １ ３ 卷
第 ７期
２ ０ １ ３年 ３月
科
学
技
低渗透油藏垂直裂缝井的非线性渗流模型研究
低渗透油藏垂直裂缝井的非线性渗流模型研究作者：王全来源：《中国石油和化工标准与质量》2013年第08期【摘要】对于低渗透油藏，主要表现在低渗透岩石由于存在孔隙微隙，固液界面作用明显，渗流曲线呈现明显的非达西渗流的特征。
而由于低渗透油藏的自然产能低，因此需对储层进行改造，而目前最有效的方法是通过压裂，压裂可以在低渗透层内形成垂直裂缝，从而提高采收率。
因此本文用二次多项式建立了一个能够反映油藏的流体流动特征的模型来评价压裂效果。
【关键词】低渗透垂直裂缝井非线性流动1 低渗透油藏非达西渗流的特点达西定律是一直被广泛的应用于油藏工程计算中的基本定律，然而在现场实际情况下，很多情况涉及非达西渗流问题，即当流体渗流速度过低或过高时，达西线性渗流规律便不再适用。
在低渗透油田开发中，流体渗流便会出现低速非达西渗流，如下图1所示。
其特征是：当压力梯度小于某一个值时，流体便不会流动，这样就存在一个小于最小启动压力梯度A值的静止区、大于最大启动压力梯度C值的线性渗流区以及二者之间的非线性区。
曲线中，A 点对应于最小启动压力梯度，若压力梯度小于此点的值，流体不流动；C 点对应于最大启动压力梯度，若压力梯度大于此点的值，渗流呈现线性渗流（EF段）；B 点是直线段 EF 的延长线与压力梯度轴的交点，为拟启动压力梯度点。
2 垂直裂缝井非线性渗流模型建立2.1 垂直裂缝井模型根据Cinco-Ley H.提出有限导流垂直裂缝井的双线性渗流理论[1]，将流体的流动分为两个区域--低渗透油藏中的非线性渗流区域（I）及垂直裂缝中的线性渗流区域（II），由此建立低渗透油藏垂直裂缝井的非线性渗流模型。
图2为定压外边界油藏有限导流垂直裂缝井模型示意图，低渗透油藏经过人工压裂产生垂直裂缝后，流体在垂直裂缝与地层中形成非线性流动模式，包括非线性流区域（I）和垂直裂缝中的线性流区域（II），如图3所示；地层流体首先从油藏中流入垂直裂缝，再由垂直裂缝流入井筒。
低渗透油田地质的开发与研究
低渗透油田地质的开发与研究1.引言低渗透油藏是指储层渗透率低于10毫达西（md）的油田，其压裂和提高采收率技术的应用相对困难。
低渗透油田的开发与研究是提高油气产量、减少资源浪费的关键一环。
本文将重点探讨低渗透油田地质的开发与研究。
2.低渗透油田地质特征低渗透油田地质特征主要包括储层岩性、渗透率、孔隙度和裂缝发育等。
低渗透油藏常见的储层岩性有砂岩、白云石和页岩等，渗透率通常在1-10 md之间，孔隙度往往较低，大多数低渗透油藏的孔隙度在5%以下。
低渗透油藏中裂缝发育情况复杂，对油田的开发提出了挑战。
3.低渗透油田开发技术（1）压裂技术压裂技术是低渗透油田开发的主要手段之一。
通过施工注入液压力将岩石破碎裂开，增加储层连通性，提高孔隙中的油气流动性。
常用的压裂技术有液体压裂、气体压裂和酸压裂等。
（2）水平井技术水平井技术通过钻探一条倾斜井眼并延伸至储层中心，增大油水接触面积，提高井眼周围储层的采收率。
水平井技术能有效改善低渗透油田的开采效果，提高生产速度和生产率。
（3）油藏改造技术油藏改造技术是通过注入石油烃类、表面活性剂等物质来改变低渗透油藏的物性，提高渗透率和孔隙度。
常用的油藏改造技术有溶解烃改造、表面活性剂改造和聚合物改造等。
4.低渗透油田地质研究低渗透油田地质研究是为了深入了解储层特征和裂缝发育情况，为油田的开发和管理提供科学依据。
地质研究的主要内容包括地质构造、岩性特征、渗透率和孔隙度的测定、地层分析和沉积地质学研究。
（1）地质构造地质构造研究是低渗透油田地质研究的基础。
通过详细的地质勘探，了解油藏周围的断裂、背斜和沉陷状况，为压裂设计和井网布置提供依据。
（2）岩性特征岩性特征是低渗透油田开发中的关键因素。
通过岩芯分析、测井和岩石矿物学研究，了解储层岩性、孔隙结构和溶解特征，为压裂设计和油藏改造提供依据。
（3）渗透率和孔隙度测定渗透率和孔隙度是评价低渗透油田储层性能的重要指标。
通过实验室测定和地质工程方法，获取准确的渗透率和孔隙度数据，为油田开发和模拟提供依据。
特低渗五点井网长缝压裂渗流规律研究
１０ ｍ ５ ０ ｍ、１ ０ｍｍ、３ ０ ｍ 的有机玻璃槽 ，测 量系统可使 ５０ ５ｍ
测 针 作 三 维 移 动 ， 即可 以测 量 平 面 上 和 纵 向上 各 点 的 电压 ，
绘制等压线和流线的分布 。电路系统提供 的是低压交流 电。
３ 实验模型设计与步骤
模拟五点井网，油井模拟压裂 ，水井不压裂 ，井距排距 ８ｃ ８ｃ ０ｍ￣ ０ ｍ，井排与裂缝夹角 ０ 、３ 。 ０ 、９ 。 。 ０ 、６ 。 ０ ，其 中井 排与裂缝夹角 ６ 。 ０ 时，裂缝 穿透 比 ０４ ．、０ 、０７ ．。 ．、０５ ． ．、０８ ６
１ （） ７ １ ２４ ： ， ． ２３
［］冯 跃平 ， 英德 ． ６ 潘 电模拟 平 面径 向流 理论 在 实 际运 用 中的 几 个 问题 的 探讨 ［ ． Ｊ 西南石 油 学院学 报，９ ０１（） ９５ ． ］ １９，２４： ，８ ４ ［ ７ 】蒋廷 学． 分支 水平 井稳态 产 能研 究［］ 多 Ｊ石油 学报 ， ０ ， ３：４ １． ． ２ ０７ ） ￣ ７ ０ （ １ ［ ８ ］周 德华 ， 正 ． 理裂 缝 网络 油藏 水 平井 开 发 电模拟 实 验研 究 ［ ｌ 焦方 葛家 Ｊ 】 石 油实验 地质 ， ０ ，． ２ ３ ０ ４
矢 径
２ ０
开发应用
２ 实验 装置
电模拟 实验装 置包括油藏模拟系统、测量系统和 电路 系
统 。 油 藏 模 拟 系 统 为 一 装 有 电 解 液 的 长 、 宽 、 高 分 别 为
具体实验时 ，用盐溶液 （ 自来水）作介质 ，以 良导体 或 铜 片作供给边界 ， 铜棒作模型井， 铜片作压裂后形成的裂缝 ， 以水深作地层厚度 。 了保证稳定流动 条件 ， 为 用交流 电路时 ， 使用稳压器 ，以保 证电流恒 定。为防止水激化 ，用讯号发生 器 提高电源频率 。使用毫伏表及探针测 电场分布，得到模型 井与供 给边 界的生产压差 。将 电流表与模拟井 串联 ，可测得 模拟井的电流量 ，从而得到产量 。可根据不 同的情况和需要 使用不 同大小和 形状 的槽及边界 。
特低渗透油藏裂缝分布规律及对注水开发的影响
在 分 析 油 田构 造 动 力 学 特 征 的基 础 上 ， 过 建 通
对 油 田开 发 方案 部署 及 开发 效果 影 响较大 。针对濮
濮 城 油 田沙 三 中 ６ １ — ０油 藏 孔 隙度 为 ｌ ． ～ １６
井 岩 心 的室 内加 工 和 测 试 ， 定 裂缝 分 布 方 向及 油 确
田地 应 力特 征等 。
１ ３ 构造应 力场数 值模 拟技 术 ．
１． ， ３ ８ 渗透 率 为 ０ ９ ５２ ， 于 典 型 的低 渗透 ． ～ ．Ｍｄ 属
应 力 场 ， 而 从 构造 应 力 场 的 角 度去 深 入 研 究研 究 进 区的构 造现象 ； 据应 力 场 的强度 、 质 、 位等 ， 根 性 方 去 预测 构 造裂缝 的发育 区带 ， 结合 岩 石力 学性 质 、 再 构
濮 城 油 田濮 ６ 沙 三 中 ６ ０油 藏 储 层 裂缝 ７块 —１
该 技 术 主 要 包 括 微观 模 型水 驱 油 实 验 、 心古 岩 地 磁 测 定 、 石 力 学参 数 测 定 、 速 测 定 地应 力 、 岩 波 差
南部 断层 带 附近 的 Ｐ — ５ ～Ｐ —１ ６ 区（ ２ 。 ７ １ ７ ０井 图 ）
２ ３ 地 应 力 特 征 ．
应 变分 析地 应 力 等技 术 。微观 模 型水 驱油 实验 主要
摘 要 ： 随着 对地 应 力认 识 的逐 步加深 ， 地应 力与低 渗透 油 田开发 的 密切 关 系 已愈 来愈 被 重视 。本 文 将 岩心 裂缝 观察 、 岩石 力学 实验 、 力场 数值模 拟 等方 法相 结合 ， 展 地应 力 和岩石 裂缝 研 究 ， 应 开 为低 渗 透 油 田井 网部 署及 开 发方 案设 计提 供 学的参 考。 了科 关 键词 ： 低 渗透 油藏 ； 特 裂缝特 征 ； 网优化 井
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收稿日期:2006-07-14
作者简介:付静(1972-),女(汉族),山东惠民人,副教授,博士研究生,主要从事油气开发与流体力学研究。
文章编号:167325005(2007)0320081204
裂缝性低渗透油藏渗流规律实验研究
付 静1,孙宝江1,于世娜1,孙 鑫1,马欣本2,刘家军2,楼一珊3(1.中国石油大学石油工程学院,山东东营257061;2.中石化江苏油田分公司,江苏金湖211600;
3.中国石油大学石油天然气工程学院,北京102249)
摘要:对某油田断块含天然裂缝的低渗透储层渗流特征进行了实验研究。本实验在常规渗流实验岩心夹持器末端增加了一套回压控制装置,渗流实验过程中,通过给岩心施加不同的回压,模拟了储层在变压条件下的流体渗流情况。得到了裂缝性低渗透储层岩心水相渗透率随回压的变化曲线。实验结果表明,裂缝的存在对低渗透储层的渗流特征有明显的改造,裂缝开启前,储层渗流可以看作是基质岩石渗流,裂缝对渗流的影响不大;裂缝开启后,由于其渗流能力较强,将发挥主要的渗流通道作用。关键词:裂缝性低渗透油藏;渗流特征;回压;水相渗透率;实验研究中图分类号:TE344 文献标识码:A
Experimentalstudyonseepageflowlawoffracturedlowpermeabilityreservoir
FUJing1,SUNBao2jiang1,YUShi2na1,SUNXin1,MAXin2ben2,LIUJia2jun2,LOUYi2shan3(1.CollegeofPetroleumEngineeringinChinaUniversityofPetroleum,Dongying257061
,ShandongProvince,China;
2.JiangsuOilfieldCompanyofSINOPEC,Jinhu211600,JiangsuProvince,China;
3.FacultyofPetroleumEngineeringinChinaUniversityofPetroleum,Beijing102249,China
)
Abstract:Theseepageflowcharacteristicsofatypicalfracturedlowpermeabilityreservoirwerestudiedbyexperiments.Theconventionalseepageflowexperimentalequipmentwasreformedbyadditionalback2pressurecontrollingsystemintheendofcoreholder.Theseepageflowcharacteristicsofthisblockweresimulatedbyexertingdifferentback2pressureforcore.Therelationcurvesofwaterphasepermeabilityofreservoircoresandback2pressurewereobtained.Theresultsshowthattheex2istingoffractureshasinfluenceonpercolationflowcharacteristicsoflowpermeabilityreservoir.Beforefracturesopen,thefluidflowinreservoircanbethoughtasfluidflowinmatrix,andtheeffectoffracturesonfluidflowisless.Afterfracturesopen,thefracturesarethemainfluidflowchannel.Keywords:fracturedlowpermeabilityreservoir;seepageflowcharacteristics;back2pressure;waterphasepermeability;ex2perimentalstudy
低渗透油藏在我国石油开发中占有重要的地位。该类油藏中一般多发育有裂缝、微裂缝,其开采特征也明显受到裂缝的影响,比如,裂缝的存在使得该类储层的压敏效应更加明显,裂缝的开启、闭合对储层渗流能力有着较大影响。同时,这类储层渗透率一般具有明显的各向异性,在油田注水开发中沿裂缝方向容易引起井的暴性水淹等。目前人们对低渗透油藏渗流特征研究已做了大量工作,但针对含裂缝的低渗透油藏渗流规律方面的研究还较少,笔者通过室内实验对该类储层的渗流机理和渗流特征进行研究,为该类储层的开发提供理论依据。
1 实 验111 实验设备及实验原理实验设备如图1所示,与常规渗流实验装置不同,本实验装置在岩心夹持器出口端设有一回压控制系统。在以往渗流实验中,由于实验设备的局限性以
2007年 第31卷 中国石油大学学报(自然科学版) Vol.31 No.3 第3期 JournalofChinaUniversityofPetroleum Jun.2007及裂缝性岩心测试的困难性,一般只进行有环压的常规渗流实验研究[124],利用回压来研究裂缝性低渗储层渗流规律的基础实验很少。图1 岩心夹持器结构图常规渗流实验所用岩心夹持器结构剖面[1]如图1中虚线部分所示,实验时在岩心周围施加一定的围压,并在进口处施加一定的驱替压力,使实验流体通过岩心。这与实际储层中情况并不相符。实际储层中岩石除受上覆岩层压力外,还受地层孔隙中流体的压力,称孔隙压力或地层压力。上覆岩层压力与地层压力之差称为有效压力[5210]。因为上覆岩层压力为一不变值,随着油田的开发和地层孔隙中液体的采出及注入,地层孔隙压力将发生变化,地层压力的改变引发有效压力变化,从而影响储层渗透率。而常规渗流实验中一般通过改变上覆地层压力来改变岩石所承受的有效应力,得到岩心渗透率与有效应力之间的关系,这不能准确模拟储层环境下的渗流状况。本实验通过回压控制装置对岩心施加一定的回压(图1),使得岩心孔隙中流体承受一定的压力,用以模拟地层环境下的地层孔隙压力,实验环境更加贴近储层真实情况,同时通过改变回压值来模拟地层环境下地层压力的改变,从而可以得出地层压力变化对地层渗流特性的影响规律。112 取 心实验标准岩心取自断块裂缝性低渗透砂岩储层。该断块油层平均气测渗透率为(611～1315)×10-3μm2,属低渗透特低渗透油藏。取心过程中发现储层发育多种类型微裂缝,主要为高角度垂直缝、网状缝等。取心层段基本覆盖全部含油层系。取心方式有两种,在每个取心层段,在岩心柱体上横向和纵向各截取岩心一块,即涵盖了地层中水平方向和垂直方向发育的裂缝。实验最终选用6组岩心,每组包含横向和纵向两块岩心。岩心直径都为215cm,长度为6～8cm。113 实验条件储层原始地层压力为13178MPa,基本为静水柱压力。随着油田的开采,地层压力下降,结合现场实际开发情况及实验室设备条件,为了模拟地层压力变化对渗流特征的影响,实验过程中岩心夹持器出口压力分别取0,312,512,712,8.2,912,1012共7
个实验点。据现场MFE测试资料,油藏原始地层温度为68～71℃,后经注水开发,油藏温度下降,故实验温度取40,50,60℃共3个温度点。实验所用地层水为根据矿化度分析数据配置的盐水,实验流体粘-温曲线如图2所示。
图2 地层水的粘-温曲线114 实验步骤由于低渗透储层本身具有较强的压力敏感性,
因此岩心不适合作重复加压实验。首先固定一组回压,依次改变温度,测定每个温度下的渗透率值,记录实验数据,升压至下一个压力点,再改变温度,重复实验。
2 实验数据处理与分析211 裂缝较发育储层岩心渗流规律7号,8号岩心取自裂缝较发育层段,主要发育有网状缝、高角度垂直缝等。图3,4为不同温度下7号和8号岩心渗透率与回压的关系曲线。从图3,4可以看出,回压较小时,随着回压的增大,岩心的渗透率逐渐下降。由岩心夹持器结构知,回压p逐渐增大时,围压也逐渐升高,部分孔隙喉道将逐渐被压缩,而此时由于回压较低,岩心中天然裂缝处于闭合状态,对渗透率没有贡献,即相当于基质储层。因此,回压较低时,随回压的增大渗透率将逐渐降低。回压继续升高,当其大于裂缝开启压力时(曲线中的拐点),原来闭合的隐式裂缝将逐渐开启。裂缝开启后,由于裂缝的导流能力比孔隙喉道要强许多,
因此将发挥主要的渗流通道作用。随着回压的升高,
裂缝宽度逐渐增大,裂缝导流能力增强,渗透率升高,
反映在曲线上即是渗透率随回压的升高而逐渐升高,
裂缝越发育,其对渗透率的贡献也越大。
・28・中国石油大学学报(自然科学版) 2007年6月图3 7号岩心渗透率与回压关系曲线图4 8号岩心渗透率与回压关系曲线 由图3,4还可以看出,曲线的拐点均发生在回压为7～8MPa,因此可以得出该断块岩心裂缝开启的地层压力为7～8MPa。裂缝开启后将发挥主要的渗流通道作用。212 裂缝较不发育岩心渗流规律6号和10号岩心取自裂缝较不发育层段,与7号和8号岩心相比,其裂缝明显较少、较小。图5,6 为6号和10号岩心的渗透率与回压的关系曲线。与图3,4比较可以看出,对于裂缝较不发育层段岩心,其渗透率随回压的变化趋势与裂缝较发育岩心的变化趋势明显不同。随着回压的增大,渗透率一直逐渐减小,在本实验压力变化的范围内,曲线没有出现明显的拐点。
图5 6号岩心渗透率与回压关系曲线
・38・第31卷 第3期 付 静,等:裂缝性低渗透油藏渗流规律实验研究