利用微观水驱油模型实验对储层进行流动单元的划分

1、Vol 38 No. 5Sep. 2008第38卷第5期2008年9月吉林大学学报(地球科学版)Journal of Jilin University( Earth Science Edition)利用微观水驱汕模型实验对储层进行流动单元的划分解伟】，赵蕾2,孙卫I,付晓燕彳1 西北大学大筋动力点实质学珞风安7100692中S石油克拉吗依油田勘擠开发研究院新克拉吗依8340003中国石楠长庆油田勵探开发研究院西安71002!摘要：采用微現水駁油揍型实脸测再丹半油田庄19井区长&住展26块样爲的泠透车.水凰林含油饱 舸度以及在不不同注入压力下的嶄余油饱农废右駅油效卓以此參敛为屋0 应用统计分析

2、软件SPSS 4样划分为E真、G真和M賽3矣浪幼单元.结合试脸动态观察和微捋分析不同汛动单无 奥型有舟不同的浚通道、驱普方K、8油效事以及氏力对駁油枚事的作用.关词：黴現水袈油權显实脸$浪动草元u僵油效辜；駁挣压力中图分矣号:P618. 13 文畝标识码：A文章壊号:1671 - 5888(2008)05 -0745 -04Flow Units Division by Applying the SandstoneMicro-Model for Water-Oil Displacement ExperimentXIE Wei1 .ZHAO Lei: .SUN Wei1 ,FU Xiao-yan1

3、1. State Key Laboratcry of Continental Dynamici/Department of Geology Northwest University. Xi9an 710069.Oiwa2. Petroleum Exploration and Development Rfitarch Institute.Karamay Oilfield . PelroC/tma. KaranayXinjiang 63000.China3. Petroleum Exploration and Development Rmarch InuituU 9 Changqing Oilfi

4、eld PetroChina% Xif2n 710021 CAtnaAbstract：Twenty six samples from Chang & reservoir in wellblock Zhuang- 19 of Xifeng oilfield are tested by means of sandstone micro-model for water-oil displacement experiment for the collection of the parameters of their permeability* oil saturation before displac

5、ement remaining oil saturation and displacement efficiency under the different waterflood time and pressure Based on these parameters with the employment o( statistic software SPSS* the authors divide the samples into three types of flow units E. G and M. With the facilitation of the dynamic observa

6、tion of the experiment and data analysis, the authors demonstrate that different types of flow units have different flow path, displacement model, displacement efficiency and effect of press to displacement efficiency.Key wordst sandstone micro-model for water-oil displacement experiment； flow units

7、i displacement efficiency i displacement pressure0前言来众多学者巳对此进行了广泛和深入的研究经历 了定性到定摂、宏观到微观、静态到动态的发展过自从1984年C. L. Hearn提岀流动单元概念以 程形成了以微观孔隙结构.渗流待征等差异为分类收稿日期：2007- 1213墓金項目：国家T73刃项目(2OO3CB214606)作者简介：解伟(1979-)男陕西乾县人博士研究生主要从事油气田地质与开发研.E-mail,.746育林大学学报（地球科学版）第38卷标准的综合定倉研究和动态的表现形式但是 流动单元的微

8、观与动态待征研究仅限于孔隙结构的 定就描述和宏观的生产分析和验证对于微观孔隙 结构和流体的渗沆特征缺少有力的证据.而真实砂 岩模旳由于其保持了原岩心孔隙结构岩石表面物 理性质及部分填隙物，可以对流体的渗流待征和 残余油的形态进行直接观察，了解水驱油和貝;他驱 油方式下剩余油的形成过程、微观分布规律和分布 形态以及影响剩余油分布的因素，把储层的微观孔 隙结构和动态渗流特征直观地展现出来。本文以 西峰油田庄19井区长82储层为研究对象。1 微观水驱油模型试验1.1 实验准备实验之前应选取足够的样品分别代表不同沉 积微相类型不同的层位以及不同的物性.在本次 实验中共选取样品26块.在模型制作9首先将

9、储层岩石沿水平方向瘠制 成长和宽各为3 cm左右、厚0.50.8 mm的薄片 用特种玻璃粘贴荫端开水槽以让流体能沿端口全 面进入薄片中最后用针孔和外界相连为注入液体 和流出液体的通逍（图1）。驱替液体中油样是依据 实际原油粘度配制成的.加人了少轨油溶红呈红 色）水样为配制的地层水.加入少量甲基蓝.呈蓝 色.以便于实验观察。S 1 K实砂岩袈替模型0BFig. 1 Sandstone displacement model picture1樓空淹体入nh2 駭璃山.棋空人口瑞水岩石 模中出口 41水心演体出口12 微观水驱油实验过程具体实验过程与步骤如下*（1）将模型抽真空并饱和水测模型的液体渗透

10、 率确定模型的原始含水饱和度S.（2）油驱水至残余水，记录油驱水压，统计计算 模型的原始含油饱和度S.（3）模拟实际油田注水压力梯度做水驱油实验, 首先确定模型的水驱油启动在此压力下水驱油至 1倍孔隙体枳（1PV）,统计计算模型的剩余油饱和 度 S/1PV）.计算水驼 Ed（lPV） = S0- Ss （1PV）/S依次类推水驱油至2倍.3借最离 至4倍孔隙体积，最终驱油效率7=Ed（4PV）#（4）增大注水压力统计注水压力分别为p“ P5时注入水体积分别为1PV.2PV.3PV和 4PV时的最终驱油效率。1.3 微现水驱油实验结果通过上述实验过程测得26个模型的油驱水的 压力以及水驱油前的含

11、池饱和度，以及在不同注入 倍数和水驱油压力下剰余油饱和度和驱祥效率（表 1）由于在多孔介质内部水驱油过程中水驱油方 式、水驱油之后残余油的形态、类型、数厳及驱油效 率的好坏受到储层本身的性质（包括孔隙结构、孔隙 体积等）、油水的性质及外界因素（如温度、压力等） 等方面的影响因此匕述测得的参数可以客规地 反映储层微观孔隙结构和渗流待征，在宏观上表现 为同一水动力单元即流动单元2 流动单元的划分2.1參数的选取在上述实验中由于所测得的参数过于庞大为 了便于分析更能反映储层的特征对所测参数进行 处理.由于在1PV时压力和驱油效率能反映储层 的原始孔喉特征和孔喉半径的大小，同时在不同注 入借数下骡油效

12、率变化相对压力变化的均值能反映 储层孔喉的总体大小和均质程度，因此这3个参数 就可以反映微观孔隙结构和渗流待征在考虑到储 层的宏观待征参数孔隙度和渗透率时，由于水驱前 饱和度可以代表储层的孔隙度因此在宏观参数中 只选取渗透率来进行分析（表1）2.2 潦动单元的划分及结果对所选取的参数应用SPSS统计软件进行聚类 分析分为E类、G类和M类3种流动单元类型. 分析结果见表2.764吉林大学学报（地球科学版）第38卷1 微现水驱油实验结県參数统计裂Table 1 Parameters statistical list of micro-watcroil displacement experiment

13、* 品 号KSe/%P2AJ化相炖斥力 U化的均值 /10 MEaP /MPi弘 /%/%P/MPi弘 /%E./HP/MP.s/%氐/%P/MPaSo, /%E./%10. 4021.700.0517.1021.200.0$U.2034.0.0513.1539.400.011.3047.9322.2720. 2918.270.1014.0822.930.1012.6730. 650.1011.8335.250.1011.0039. 7910. 7030.3133.800.0225. 9423. 250.0222.0534.760.02】& 9244.020.0316. 8550.1520.

14、4940.1421.450.2214.1134.220. 2211.2647.510.229. 2656. S30. 256. 7968. 3473350.1221.350.0415.8925.S70.0410. 6849.980.048. 2661.310.067.1666.4612.1160. 6635.710.1025. 79V. 780. 1020.2143.410.1016. 67S3. 320.1514.0450.685.4810.7123.900.021& 3023.430.0413. 7042. 680.0411.5051.880.088.0766. 239.5180.1732

15、.300.0227. 5014.860.0223.9026.010.0220.1337. 680.0816.3049. M7.1190.0827.000.0423.4013.330.0421.6020.000.04】& 9030.000.0816.503& 896.81100. 3442.800.0132. W23.830.0326. 2038.790.0325.0041.S90.0321. 9Q43. 8310. 66110. 2532.000.0424.2524.220. 1019. 3039. 690.1016. 5048.440.1014.1055.946.50120.1233.300

16、.0323.8028 530.0319.9040.240.03IS. 0945. 680.0317.0048. 95S4.45130.4729. 850.0320. 7330 $50.0312. 2059.130.03lb 1262. 750.038.2772. 2936.61U0.5029. 420.0624.0018. 420.X17.3141.160.0614.8949.390.0712.94S6.0215.18150S528.310.02“9640.090.0214.7248.000.0211.2860.160.0410. 3263. 5510. 25160.5227.000.0718

17、.2032. $90.0714.1$47.590.0711.30S&150.1$9.1066. 303.45170.4831.500.0227.1013.970. 0624.0023.810. 0622. 9027.30o.oe21.0033.33607180. 5429&50.0723.9019.930.0719. 4035.010.0716.8043. 720. IS10. 70$4.157.37190. 24抽.600.0132.9014.770. 0325. 9032.900.0323.8038. 340. 0321.4044. M19.200.4831.070.0419. 7036.

18、 S90. 1017. 9042.390. 1016. 7046. 2S0. 10IS. 1051.402.82210. 2416.210.0514.5310. 360.0512.072S S40.0511.7027. 820.068. 3348.6122.07220. 3827.000.0116. 3039. 630.0112. 70S2.960.0111.40S7 780.0510.3061.857. S9230.2332.200.0321.3033. S50.031$. 4052.170.05il.BO63. 350.058.0075.1614.8S240. 7046. S00.0320

19、.6055.980.0318. 5060.470.0316.4064.960.0511.3075.851.57250.0942.600.0324.9041.550.0511.8072.300.059.317&150.058.1480 8920.98260.1033.000.0322.0033.330.0$10.6067.880.05H. 2774.940.056.6379.9131.05注薛品2.39IOJ2.17J9-21为砂岩奠余均为砂岂1323 26 “用矣嘔为科门坝兀余为水下分XMiB.2 潦动单元划分结果Table 2 The result of flow unites divisi

20、on元类或KS。（水 !/%启动压力/MPa驱油效率变化相対 压力变化的均值/I0 ?MP样品号样品个数E0. 4434. 120.421.196.8J0J1J0.23.2410G0. 3431.460.48939U2.4,5.7%9J4J5.2K2210M类0.3129.050.5111.493J2J3J9.25.266764吉林大学学报（地球科学版）第38卷764吉林大学学报（地球科学版）第38卷3 流动单元划分结果分析从表2可以看出渗透率和水驱前含油饱和度 从E类到M类依次降低而启动压力和販油效率变 化相对于压力变化的平均值依次增高.这说明不同 类型流动单元的渗透率孔隙

21、度喉道半径、孔喉大 小、孔喉变异系数、分选系数以及水骡油效果和方式 等方面存在着差别现分别对各类流动单元类型 进行描述.E类流动单元气孔隙度大连通性好当注入水在注入压力的作用下进入模巾后首先沿着孔喉大、 连通好、限力小的大孔隙向前推进恥替逐步形成网 状渗流通道注人水整体向出口端推进（图2A和 B）。此时提髙注入压力只是加快了注入水在已形 成的渗淡通道中的流动速度而从整体上对提高水 驱油效率的意义不是十分显著最终的驱油效率为 80. 89%,驱油效辜很高.图2不同涼动单元类?S水驱油试验全视fit及放大视域 Fig. 2 Full view and micro view of different

22、 flow unite in displacement experimentA.庄19井7号蟆型全觇域庄19井7号施型放大視域（C庄 61 -23井9号模旳全WMiD.庄61-23井9号模熨放大WMiE 庄58-22井25号段眠全庄58 22井25号大視G类流动单元的孔隙度较大连通性较好，当注 入水在注入压力的作用下进入模型后首先沿着孔 喉大连通好、阻力小的大孔隙形成渗流通道各通 道之间连通性差形成较多的“断头路”（图2C和 D）o在提岛注入压力的情况下不但加快了辻入水 在已形成的渗流通道中的流动速度而且会促使注 入水突入较小的孔喉形成新的渗流通逍。从整体 上来说提离压力对提髙水驱油效率的意义

23、十分显 菩最终的骡油效率为57. 49%.驱油效率较离.M类流动单元的孔隙度小连通性差当注入 水在注入压力的作用下进入模型后首先沿着孔喉 大连通好、阻力小的大孔隙向前推进驱替（图2E 和F）逐步形成极少的滲流通道并逐步趋于稳定， 存在很多的“断头路J比时在提高注入压力的情况 下注人水在已形成的濛流通道中的流动速度加快 很难突破小的厚道第体上水驱油效率差最终的驱 油效率为33. 33%.4 结论（1）利用微观水驶油模型试验所测得的渗透率、 水驱的含油饱和度、启动压力和馭油效率变化相对 于压力变化的均值这4个参数将所选样品划分为 E类、G类和M类3类流动单元.（2）在实验过程中观察到不同的流动单元

24、类型 之间有看不同的孔喉结构和大小驱替效率、不同注 入倍数下的含油饱和度以及驱油效率对注水压力变 化的反映。（3）E类流动单元苣孔喉连通性好半径大注 入水形成网状渗流通道驱替效率高注水压力的提 高对驱替效率无明显的效果$G类流动单元的孔喉 连通性较好半径大注人水形成数条渗流通道存 在“断头路”，驰皆效果较好在增大注水压力的情况 下渗流通道增加驱油效率增大类流动单元的 孔喉连通差半径小，注人水形成数条渗流通逍存 在较多断头路J驱桥效果差,在堆大注水压力的情 况下渗流通道无明显增加，驱油效率无明显增大.簽考文駅(References):1 张堆春彭仕宓穆立华等流动单元四维动衣演化仿 真模型研究J

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