渗流力学读书报告

中国地质大学本科生读书报告课程名称 教师姓名 本科生姓名 本科生学号 20111003123本科生专业 所在院系资源学院类 别 日 期2014年1月7日特低渗透油藏水驱油效率的影响因素及提高摘要：在油藏储层中有一类属于渗透率低、物性差的特低渗储层，一般的水驱油方法效率很低，为提高水驱油效率，本人查阅相关文献后了解到水驱油效率的影响因素有很多，本报告仅研究孔隙结构、毛细管压力动态效应、表面活性剂和油水粘度比这几个影响因素。一、孔隙结构对水驱油效率的影响利用压汞毛管压力曲线求得的微观均质系数a，是表征储层孔隙结构均质程度和影响水驱油效率的主要特征参数之一。1、孔隙结构特征的描述孔隙结构特征的表示方法，在文献的基础上，我利用压汞、退汞资料辅助于薄片和扫描电镜观察，描述与水驱油效率关系此较密切的孔隙结构特征。压汞和退汞所求得的岩样孔隙大小分布曲线,均建立在平行毛细管束理论的基础上。压汞时，把通过喉道进入孔道的体积作为此喉道所占有的体积;退汞时,从一开始时的最高压力（80大气压）退到驱排压力Pa为止，可以假设水银主要从喉道里退出（事实上，一小部分孔隙会出现局部排空）。计算时,把该喉道退出的体积均作为此喉道占有的体积。因此，无论压汞和退汞均把孔隙大小分布视为由不同大小的喉道所组成的平行毛细管束，该毛细管的长度与横截面积的乘积为该喉径所占有的孔隙体积。假设孔隙介质是由许多大小不一的孔喉组成，对此指标为排驱压力所对应的最大喉道半径。每一个喉道r1相对于rmax的偏离程度为r1/rmax,总的偏离程度为每个r值的偏离值对饱和度的加权，即为：£ 「AS]r卜11IJV —————— n1-1当饱和区间无限小时，上式即为：J；ms)dsg・.$一■S一压汞时最大注入压力对应的累积饱和度值;退汞时为最大喉道半径所对应的累积汞饱和度值S一压汞时为初始汞饱和度值；退汞时把压汞时的最大饱和度值取为0.R(S)——压汞和退汞所确定的孔喉半径分布面数。s 汞饱和度。a、a’一一定义为孔隙结构的均质系数。压汞时的计算值写为。；退汞时的计算值写为。’。a的变化范围：o<a<1。a越大，岩样越均质;a越小,岩样越不均质;当a=1时，岩样的孔喉由单一尺寸的孔道组成可视为极端均质。a与岩样空气渗透率一般没有明显关系。单个油田中,存在着空气渗透率增大,a增大的趋势。a与岩样孔隙度关系此较密切。一般孔隙度大的,a值大，但井不。值大者,孔隙度都大。单个油田中,a与孔隙度一般没有明显关系，也没有普遍存在的规律。2、均质系数a与驱油效率的关系强亲水条件下,a与无水采油期和含水采油期的驱油效率都有较好的线性关系，可用方程表示：门无二-0.83+75.2«Ms=46+50.38a=43.36+45.78(1门3口=4-9.60+36.54a水驱油过程是驱动力与毛细管力共同作用的过程。在驱动力作用下，水总是沿着阻力小的孔隙大的方向前进。压汞过程正是驱动力作用下的类似过程，因此，压汞所确定的a越大,水驱油效率越高。大孔道所占的比例也越大，岩样越均强亲油条件下,a与无水采油期、质，驱油效率高。另一方面，毛细管力 含水采油期的驱油效率有明显的性是有利因素，能自发地把水吸入到小孔道中去，因此，毛细管半径越小，其所占比例又大，毛细管力的作用就越大。退汞过程类似水驱油过程中毛细管力的作用。因此，退汞过程所确定的a,越小其平均喉道半径与最大喉道半径偏离越大，由于亲水岩样驱油过程中，发挥驱动力的作用，耍求孔道大而集中，发挥毛管力的作用，耍求孔道小其所占比例又大。二者以较复杂的形式影响着水驱油效率。为此，引进p=a’/a作为亲水岩样的孔隙结构特征参数,。与无水、含水采油期的驱油效率可用下面的线性方程表示：可无=69.2—46.6。4=75.3-37.6。皿=88-33,1885,6-25.80可见，p越小（即a越大,a’越小）,线关系，可用方程表示：『无二一6,34+60.42以笥5=7*3+S9.7。业产31+48.6。%产41.2+40.9。 可见°越大，驱油效率越高。二、毛细管压力动态效应对驱油效率的影响毛细管压力大小与界面张力、岩石润湿性及孔隙半径有关ZbCQsOPL 为找到毛细管压力与产油量的关系，本文编写者找到一张图：图1为生产井定井底流压生产时，考虑静态毛细管压力与动态毛细管压力下产油量的变化。由图1可见，考虑动态毛细管压力时的产油量低于只考虑静态毛细管压力时的产量，这是因为

与考虑静态毛细管压力情况相比，考虑动态毛细管压力时多考虑了含渗流数学模型，并用其研究了注水过程中动态毛细管压力对低渗透油藏水饱和度变化率对渗流的影响，水驱水驱油渗流规律的影响。结果表明，油渗流阻力更大，所以产油量减小。低渗透油藏毛细管压力的动态效应非常显著，不能忽略；动态毛细管压力和湿相饱和度变化率之间近似为线性关系，且不同渗透率岩心的毛细管动态系数大小不尽相同，岩心渗透率越低，毛细管动态系数值越大，毛细管动态效应越明显，启动压力梯度越大。认为毛细管压力动态效应是造成低渗透油藏油水两相流动符合非通过实验测定和数值模拟研究，分析低渗透油藏油水两相渗流毛细管压力动态效应，以明确其对水驱油特征的影响规律。建立了动态毛细管压力测量实验装置，对动态毛细管压力和含水饱和度变化率之间的关系进行了测定，并求得低渗透岩心的毛细管动态系数。基于测定结果建立了一维水驱油达西渗流规律的原因之一，会对水驱油前缘的推进速度、沿程压力分布、见水时间、产油量、采出程度等开发指标产生影响。三、表面活性剂对水驱油效率的影响表面活性剂驱油实验：面活性剂具有显著降低驱油剂与原油之间界面张力的特点，因而能提高原油采收率，是三次采油的主要方法之一。本研究选用阴离子型表面活性剂FC-1,配制的质量分数为0.05%。表1为实验用岩心基本数据表，表2为地层水和表面活性剂驱油实验数据表，表3为地层水和表面活性剂驱油相对渗透率实验数据表。提高驱油效率，渗透率较小的A岩心无水期驱油效率比地层水驱提高7.0%,最终期驱油效率提高了16.1%;渗透率较大的B岩心无水期驱油效率比地层水驱提高了17.5%,最终期驱油效率比地层水驱提高了37.1%,两块岩心平均无水期驱油效率提高11.表1表面活性剂驱油实验岩心基本敬最终期驱油效率提高26.6%。广心、 &瑚篇「渗透斩/io-沁岳L隙度.色*S+川 公-皿•—: 大量研究表明，驱油效率与油藏A 25/ ZJJ ILD"fi 岩石的润湿性密切相关，亲油岩石水表2表面活性剂驱油实验数据表廿心兮驱油介成软油效率偃无水期最终期A地层水21.8476表活剂溶液2&8637B地层水225509表活剂溶液4Q0880表3表面活性剂驱油相对渗透率数据表岩心号驰油介成含水饱和度限残余油时水相相对渗透率点缚水交点处A地层水275378Q874表活剂溶液382497Q599B地层水268396Q718表活剂溶液366573Q406驱油效率最低,弱亲水岩石的驱油效率最高。油水相对渗透率曲线能够反映在驱油过程中岩心润湿性的变化。一般情况下,随着岩心润湿性从亲油性向亲水性转化，相对渗透率曲线上束缚水饱和度、交叉点含水饱和度增大,残余油时水相相对渗透率值减小。西峰油田长8储层润湿性评价结果为弱亲油性，从表3表面活性剂与地层水驱油相对渗透率实验数据中可见，从表2可见，表面活性剂能显著 用表面活性剂驱油，岩心束缚水、交点

处含水饱和度都比地层水驱时明显增大，残余油时水相相对渗透率减小,说明表面活性剂驱油能使岩心的亲油性明显降低，亲水性增强，因而可以提高驱油效率。、四、油水粘度比对水驱油效率的影响平均水驱油效率与油水粘度比关系曲线为了反映出油水粘度比对水驱油效率的影响，将5种油水粘度比下平均水驱油效率与油水粘度比关系曲线数据见下表:比用幂函数拟合成上图，数据见下表:比用幂函数拟合成上图，可以看到，平5种油水粘度比下的实验样品的平均水驱油烈均水驱油效率与油水粘度比具有较好的相关性,在平均空气渗透率相近的情况下，随着油水粘度比的增大，水驱油效率呈逐渐减小趋势。油水粘度比能够反映油水在储层中的相对流动性的好坏。油水粘度比越大，岩石表面对油的作用相对于水来说就越强，更难被水驱替出去。五、结论1、孔隙结构、毛细管压力、表的实验样品的水驱油效率进行平均，将平均水驱油效率与油水粘度面活性剂和油水粘度比都对水驱油效率有较大影响。2、 孔隙结构对水驱油效率的影响是均质系数a越大，驱油效率越高。因此，提高均质系数可提高驱油效率，但由于油藏地层是固定的，改变其孔隙结构比较困难，实际生产上较难实现。3、 毛细管压力对水驱油效率的影响是岩心渗透率越低，毛细管动态系数值越大，毛细管动态效应越明显，启动压力梯度越大。认为毛细管压力动态效应是造成低渗透油藏油水两相流动符合非达西渗流规律的原因之一，会对水驱油前缘的推进速度、沿程压力分布、见水时间、产油量、采出程度等造成影响，进而对驱油效率产生影响。因此提高岩心渗透率，降低毛细管动态效应是提高驱油效率的着手点。4、 表面活性剂具有显著降低驱油剂与原油之间界面张力的特点，因而能提高水驱油效率和原油采收率，运用高效的对应的表面活性剂，能快速高效的采出原油，提高驱油效率。5、油水粘度比表征油水在储层中的相对流动性的好坏，油水粘度比越大，岩石表面对油的作用力相对与水来说就越强，更难被水驱替出去，降低油水粘度比是提高驱油效率的关键，可以加入相关试剂来实现。六、参考文献涂富华唐仁琪韩锦文（胜利油田地质科学院）、沈平平（石油勘探开发科学研究院）：砂岩空隙结构对水驱油效率的影响。石油学报1983年4月