页岩油+开发实验+第2部分：弹性驱开采模拟技术规范编辑说明

《页岩油开发实验第2部分：弹性驱开采模拟技术规范》

编制说明

（征求意见稿）

一、任务来源及工作简要过程

1.1任务来源

按照国能综通技［2021］92号文件要求，国家能源局综合司关于下达2021

年能源领域行业标准制（修）订计划的通知，能源行业标准《页岩油弹性驱开采

模拟技术规范》（批准计划号：能源20210027）的制定由页岩油标准化技术委

员会提出并归口。

1.2工作过程

（1）2020年11月，向能源行业页岩油标准化技术委员会申报制定《页岩油弹

性驱开采模拟技术规范》的任务书。2021年6月，页岩油标准化技术委员会向

国家能源局汇报2021年立项计划，9月获批制定《页岩油弹性驱开采模拟技术

规范》。

（2）2021年9月23日，页岩油标准化技术委员会在合肥召开了“2021年标准

化工作部署及标准起草培训会议”，安排了标准的制订任务并对标准起草人进行

了培训和指导，随后标准制订工作开始。

（3）2021年10月，组建了标准制定项目工作组，确定了人员分工。

（3）2021年11月，工作组对标准草案进行了研讨，形成了若干修改意见。

（4）2021年12月，工作组根据修改意见编制了征求意见稿。

1.3主要参加单位和工作组成员

负责起草单位：中国石油新疆油田分公司实验检测研究院。

参加起草单位：中国石油勘探开发研究院、中国石油大学（北京）、中国石

油大港油田公司、大庆油田有限责任公司勘探开发研究院（黑龙江省油层物理与

渗流力学重点实验室）

由第一起草单位中国石油新疆油田分公司实验检测研究院牵头组织。第一起

草人中国石油新疆油田分公司实验检测研究院靳军为标准修订工作组组长，负责

1

标准的立项、起草、征求意见、送审、报批以及审查汇报等工作，组员包括王子

强、唐红娇、向宝力、雷征东、杨胜来、蒲秀刚、李斌会、李蓉、寇根、周伟、

邓英。

工作组成员、单位及分工见表1。

表1项目工作组成员、单位及分工

姓名单位分工

靳军中国石油新疆油田分公司实验检测研究院项目负责人、总体把关

技术指导、实验测试及

王子强中国石油新疆油田分公司实验检测研究院

分析

唐红娇中国石油新疆油田分公司实验检测研究院实验测试及分析

向宝力中国石油新疆油田分公司实验检测研究院实验测试及分析

雷征东中国石油勘探开发研究院实验测试及分析

杨胜来中国石油大学（北京）实验测试及分析

蒲秀刚中国石油大港油田分公司技术指导，文本审核

大庆油田有限责任公司勘探开发研究院实验测试及分析、技术

李斌会

（黑龙江省油层物理与渗流力学重点实验室）指导

李蓉中国石油新疆油田分公司文本审核

寇根中国石油新疆油田分公司实验检测研究院实验测试及分析

周伟中国石油新疆油田分公司实验检测研究院实验测试及分析

邓英中国石油新疆油田分公司实验检测研究院文本审核

二、编制原则

2.1行业标准编写原则

（1）本标准按GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件

的结构和起草规则》给出的规则起草。

（2）标准中的关键技术要求做到技术可靠、安全实用。

（3）标准阐述力求做到条理清晰、语言精炼、易于操作。

2.2主要内容

2

主要包括前期准备与样品检测、后期数据处理与成果要求等2个部分，具体

包括：

（1）前期准备与样品检测

1）实验设备及计量器具要求

对页岩油弹性驱开采室内物理模拟实验所需的主要设备及计量器具技术指

标进行了要求。

特别针对页岩油进行室内弹性开采物理模拟实验时，弹性产油量低（小于1

mL），常规产液量测量方法难以准确计量的难题，要求采用微量计量管（见图1），

防止挥发、连续，最下可读体积0.002cm3。

图1微量计量管线

统计部分页岩油岩样（143组）渗透率分布，90%渗透率低于0.1mD，部分样

品渗透率低于0.01mD，因此，要求气体渗透率测定装置精度不低于0.01x10-3um2。

图2页岩油样品渗透率分布

2）岩样及实验用油预处理

按照岩心特点，将用于弹性驱开采实验的岩心样品分为新鲜岩心非新鲜岩心

两类，并根据两类岩心在弹性驱开采实验过程中的特点和差异对岩样制备及预处

3

理进行了要求和规范。

a）对两类岩心选样及出筒后保存方法进行了规定和要求

要求新鲜岩心，应未受钻井液污染，特别对新鲜岩心出筒后保存方式进行了

要求；非新鲜岩心，应采用老化的方法，恢复初始润湿状态后再进行实验。

b）对岩样钻取及实验前保存方式进行了规定和要求

钻取的岩样浸泡在实验用油中密封保存。

c）对实验用油进行了规定和要求

优先选取实验井或区块产出原油，规定了实验用模拟油制备方法及实验前要

求。考虑到实验目的及设计方案，说明实验用油黏度可依据实验目的自行设计，

也可采用含气原油。

2）油藏条件模拟

规范了页岩油弹性驱开采室内物理模拟实验所需的关键参数上覆压力、

地层压力、实验温度的要求，并规范了油藏条件模拟的实验步骤。

有压力梯度资料时，采用岩样所在地层的深度与压力梯度的乘积作为岩

样上覆压力；没有压力梯度资料时，一般采用0.0226MPa/m(1psi/ft)作为

压力梯度值（压力异常的地层慎用）；也可依据实验目的自行设计。

有地层压力资料时，采用地层压力作为孔隙压力；没有压力梯度资料时，

一般采用0.0113MPa/m(0.5psi/ft)的压力梯度计算孔隙压力（压力异常的

地层慎用）；也可依据实验目的自行设计。

采用油藏实际温度或依据实验目的自行设计实验温度；采用三轴向岩心

夹持器，可分别对岩样端面和周围柱面施加不同的轴向压力和径向压力。

3）弹性驱开采实验

规范了新鲜岩样、非新鲜岩样弹性驱开采实验步骤。

新鲜岩样模拟油藏条件后，按实验设计设置初始回压，开始弹性驱开采

实验，并规范了弹性驱开采过程中上游压力、产油量，上游压力开始下降时

间等参数的记录；

非新鲜岩样，考虑到页岩油源储共生、无运移或短距离运移的成藏特点

摒弃了常规实验中建立束缚水的过程；考虑到页岩油纳米级孔隙发育、饱和

液体难度大的实际问题，规范了定压饱和模拟油的要求，设定初始流压及围

4

压，若无流体流出，则逐渐升高流压和围压。同时，要求饱和模拟油量不低

于10PV，在地层温度下老化恢复润湿性，老化时间不少于10d。

对于不同生产阶段弹性驱生产过程的模拟可改变初始回压，重复实验步

骤。

（2）后期数据处理与成果要求

依据新鲜岩样、非新鲜岩样在弹性驱开采物理模拟实验过程的差异分别给出

了采出程度计算公式：新鲜岩样依据弹性驱实验前、弹性驱实验结束后、洗油烘

干后质量变化计算采出程度；非新鲜岩样依据实验岩样饱和模拟油质量及T时刻

累计采油量计算采出程度。

新鲜岩样弹性驱开采采出程度按照公式（1）计算；

mm

02100

m0m1..........................................................................(1)

式中：

η——弹性驱采出程度，％；

m1——实验后烘干岩心质量，g；

m2——实验后湿岩心质量，g；

m0——新鲜岩心质量，g。

非新鲜岩样弹性驱开采采出程度按照公式（2）计算：

Nρ

po100

m...........................................................................(2)

式中：

η——弹性驱采出程度，％；

Np——T时刻累计采油量，mL；

3

ρo——实验用模拟油密度，g/cm；

m——实验岩样饱和模拟油质量，g。

为便于实验分析，规范了弹性驱过程每个时间段所需记录的参数，包括采出

液的油水体积、上游压力等；同时要求绘制弹性驱过程产油量、产液量、采出程

度与时间的关系曲线对于弹性驱过程规律的分析和解释具有重要意义。

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三、采标情况

现行涉及岩心物理模拟实验的标准有《注蒸汽采油高温高压三维比例物理模

拟实验技术要求》（SY/T6311-2012）、《复合驱油体系性能测试方法》

（SY/T6424-2000）、《微生物驱油技术规范》（SY/T6888-2012）等，但以上标

准相关内容不适合页岩油。通过大量文献调研，国内外尚未发现与本文件相类似

的页岩油弹性驱开采室内物理模拟相关标准、规范可供参考、借鉴。

本标准起草单位从事页岩油实验多年，有着丰富的专业知识和经验，在制定

过程中，结合了多年的科研成果，内容全面，结构完整、技术参数合理、具有适

用性强，通用性广，测定方法准确可靠、技术先进等特点，对使用者具有指导意

义。本标准的制定符合我国行业要求，文件各项内容具体，可操作性强，目前本

标准可达到国内领先。

四、主要试验验证情况和预期达到的效果

本标准的制定是在大量实际应用基础上，针对模拟实验过程中仪器设备、计

量器具、油藏条件模拟、实验步骤等进行了规范和要求，以适应和完善生产、科

研工作的需要，制订的标准更适用于页岩油弹性驱开采规律的认识和分析研究工

作的需求。

（1）大量开展页岩油开采室内物理模拟实验，保障方法科学性

近年来，中国石油天然气股份有限公司新疆油田分公司、中石油勘探开发研

究院、中国石油大学（北京）以吉木萨尔页岩油为研究依托，开展了大量的页岩

油开采室内物理模拟实验，对页岩油开采实验规律已取得了较为深入的认识，探

索并建立了开采室内物理模拟实验方法，为本标准的起草、制定奠定了较好的研

究基础。

部分岩样实验条件及相关样参数见表1。

6

表1实验条件及相关样参数

实岩

地层井底

验样渗透/孔隙长度直径粘度

岩性压力压力

编编10-3m2度/%/cm/cm/mpa.s

/MPa/Mpa

号号

122灰色泥质粉砂岩0.1511.026.7682.4660.84330

222灰色泥质粉砂岩0.1511.026.7682.4660.84320

322灰色泥质粉砂岩0.1511.026.7682.4660.84310

422灰色泥质粉砂岩0.1511.026.7682.4660.8430

521灰色细砂岩0.04812.988.0062.4640.84330

621灰色细砂岩0.04812.988.0062.4640.84320

721灰色细砂岩0.04812.988.0062.4640.84310

821灰色细砂岩0.04812.988.0062.4640.8430

96-2浅灰色细砂岩0.00787.327.3282.4660.84330

106-2浅灰色细砂岩0.00787.327.3282.4660.84320

116-2浅灰色细砂岩0.00787.327.3282.4660.84310

126-2浅灰色细砂岩0.00787.327.3282.4660.8430

137深灰色泥岩0.00177.037.832.4620.84330

147深灰色泥岩0.00177.037.832.4620.84320

157深灰色泥岩0.00177.037.832.4620.84310

167深灰色泥岩0.00177.037.832.4620.8430

（2）大量开展页岩油开采室内物理模拟实验，揭示页岩油弹性驱开采规律

清楚的认识和了解弹性驱过程中流体的渗流特征，有利于油田采取合理的改

善措施和制定合理的开采方式及工作制度，为油田高效的开采提供理论依据。

随着时间的变化，边界压力逐渐降低。前期呈指数形式快速递减，后期呈幂

率形式缓慢递减，趋向稳定到生产井底压力。

流量曲线（日产量），呈现初期：压力波未传到边界，高递减；中期：压力

波传到边界，快递减；后期：趋于稳定阶段，低递减3个流动阶段。

基于本标准开展大量实验，明确压力传播规律及产量规律与生产现场一致，

为页岩油生产规律的认识提供了实验和技术支撑。

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图2上游压力与时间的关系曲线

图3累计产油量与时间的关系曲线

图4吉木萨尔页岩油生产曲线

（3）开展了多种条件下的弹性驱开采模拟实验，明确页岩油开采影响因素，

8

指导了开发方案的编制

通过开展不同井底压力、不同岩样渗透率、不同岩心长度、不同页岩油黏度

的页岩油开采室内物理模拟实验，明确页岩油开采影响因素。

随着井底压力的降低，弹性采收率呈指数式递增；在同一井底压力下，渗透

率越大弹性采收率越大，最终采收率在2%-10%之间，平均为5.8%，数据与生产

现场一致。

渗透率越大，压力降低的越快，在经历相同的衰竭时间后，上游压力与压力

梯度越小。初始阶段压力随时间呈指数形式递减，最后趋于稳定近似趋于线性变

化。累计产油量和采出程度：随着时间的变化，均逐渐增大，初始阶段增大较快，

后逐渐变缓，最后趋于稳定。在衰竭相同时间时，渗透率越大，最终的采出程度

越大。

实验样品长度越长，初始阶段压力下降越慢，衰竭时间越长。随着时间的延

长，采收率逐渐增大，且初始阶段增加较快；实验样品越长，最终采收率越低，

约为0.7%~1.5%。

图5页岩油井底压力、渗透率与弹性采收率关系曲线

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图6不同岩心长度下上游压力、采收率随时间的变化关系

表2页岩油有利区划分表

评价有利区分类

评价参数

内容一二三

孔隙度%>128～125～8

厚度m>4>6>12

储层

覆压渗透率mD≥0.010.01~0.00250.0025~0.0007

地质储量108t2.973.750.38

五、与现行法律、法规、政策及相关标准的协调性

本标准在制订过程中按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第一部分：标

准的结构和编写规则》进行编写。

本标准制订过程中，引用了下列标准的部分内容，符合要求，具体如下：

（1）为了便于理解和使用本标准，在术语与定义章节引用了《页岩油储量

计算规范》（SY/T7463-2019）章节3术语与定义中，3.1页岩油的定义、《岩

石孔隙体积压缩系数测定方法》（SY/T5815-2016）章节3术语与定义中，3.1上

覆压力、3.2孔隙压力的定义，本标准未作修改，完全引用。

（2）GB/T29172-2012《岩心分析方法》中岩样的清洗和烘干相关要求和

内容适用于本文件。

六、贯彻标准的要求和措施建议

10

为了使标准得到更好、更有效的实施，应组织相关管理人员、技术人员和操

作人员进行标准宣贯培训，使所有的技术人员和操作人员都能灵活掌握本标准的

详细条款和具体要求，并在实际工作中得到认真地贯彻和执行。

标准编写组后续也将及时收集各单位在标准实施中的意见及建议，并在适当

的时候对标准进行修订。

七、废止现行行业标准的建议

无。

八、重要内容的解释和其他应予以说明的事项

标准中各条款中的规定可根据样品的实际情况和用户需求执行。标准在执行

过程中如遇到问题由本标准起草单位负责解释。

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《页岩油开发实验第2部分：弹性驱开采模拟技术规范》

编制说明

（征求意见稿）

一、任务来源及工作简要过程

1.1任务来源

按照国能综通技［2021］92号文件要求，国家能源局综合司关于下达2021

年能源领域行业标准制（修）订计划的通知，能源行业标准《页岩油弹性驱开采

模拟技术规范》（批准计划号：能源20210027）的制定由页岩油标准化技术委

员会提出并归口。

1.2工作过程

（1）2020年11月，向能源行业页岩油标准化技术委员会申报制定《页岩油弹

性驱开采模拟技术规范》的任务书。2021年6月，页岩油标准化技术委员会向

国家能源局汇报2021年立项计划，9月获批制定《页岩油弹性驱开采模拟技术

规范》。

（2）2021年9月23日，页岩油标准化技术委员会在合肥召开了“2021年标准

化工作部署及标准起草培训会议”，安排了标准的制订任务并对标准起草人进行

了培训和指导，随后标准制订工作开始。

（3）2021年10月，组建了标准制定项目工作组，确定了人员分工。

（3）2021年11月，工作组对标准草案进行了研讨，形成了若干修改意见。

（4）2021年12月，工作组根据修改意见编制了征求意见稿。

1.3主要参加单位和工作组成员

负责起草单位：中国石油新疆油田分公司实验检测研究院。

参加起草单位：中国石油勘探开发研究院、中国石油大学（北京）、中国石

油大港油田公司、大庆油田有限责任公司勘探开发研究院（黑龙江省油层物理与

渗流力学重点实验室）

由第一起草单位中国石油新疆油田分公司实验检测研究院牵头组织。第一起

草人中国石油新疆油田分公司实验检测研究院靳军为标准修订工作组组长，负责

1

标准的立项、起草、征求意见、送审、报批以及审查汇报等工作，组员包括王子

强、唐红娇、向宝力、雷征东、杨胜来、蒲秀刚、李斌会、李蓉、寇根、周伟、

邓英。

工作组成员、单位及分工见表1。

表1项目工作组成员、单位及分工

姓名单位分工

靳军中国石油新疆油田分公司实验检测研究院项目负责人、总体把关

技术指导、实验测试及

王子强中国石油新疆油田分公司实验检测研究院

分析

唐红娇中国石油新疆油田分公司实验检测研究院实验测试及分析

向宝力中国石油新疆油田分公司实验检测研究院实验测试及分析

雷征东中国石油勘探开发研究院实验测试及分析

杨胜来中国石油大学（北京）实验测试及分析

蒲秀刚中国石油大港油田分公司技术指导，文本审核

大庆油田有限责任公司勘探开发研究院实验测试及分析、技术

李斌会

（黑龙江省油层物理与渗流力学重点实验室）指导

李蓉中国石油新疆油田分公司文本审核

寇根中国石油新疆油田分公司实验检测研究院实验测试及分析

周伟中国石油新疆油田分公司实验检测研究院实验测试及分析

邓英中国石油新疆油田分公司实验检测研究院文本审核

二、编制原则

2.1行业标准编写原则

（1）本标准按GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件

的结构和起草规则》给出的规则起草。

（2）标准中的关键技术要求做到技术可靠、安全实用。

（3）标准阐述力求做到条理清晰、语言精炼、易于操作。

2.2主要内容

2

主要包括前期准备与样品检测、后期数据处理与成果要求等2个部分，具体

包括：

（1）前期准备与样品检测

1）实验设备及计量器具要求

对页岩油弹性驱开采室内物理模拟实验所需的主要设备及计量器具技术指

标进行了要求。

特别针对页岩油进行室内弹性开采物理模拟实验时，弹性产油量低（小于1

mL），常规产液量测量方法难以准确计量的难题，要求采用微量计量管（见图1），

防止挥发、连续，最下可读体积0.002cm3。

图1微量计量管线

统计部分页岩油岩样（143组）渗透率分布，90%渗透率低于0.1mD，部分样

品渗透率低于0.01mD，因此，要求气体渗透率测定装置精度不低于0.01x10-3um2。

图2页岩油样品渗透率分布

2）岩样及实验用油预处理

按照岩心特点，将用于弹性驱开采实验的岩心样品分为新鲜岩心非新鲜岩心

两类，并根据两类岩心在弹性驱开采实验过程中的特点和差异对岩样制备及预处

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理进行了要求和规范。

a）对两类岩心选样及出筒后保存方法进行了规定和要求

要求新鲜岩心，应未受钻井液污染，特别对新鲜岩心出筒后保存方式进行了

要求；非新鲜岩心，应采用老化的方法，恢复初始润湿状态后再进行实验。

b）对岩样钻取及实验前保存方式进行了规定和要求

钻取的岩样浸泡在实验用油中密封保存。

c）对实验用油进行了规定和要求

优先选取实验井或区块产出原油，规定了实验用模拟油制备方法及实验前要

求。考虑到实验目的及设计方案，说明实验用油黏度可依据实验目的自行设计，

也可采用含气原油。

2）油藏条件模拟

规范了页岩油弹性驱开采室内物理模拟实验所需的关键参数上覆压力、

地层压力、实验温度的要求，并规范了油藏条件模拟的实验步骤。

有压力梯度资料时，采用岩样所在地层的深度与压力梯度的乘积作为岩

样上覆压力；没有压力梯度资料时，一般采用0.0226MPa/m(1psi/ft)作为

压力梯度值（压力异常的地层慎用）；也可依据实验目的自行设计。

有地层压力资料时，采用地层压力作为孔隙压力；没有压力梯度资料时，

一般采用0.0113MPa/m(0.5psi/ft)的压力梯度计算孔隙压力（压力异常的

地层慎用）；也可依据实验目的自行设计。

采用油藏实际温度或依据实验目的自行设计实验温度；采用三轴向岩心

夹持器，可分别对岩样端面和周围柱面施加不同的轴向压力和径向压力。

3）弹性驱开采实验

规范了新鲜岩样、非新鲜岩样弹性驱开采实验步骤。

新鲜岩样模拟油藏条件后，按实验设计设置初始回压，开始弹性驱开采

实验，并规范了弹性驱开采过程中上游压力、产油量，上游压力开始下降时

间等参数的记录；

非新鲜岩样，考虑到页岩油源储共生、无运移或短距离运移的成藏特点

摒弃了常规实验中建立束缚水的过程；考虑到页岩油纳米级孔隙发育、饱和

液体难度大的实际问题，规范了定压饱和模拟油的要求，设定初始流压及围

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压，若无流体流出，则逐渐升高流压和围压。同时，要求饱和模拟油量不低

于10PV，在地层温度下老化恢复润湿性，老化时间不少于10d。

对于不同生产阶段弹性驱生产过程的模拟可改变初始回压，重复实验步

骤。

（2）后期数据处理与成果要求

依据新鲜岩样、非新鲜岩样在弹性驱开采物理模拟实验过程的差异分别给出

了采出程度计算公式：新鲜岩样依据弹性驱实验前、弹性驱实验结束后、洗油烘

干后质量变化计算采出程度；非新鲜岩样依据实验岩样饱和模拟油质量及T时刻

累计采油量计算采出程度。

新鲜岩样弹性驱开采采出程度按照公式（1）计算；

mm