《特低渗透储层油水两相非达西渗流特征》由会员分享，可在线阅读，更多相关《特低渗透储层油水两相非达西渗流特征（22页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、汇报人 肖鲁川 特低渗透储层油水两相非特低渗透储层油水两相非 达西渗流特征达西渗流特征 大庆油田有限责任公司勘探开发研究院 一 一 前言前言 特低渗透油藏储层孔道微细 渗透率低 油水流动时 渗流阻力大 岩石孔壁固体颗粒 和液体界面之间相互作用明显 油水之间存在 的毛管力始终发挥着作用 在不同含水饱和度 下 渗流都会偏离达西定律 反映这种渗流形 态最主要的参数就是拟启动压力梯度 而拟启 动压力梯度是含水饱和度的函数 是一个非常 复杂的物理过程 因此对特低渗透油层在不同 含水饱和度下的两相非达西渗流特征进行实验 研究是非常必要的 汇报提纲 一 特低渗透岩样在不同含水饱和度下一 特低渗透岩样在不同含
2、水饱和度下一 特低渗透岩样在不同含水饱和度下一 特低渗透岩样在不同含水饱和度下 的渗流特征的渗流特征的渗流特征的渗流特征 二 不同含水饱和度下的两相拟启动压力二 不同含水饱和度下的两相拟启动压力二 不同含水饱和度下的两相拟启动压力二 不同含水饱和度下的两相拟启动压力 梯度特点梯度特点梯度特点梯度特点 三 特低渗透岩样的两相相对渗透率曲线三 特低渗透岩样的两相相对渗透率曲线三 特低渗透岩样的两相相对渗透率曲线三 特低渗透岩样的两相相对渗透率曲线 特征特征特征特征 四 油水两相时拟启动压力梯度与单相时四 油水两相时拟启动压力梯度与单相时四 油水两相时拟启动压力梯度与单相时四 油水两相时拟启动压力梯
3、度与单相时 的差别的差别的差别的差别 一 特低渗透岩样在不同含水饱和度下一 特低渗透岩样在不同含水饱和度下一 特低渗透岩样在不同含水饱和度下一 特低渗透岩样在不同含水饱和度下 的渗流特征的渗流特征的渗流特征的渗流特征 这是新进口的多功能岩心渗流实验系统组成的实验流程 这套 设备由精密计量泵 围压系统 回压控制系统 中间容器 岩心 夹持器 油水分离器以及数据采集系统组成 恒速泵 水容器 油容器 岩心夹持器 自动围压系统 压力传感系统 油水两相渗流实验测定流程 出 口 油 水 计 量 系 统 在束缚水 状态下 油相 渗流曲线呈现 出一定的非达 西渗流 到了 两相渗流阶 段 由于渗透 率急剧下降 此
4、时的渗流呈 现较为明显的 非达西渗流 到了残余油阶 段 水相渗透 率略有回升 但仍呈现一定 的非达西渗 流 0 0 02 0 04 0 06 0 08 0 1 0 12 00 20 40 60 81 压力梯度 MPa cm 流 量 ml min Sw 0 317 Sw 0 409 Sw 0 547 Sw 0 685 Sw 0 778 图 1 典型岩样不同含水饱和度下的渗流曲线 2 35 10 3 m2 从渗流曲线可以看出 两相时的拟启动压力梯度比单 相时的情况要大很多 这主要是毛管力作用的结果 由 于特低渗透岩样的孔道微细 油水共同运移时会发生贾 敏效应 因此毛管力表现为阻力形式 稳态法这种渗
5、流 机理与渗吸渗流是不同的 这导致油水两相时拟启动压 力梯度的提高 使渗流出现较强的非达西渗流形态 岩 石的渗透率越低 发生贾敏效应的概率也就越大 根据 大量微观模型实验发现 水驱油的初期 运动的油柱多 是连续的 即使发生油柱卡断 也会很快聚集 贾敏效 应较弱 但随着水驱的进行 连续油柱经常被卡断 产 生大量的分散油珠 此时的贾敏效应大大增加了水驱油 所需要的压力 反映在渗流特征上就是增加了拟启动压 力梯度 二 不同含水饱和度下的两相拟启动压力二 不同含水饱和度下的两相拟启动压力二 不同含水饱和度下的两相拟启动压力二 不同含水饱和度下的两相拟启动压力 梯度特点梯度特点梯度特点梯度特点 上图是典
6、型岩样的含水饱和度 拟启动压力梯度关 系曲线 从图中可以看出 这种关系大致呈现出抛物 线的二次曲线形式 0 0 05 0 1 0 15 0 2 0 25 0 3 020406080100 含水饱和度 拟启动压力梯度 MPa cm 图 3 典型岩样拟启动压力梯度与含水饱和度关系 2 35 10 3 m2 图 4 油水两相渗流最大拟启动压力与空气渗透率的关系 y 1 5038x 1 2189 R2 0 8764 0 0 5 1 1 5 2 2 5 3 02468 空气渗透率 10 3 m2 最大拟启动压力 MPa cm 上图是最大拟启动压力梯度 max 峰值 与空气渗透率的关 系 相关系数为0 8
7、764 具有较好的相关性 可得到以下关系 1 2189 1 max 5038 1 a K 表表1 1 不同渗透率岩样不同含水百分数下的拟启动压力不同渗透率岩样不同含水百分数下的拟启动压力 岩 样 编 号 空气渗透 率 10 3 m 2 油相渗透 率 10 3 m 2 fw 0 时 拟启动压 力 Mpa cm fw 0 2 时 拟启动压 力 Mpa cm fw 0 5 时 拟启动压 力 Mpa cm fw 0 8 时拟启 动压力 Mpa cm fw 1 时 拟启动 压力 Mpa cm 备 注 54 2 0 62 0 013 0 519 2 442 1 96 2 192 0 163 D5 4 1
8、14 0 05 0 276 2 191 1 419 1 741 0 0437 58 6 1 47 0 32 0 019 0 657 0 816 0 7 0 122 2 2 35 0 93 0 025 0 193 0 266 0 148 0 004 3 3 87 0 65 0 095 0 373 0 216 0 312 0 001 F2 4 7 0 36 0 0169 0 283 0 215 0 286 0 012 83 6 85 1 28 0 0149 0 132 0 0885 0 00430 0169 将每块岩样的含水饱和度将每块岩样的含水饱和度 拟启动压力关系进行拟启动压力关系进行 归一化
9、 即除上最大拟启动压力 可以得到上归一化 即除上最大拟启动压力 可以得到上 图 对这些数据进行回归后得到如下关系 图 对这些数据进行回归后得到如下关系 2 2 图 5 归一化拟启动压力与含水百分数关系 y 3 2879x2 3 1423x 0 2195 R2 0 6978 0 0 2 0 4 0 6 0 8 1 1 2 00 20 40 60 811 2 含水百分数 归一化拟启动压力 2195 01423 32879 3 2 1 ww ff 结合 1 式可以得到预测油水两相时拟启 动压力的经验关系式 3 2195 01423 32879 3 5038 1 22189 1 max wwa ffK
10、 三 特低渗透岩样的两相相对渗透率曲线三 特低渗透岩样的两相相对渗透率曲线三 特低渗透岩样的两相相对渗透率曲线三 特低渗透岩样的两相相对渗透率曲线 特征特征特征特征 油水相对渗透率资料是研究油水两相 渗流的基础 实验方法 稳态法 实验用油 模拟油 粘度9 426mPa s 密度是0 858g ml 实验用水 3 KCL水 粘度为0 6391 mPa s 密度是1 012 g ml 实验温度 45 图6 典型岩样不同流速下的油水相对渗透率曲线 Ka 1 14 10 3 m2 流速单位 ml min 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 4050607080 含水饱和度
11、 相对渗透率 Kro Q 0 05 Krw Q 0 05 Kro Q 0 04 Krw Q 0 04 Kro Q 0 03 Krw Q 0 03 Kro Q 0 02 Krw Q 0 02 Kro Q 0 01 Krw Q 0 01 左图典型岩样在不同渗 流速度下的油水相对渗透 率曲线 从图中看出 由于在 两相渗流区出现较强的非 达西渗流 尤其是油相的 相对渗透率变化较大 相 对渗透率形态依赖于油水 渗流速度 渗流速度高 则油水相对渗透率也比较 高 相对来说水相的相对 渗透率变化不大 这是因 为油相粘度较高 非达西 渗流较为明显 对流速的 依赖性较大 图7 典型岩样不同流速下的油水相对渗透率曲
12、线 Ka 3 87 10 3 m2 流速单位 ml min 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 4050607080 含水饱和度 相对渗透率 Kro Q 0 08 Krw Q 0 08 Kro Q 0 06 Krw Q 0 06 Kro Q 0 04 Krw Q 0 04 Kro Q 0 02 Krw Q 0 02 左图典型岩样在不 同渗流速度下的油水 相对渗透率曲线 由于对于这样渗 透率的岩样 在两相 渗流区出现的非达西 渗流并不强烈 所以 测得的相对渗透率形 态基本不依赖于油水 渗流速度 此外由于 低速渗流时所采用的 基准渗透率也较低 故到残余油时水相相 对渗
13、透率会有所抬高 四 油水两相时拟启动压力梯度与单相时四 油水两相时拟启动压力梯度与单相时四 油水两相时拟启动压力梯度与单相时四 油水两相时拟启动压力梯度与单相时 的差别的差别的差别的差别 图 8 不同渗透率岩样单相渗流与两相渗流拟启动压力对 比 0 0 5 1 1 5 2 2 5 3 02468 空气渗透率 10 3 m2 拟启动压力 MPa cm Swi时油相渗流 Sor时水 两相渗流时最大 从图中看出油 水两相同时渗流 时的最大拟启动 压力要大于束缚 水时油相渗流的 拟启动压力 而 束缚水时油相渗 流的拟启动压力 又大于残余油时 的水相渗流的拟 启动压力 在空 气渗透率小于 2 10 3 m2以 后 这种对比越 是强 烈 结论结论 油水拟启动压力梯度是随含水饱和度变 化的函数 油水两相共渗时的拟启动压力梯度远大 于束缚水时和残余油时的情况 两端拟启 动压力梯度较小 拟启动压力梯度与含水 饱和度的关系呈现抛物线形态 对特低渗透岩样的两相相对渗透率曲 线特征 空气渗透率小于2 10 3 m2 时 两相相对渗率曲线特征依赖于油水 渗流速度 而空气渗透率大于2 10 3 m2以后 则两相相对渗透率曲线基本 与油水渗流速度无关 汇报结束 汇报结束 谢谢各位专家 谢谢各位专家
