定边地区长82储层微观渗流特征研究

2022-09-10

由于研究区为低孔、特低渗储层, 孔隙结构以小孔微细-微喉道为主, 渗流阻力较大, 对其储层流体的微观渗流特征进行研究可以为油田开发提供必要的指导。本章主要从油驱水、水驱油微观渗流特征、剩余油的类型及成因、驱油效率的影响因素等方面进行分析。

一、模型简介

本次研究利用研究区内的实际岩心制作的真实砂岩微观孔隙模型 (1997, 西北大学地质系获国家专利) , 进行了油水相驱替实验来观察研究区储层流体的微观渗流特征。

二、油驱水渗流特征

该实验步骤主要是油驱水至束缚水, 对油藏形成的过程进行实验室条件下的模拟。

通过对研究区长82储层的砂岩微观模型进行油驱水实验观察发现:研究区长82储层油驱水类型以网状、指状驱替型为主, 部分可见均匀状驱替类型。

三种类型的渗流特征存在差异, 同时也会导致原始含油饱和度高低不同:指状驱替型绕流面积较大, 驱替不均匀, 形成多处未饱和油区域, 原始含油饱和度最低;网状驱替型较指状驱替型绕流面积小, 原始含油饱和度也较高;均匀驱替型在整个模型中基本不形成绕流区域, 原始含油饱和度最高。

三、水驱油渗流特征

通过对研究区长82储层砂岩微观模型进行水驱油的实验观察:研究区长82储层水驱油类型与油驱水方式相似, 也是以网状、指状驱替型为主。水驱油渗流特征表现为以下几点:

1. 指状现象普遍存在

2. 模型入口端驱油效率高于出口端驱油效率

3. 模型注入两倍于孔隙体积 (2Pv) 的水后, 驱油效率的提高很缓慢。

4.微观孔隙结构决定了驱油通道。由前述可知, 定边地区长82储层孔隙类型以残余粒间孔组合关系、溶蚀孔-残余粒间孔组合关系、致密型孔隙组合关系。

四、水驱油效率影响因素分析

通过对研究区长82油层进行水驱油实验表明, 影响本区长82油层驱油效率的主要因素是:驱油方式、储层物性、驱替压力、孔隙结构非均值性和孔喉比。

1. 驱油方式对驱油效率的影响

孔道中的水驱油方式包括活塞式和非活塞式两种。定边地区长82储层孔道中的水驱油方式以活塞式占主导, 而活塞式驱油为主的模型占71.43%活塞式驱油为主的模型占28.57%驱替方式可以看出:活塞式为主的驱替方式最终驱油效率较高, 平均可达60.69%式为主的驱替方式残余油饱和度较高, 驱油效率较低, 平均仅为仅为39.22%。

2. 物性对驱油效率的影响

通过压汞实验得出的物性参数与最终驱油效率关系, 可以看出, 渗透率均对驱油效率有较大影响:渗透率越大, 最终驱油效率越高。

3. 驱替压力对水驱油效率的影响

模型实验结果表明, 提高注水压力后, 水驱油效率明显提高。但是随着压力的不断提高, 尤其是到了水驱后期, 加大压力对驱油效率的影响逐渐变小。以池70井模型D6为例, 始后不断提高注水压力, 可以看出在P=0.09MPa、P=0.11MPa、P=0.13MPa期间驱油效率提高较明显;但是到了水驱后期压力增大至0.11MPa以上时, 加大压力对驱油效率影响较小, 变化不明显。

4. 孔隙结构非均质性对水驱油效率的影响

由于孔隙结构的差异造成了水驱油通道的差异, 进而引起水驱油效果的不同。

残余粒间孔型组合发育的模型, 在水驱油过程中, 水沿着油最先进入的通道快速前进, 很少进入其他区域, 最终注入水进入整个模型的区域不大, 残余油区的范围仍很大。驱油效率不高, 平均驱油效率为47.89%。

溶蚀孔-剩余粒间孔型组合发育的模型, 在水驱油过程中, 注入水首先进入粒间孔, 将孔隙中的水驱走, 并较快形成通道。逐渐增加驱替压力, 注入水则进入较小的溶孔中, 最终驱替压力较为理想, 平均驱油效率为70.51%。

致密型孔隙组合发育的模型, 注入水进入模型就需要较大的驱替压力, 水进入微孔后又很难进入下一个孔隙, 仍需要进一步加大驱替压力, 可能超过实际的生产压差, 最终驱替效果差, 平均驱油效率为48.59%

五、残余油类型及成因

本次研究通过镜下观察发现, 研究区长82储层水驱油残余油以簇状油块为主, 其他可见膜状残余油、孤岛状和盲孔中的残余油。

残余油以簇状油块形式附着于颗粒表面是姬塬研究区长82储层残余油的主要存在方式, 这主要是由模型微观非均质造成的, 水驱油时注入水主要沿阻力较小的渗流通道前进而发生绕流形成的。

残余油以油膜形式附着于颗粒表面是姬塬研究区长82储层残余油的另一种存在方式, 这是由于研究区储层润湿性为中性偏亲油性, 油对岩石的润湿能力大于水, 因此油会紧贴附在岩石颗粒表面形成油膜。随着注入压力和注入倍数的不断增强, 水的洗油能力也不断提高, 更多的油被水带走, 油膜明显减薄或基本被带走, 出现以活塞式驱油为主的驱替方式。

六、渗流开发潜力分析

通过油水两相渗流实验, 对定边地区长82储层地下流体渗流特征进行了研究。实验中, 多数模型水驱油排驱压力较高, 接近模型承压上限0.2MPa;水驱油方式以活塞式驱替为主, 注入水在模型中表现为网状、指状渗流为主, 个别模型出现均匀渗流;模型水驱油过程缓慢, 多数模型无水期采油耗时2-4小时, 甚至更长;升高压力可以明显改变注入水波及面积, 使细小孔道中的原油残余流动, 最终驱油效率较高;研究区长82储层粒度和孔喉偏细, 润湿性为中性, 对长82储层驱油效率的影响因素进行分析, 认为微观孔隙结构非均质性和物性是影响驱油效率的主要因素。