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滲吸—驅替采油機理大解析

滲吸—驅替采油機理大解析

什么是滲吸作用?

滲吸作用是開采基質孔隙原油的有效方法,但滲吸作用的動力問題一直沒有得到很好的解決。一般認為滲吸的動力是毛管力作用下的潤濕性流體自發的吸入孔隙中驅替非潤濕流體的過程。根據滲吸方向,可分為同向滲吸和逆向滲吸;根據流體飽和順序,可分為油驅水過程和水驅油過程,如下圖。

流體飽和順序,可分為油驅水過程和水驅油過程,

滲吸作用采油機理是什么?

天然微裂縫中的流體以達西滲流為主,基質系統中的流體表現為滲吸作用和低速非達西滲流特征。隨著開發的深入,大量的剩余油滯留于基質系統中的微小孔隙,難以通過加壓驅替方式進行開采,僅以毛管壓力滲吸置換。因此,致密油藏的開發效果受驅替效率和毛管壓力自發滲吸效率控制。滲吸作用的強弱是跟儲層滲透率有關的。滲透率越低,滲吸作用越強。在致密油藏中依靠滲吸作用動用基質系統中原油的潛力大于中一高滲透油藏,因此自發的滲吸作用已成為裂縫性致密油藏有效開發的重要機理。

滲吸作用采油機理捕鱼棋牌

如何實驗驗證滲吸與驅替的采油效率?


今天剖析的這篇文獻通過NMR(核磁共振)與壓汞測試手段,分析了滲吸與驅替兩種狀態下的采收率變化。樣品采自延長油田的長8儲層,是屬于典型的致密油藏儲層。具體的實驗方法如下圖所示。

NMR與壓汞測試手段

滲吸與驅替的采收率對比分析

由研究區長8儲層巖心樣品驅替前后核磁共振T2譜可以看出,在水驅油實驗過程中,油量的減少使得油相弛豫信號逐漸減弱,T2譜左、右峰幅度均減小,但右峰幅度減小更明顯,表明注入水主要驅替的是一些大孔隙和中孔隙中的原油。同時殘余油弛豫時間小于100 ms,且峰值較高,說明水驅油實驗過程中主要驅替大孔隙中的原油,而殘余油主要存在于中一小孔隙,大孔隙中分布較少。

延長油田長8儲層水驅前后核磁T2譜

由滲吸前后核磁共振T2譜可以看出,在巖心樣品處于原始含油飽和度狀態時,含油孔隙半徑分布表現為2個峰,左峰表示小孔隙部分,右峰表示大孔隙部分。自發滲吸實驗后,左、右峰幅度比原始含油飽和度條件下測得的幅度均有減小,表明致密油儲層的孔隙半徑很小,而毛管壓力作用很大,具有較強的毛管滲吸作用,即巖心樣品小孔隙中的原油因毛管壓力作用吸入水而排出油,因此利用毛管壓力的滲吸作用,吸入水、排出油,對提高致密油儲層的采收率具有重要意義。

延長油田長8儲層滲吸前后核磁T2譜

研究區長8儲層6塊巖心樣品的滲吸法和驅替法實驗結果表明:驅替法實驗的采收率為32.30% – 39.32%,滲吸法實驗的采收率為9.60% – 19.49%,驅替法實驗的采收率雖明顯高于滲吸法,但由于驅替法實驗中壓力梯度高于實際礦場中的水驅壓力梯度,過高的注人壓力會給設備和工藝帶來困難,不符合礦場實際情況。因此,在實際礦場應用中,應充分發揮滲吸法和驅替法的協同作用。

滲吸與驅替過程的可動流體分布分析:

定義不同類型孔隙出油量與總出油量的比值為驅油百分數。根據弛豫時間與孔隙半徑的關系,可以將水驅油前后和滲吸前后核磁共振T,譜轉換為孔隙半徑,進而計算出驅油百分數,見下圖。

不同滲透率巖心滲吸-驅替可動流體分布分析

不同滲透率巖心滲吸-驅替可動流體分布分析

對滲透率為0.06 mD的低滲巖心樣品的滲吸法實驗中,小孔隙的驅油百分數較高,達53.34%,大孔隙和中孔隙的驅油百分數較低;而驅替法實驗中中孔隙的驅油百分數最高。對滲透率為0.2 mD的巖心的滲吸法實驗中,中、小孔隙的驅油百分數較高,分別為48.42%和31.24%,而在驅替法實驗中,大孔隙的驅油百分數較高。整體而言,小孔隙以滲吸作用為主,大孔隙以驅替作用為主,但由于致密油儲層巖心樣品的微觀孔隙結構復雜,且滲吸一驅替過程中流體流動方向受微觀孔喉潤濕性影響,因此滲吸法與驅替法的可動流體分布沒有嚴格的孔隙尺寸界限。隨著滲吸一驅替過程的深人,最初滲吸作用階段的注入水沿小孔隙進人基質系統,水驅前緣逐步由小孔隙進人與其連通的中一小孔隙并發生滲吸作用;而最初驅替作用階段的注入水沿大孔隙進人基質系統,水驅前緣逐步過渡至與其連通的中一小孔隙,從而在大孔隙與中一小孔隙之間由于壓力差發生滲吸一驅替作用。

一句話結論:
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驅替法主要驅替大孔隙及較小孔隙中的原油,而殘余油主要留存于小孔隙中,在大孔隙中僅有少量分布。自發滲吸實驗后核磁共振T2譜左、右峰的幅度比原始含油飽和度條件下測得的幅度均變小,表明滲吸作用可以有效地驅替基質系統中的原油。

參考文獻:
申哲娜, 王香增, 康宵瑜等. 延長油田典型致密油儲層滲吸一驅替采油機理定量分析[J]. 油氣地質與采收率, 2018, 29(5).
李傳亮, 李冬梅. 滲吸的動力不是毛管壓力[J]. 巖性油氣藏, 2011, 23(2):114-117.

紐邁小編:小Y. 更多低場核磁共振技術的前沿應用研究進展可關注紐邁官方微信號

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