低渗透均质油层超低界面张力体系驱替毛管数的研究

针对经典毛管数理论在低渗透油层超低界面张力体系驱替中应用的局限性,在考虑低渗透油层水驱油渗流速度、超低界面张力对油水相对渗透率影响的条件下,给出了毛管数的修正公式;依据均质低渗透岩心超低界面张力体系驱油实验数据绘制了化学驱采收率与毛管数的关系曲线,提出了超低界面张力体系驱替条件下应用毛管数的注意事项,指出了用超低界面张力体系提高水驱低渗透油层采收率的合理途径.     

表面活性剂对长庆超低渗砂岩油藏化学渗吸的影响

以长庆油田超低渗储层Y284区块为研究对象,通过静态渗吸、油水界面张力、润湿性以及油水黏度比测量等实验,研究了表面活性剂性能对化学渗吸采收率的影响。结果表明:在超低渗Y284砂岩储层中,阴离子型表面活性剂的渗吸效果最好,并且阴离子亲油基碳链长度的增加可以增强渗吸作用;溶液p H大于两性离子等电点时,甜菜碱型表面活性剂可促进渗吸作用;阳离子表面活性剂不适用于砂岩油藏的化学渗吸采油中;当界面张力处于10-1m N/m数量级时,界面张力下降,渗吸采收率升高,当界面张力处于10-2m N/m数量级时,界面张力上升,渗吸采收率升高;表面活性剂可以改善岩石表面润湿性,增强渗吸作用;给出了油砂静态渗吸的毛管数表达式,润湿相黏度的适当增加或非湿相黏度的降低有利于毛管数的增加,可以增大渗吸采收率。     

高温低渗油藏中表面活性剂溶液渗吸效果影响因素研究

为进一步探究高温低渗油藏中表面活性剂溶液渗吸机理,以高温低渗的头台油田扶余油层为例,以渗吸过程中黏附功降低因子以及毛管力与重力比值N-1B为评价指标,通过实验研究了表面活性剂溶液组成、裂缝发育程度和岩石渗透率对渗吸效果的影响。结果表明:表面活性剂可有效改善岩心渗吸效果,但选择表面活性剂时,应在改变界面张力降低黏附功、提高洗油效率的同时兼顾界面张力对毛管力的影响,不应一味追求过低油水界面张力。类似扶余的低渗透裂缝性储层,随裂缝系统发育程度增加,毛管力与重力比值N-1B增大,基质岩石与裂缝系统之间的交渗速度加快,达到平衡时间缩短,渗吸采收率增加。实验岩心渗透率范围内,随岩心渗透率增加,油水交渗速度加快,渗吸达到平衡时间缩短,渗吸采收率增加。     

表面活性剂对低渗岩心高温渗吸的影响

将表面活性剂溶液与注入水进行对比,在90和114℃条件下,考察亲水、亲油低渗岩心的渗吸现象和渗吸采收率变化,通过定义黏附功降低因子、内聚功降低因子、变形阻力降低因子以及利用扩散弥散作用、Marangoni效应对渗吸特征进行分析。结果表明:对于亲水低渗岩心,表面活性剂的低张力特性使毛管力降低,渗吸动力减弱,渗吸较注入水滞后,原油的运移阻力也相应减弱,渗吸的最终采收率提高;对于亲油岩心,表面活性剂的润湿反转特性使毛管力由发生渗吸的阻力变为动力,且其低张力特性有助于渗吸采收率的提高;表面活性剂通过降低界面张力、改善润湿性影响低渗岩心的高温渗吸采收率,且当岩心亲水时前者更关键,当岩心亲油时后者更重要。     

裂缝性致密砂岩油藏渗吸驱油效果影响因素

裂缝性致密砂岩储层物性较差,非均质性强,且发育微裂缝,注水开发效果较差,渗吸驱油作为致密油储层水驱采油的一种主要机理受到越来越多的关注。室内以鄂尔多斯盆地某油田裂缝性致密砂岩储层天然岩心为研究对象,通过自发渗吸实验,评价了原油黏度、注入水矿化度、温度、渗透率、润湿性以及表面活性剂对渗吸驱油效果的影响。结果表明,原油黏度越低,注入水矿化度越低,温度越高,渗透率越大时,渗吸驱油采收率越高;其中润湿性对渗吸采收率的影响最为显著,岩石越亲水,渗吸驱油效果越好;阴离子型表面活性剂ZYL-1能够通过改变岩石表面润湿性和降低油水界面张力来提高渗吸驱油采收率;加入0. 3%ZYL-1后的周期注水最终采收率可以达到45. 6%,远远高于单独水驱时的28. 9%。矿场试验结果表明,注入表面活性剂ZYL-1关井渗吸驱油后,取得了显著的增产效果,说明间歇式周期注水和表面活性剂渗吸驱油相结合的方式能够提高裂缝性致密砂岩油藏的采收率。     

低渗油田表面活性剂驱油机制

以降低启动压力理论为依据,结合表面活性剂溶液对相对渗透率影响等实验,研究表面活性剂降低油层注入压力的机制。结果表明,表面活性剂可降低油水界面张力,增加原油流动能力;表面活性剂能改变岩石表面润湿性,使岩石润湿性向亲水方向转变,减小水驱毛管阻力;表面活性剂能增加水相渗透率,降低注入压力;当表面活性剂质量分数为0.2%、注入量为0.5 VP(VP为孔隙体积)时,选择含水率低于70%注入活性剂驱油效果较好。     

致密油藏自发静态渗吸实验及影响因素

自发渗吸对致密砂岩油藏的注水开发有着重要意义,理想情况下自发渗吸驱油效率可以达到50%以上,目前国内外学者对致密储层自发静态渗吸研究不够系统和深入,实验模型不能真实和全面地反映储层物性及流体对自发渗吸的影响规律。针对以上问题,设计制作了典型区块致密储层天然岩芯和人造岩芯,开展了致密储层多因素自发静态渗吸实验,系统研究了渗吸时间、岩芯长度、岩芯孔隙度、地层水矿化度、岩芯渗透率、初始含水饱和度、界面张力及润湿性对致密储层渗吸驱油效率和渗吸速度的影响程度,定量评价了不同因素下渗吸驱油效果的变化规律。结果表明,影响渗吸驱油的主要因素为润湿性、孔隙度、渗透率、界面张力,初始含水饱和度次之,岩芯长度及地层水矿化度对渗吸驱油效率的影响最弱,作用强度最小,研究结果对致密储层有效注水开发提供了实验和理论依据。     

机械振动对岩心毛管压力曲线及润湿性的影响

采用“半渗隔板法”和“自吸法”分别测振动前后岩样的毛管压力曲线及润湿性，用对比的方法研究振动对地层中界面现象的影响，对振动法增产的机理进行进一步的探讨．通过对毛管压力曲线及润湿性变化的分析得出在岩样固有频率附近振动对岩心的毛管压力曲线和润湿性影响最大，此时，毛管压力曲线的阀压值降低，饱和度中值压力降低，束缚水饱和度减小，而润湿性则表现为水湿性加强，岩心的绝对渗透率变大，有利于原油的增产和采收率的提高     

考虑变应力影响的粗糙裂缝油水两相流动能力数值模拟方法

油水两相相对渗透率和毛管力曲线是表征裂缝中流体流动特性的重要指标。基于侵入逾渗模型,建立一种考虑变应力影响的粗糙裂缝内油水两相流动数值模拟方法。通过蒙特卡洛法构建单条粗糙裂缝模型;利用侵入逾渗模型模拟单条粗糙裂缝中的稳态油-水驱替过程,数值求解毛管力及相对渗透率曲线。通过与Mualem解析模型比较验证模型的准确性。借助裂缝所受有效应力与开度间的解析关系,研究变应力影响下油水两相流动能力的变化规律。结果表明:油-水驱替过程中,随着裂缝有效应力增加,毛管力曲线呈整体抬升趋势,其中油相相对渗透率明显减小,而水相相对渗透率基本不变,同时发现油相开始流动对应的含水饱和度和水相基本失去流动能力对应的含水饱和度均随有效应力的增加而减小。     

致密油岩心渗吸机理及表面活性剂提高采收率实验

目前随着三塘湖油田致密油注水吞吐轮次的增加,油水置换效率急剧降低。为研究合适的表面活性剂,提高致密油渗吸采收率,通过采用核磁共振技术,并发明定量测量黏附油的渗吸实验装置,研究致密油岩心渗吸机理及表面活性剂吐温20、吐温80和仲烷基磺酸钠+椰子油二乙醇酰胺(WLW)溶液对致密油渗吸采收率的影响。结果表明:过渡孔喉中的渗吸滞留和岩石表面黏附油产生的原因是随着渗吸的进行毛管动力减弱,无法克服流动阻力;分散乳化油滴、降低界面张力、改善润湿性、降低黏附功降低因子,可以降低流动阻力、提高渗吸动力或者提高渗吸的毛细管动力与阻力差值,提高油水置换效率,实现表面活性剂提高渗吸采收率的目的。研究结果为采用表面活性剂提高渗吸采收率的深入研究及致密油藏的高效开发提供了理论参考。     

核磁共振技术在油气储层润湿性评价中的应用综述

 油气藏储层润湿性是影响油水微观分布、毛管力、相对渗透率及束缚水饱和度等的关键因素之一,润湿性测定也是岩心专项分析的重点研究内容之一。准确评价储层岩石润湿性特征对于制定合理的开发方案及优选提高采收率措施具有极为重要的基础指导作用。在简要介绍3种经典润湿性评价方法及自吸速率法评价储层润湿性方法的基础上,通过对大量文献的综合调研分析,综述了使用核磁共振技术评价储层岩石润湿性的发展历史、研究成果及应用现状等内容。结合多孔介质多相流体相互作用机制,分析了核磁共振技术定量评价储层润湿性的基本原理、适应性及优缺点,指出了目前研究的局限性及需要进一步研究的内容。     

基于集合卡尔曼滤波的非稳态油水相对渗透率曲线计算方法

提出一种基于半迭代集合卡尔曼滤波(EnKF)的自动历史拟合方法用于非稳态油水相对渗透率曲线的计算。进行高温、低界面张力体系作用下油水相对渗透率试验,利用半迭代EnKF历史拟合方法和JBN解析法进行数据处理,研究温度、界面张力对油水相对渗透率的影响。结果表明:利用半迭代EnKF历史拟合方法和JBN解析法所得结果区别较大,但从历史拟合的角度来看,半迭代EnKF方法结果更为合理;随着温度的升高,束缚水饱和度增大,残余油饱和度降低,油相相对渗透率升高,水相相对渗透率降低,相对渗透率曲线右移;随着界面张力的降低,束缚水饱和度和残余油饱和度都降低,油水两相共渗的范围变宽;新方法将驱油机制考虑到数学模型中,得到的相对渗透率曲线更适于在油藏数值模拟、生产优化等方面应用。     

低渗岩心自发同向渗吸启动压力梯度计算方法

基于Backly-Leverett水驱油理论,考虑自发同向渗吸过程润湿相前缘向前推进突破岩心出口端前、后时的渗流阻力差异,建立了考虑重力、毛管力、黏滞力和启动压力梯度的一维低渗岩心同向渗吸数学模型;利用建立的数学模型,通过调整启动压力梯度表达式中油水相系数和指数,当计算得到的渗吸速度与时间的关系曲线与室内同向渗吸实验实测曲线实现较好拟合时,即可得到渗吸过程中启动压力梯度的大小及变化规律。通过对5组渗吸实验结果拟合表明,利用该数学模型能够有效计算自发同向渗吸过程中的启动压力梯度大小,可见该方法的建立对于进一步完善渗吸理论数学模型以及丰富启动压力梯度的计算方法具有重要意义。     

应用压汞资料计算油水相对渗透率的试验研究

对亲水岩心吸吮过程中油相的捕集规律进行了考察.以随机毛管束物理模型为基础,建立了应用压汞毛管力曲线计算油水两相吸吮相对渗透率的数学模型.对该模型进行了试验验证,同时与M.B standing模型作了对比.结果表明,应用压汞资料计算油水吸吮相对渗透率曲线的方法是可行的.     

高渗储层特高含水期渗流规律实验模拟及流场表征

以孤东油田七区西馆陶组Ng63+4砂层组地质特征为基础,设计二维平面物理模型进行水驱实验,组建压力、饱和度全程同时实时监测系统,并以绘制场图的形式表征模型内部压力及含水饱和度分布,系统地揭示了含水上升规律与压力、饱和度分布之间的关系。基于驱替过程中模型内部压力及含水饱和度分布的变化规律,推导出油水两相的速度分布及流线,通过调整注采关系改变流线,研究特高含水期供给边界及压力梯度的改变对储层油水两相饱和度分布的影响。建立质点迁移模型计算平面模型内部含水饱和度分布,并将预测值与实验测量值对比,认为长期注水冲刷及压力波动会导致储层的孔渗性及润湿性改变,进而导致油水两相相渗曲线改变。通过修正相渗曲线,预测得出与实验测量结论具有高相似度的含水饱和度分布,为高渗油藏特高含水期剩余油分布预测提供了一套新的思路。     

低渗致密砂岩储层孔隙结构特征及自发渗吸实验

为深入研究低渗致密砂岩储层渗吸驱油机理以及渗吸过程的影响因素,以鄂尔多斯盆地H区块长8储层段致密砂岩储层为研究对象,采用铸体薄片、扫描电镜以及恒速压汞等试验手段对孔隙类型、孔隙半径、喉道半径以及孔喉比等孔隙结构特征参数进行了分析,并利用渗吸实验和核磁共振实验对自发渗吸驱油特征及影响因素进行了研究。结果表明：研究区块致密砂岩储层孔隙类型以粒间孔、粒内溶孔和晶间孔等为主,主要分为中大孔型和微小孔型孔隙,这两类孔隙的孔隙半径相差不大,但孔隙数量、喉道半径以及孔喉比的差异较大。致密砂岩岩心自发渗吸初始阶段渗吸速度较快,后期逐渐下降,中大孔型的岩心自发渗吸驱油效果好于微小孔型岩心;随着致密砂岩岩心表面水润湿程度的增强,自发渗吸采收率逐渐增大;而随着渗吸液界面张力的降低,自发渗吸采收率呈现出先上升后下降的趋势,因此,在实际应用中,应使渗吸液具有合适的界面张力,从而使自发渗吸采收率达到最大。     

基于格子玻尔兹曼的润湿性对降压效果的研究

改变油藏润湿性和降低油水界面张力是解决低渗/特低渗油田注水压力高问题的有效方法。而室内驱替实验时,表面活性剂浓度不仅影响油水界面张力,还会影响岩石表面润湿性能,无法准确评价表面活性剂的润湿性能对降压效果的影响。格子Boltzmann方法通过控制流体和固体间作用参数能够独立控制界面张力大小,并能够模拟任意接触角变化。因此,基于格子Boltzmann方法,应用二维平板模型,考虑粗糙表面,设置微观梯形结构,研究了毛管数、邦德数及黏度比等不同无量纲数条件下润湿性改变对降压率的影响。结果表明,毛管数越小,邦德数越大、黏度比越大、接触角越小,降压率越高、降压效果越明显;接触角存在一个最佳范围,超过此范围继续降低接触角,降压效果不明显;对于多孔介质,改变润湿性对降压率影响比单通道更加明显。     

致密油藏润湿返转提高采收率技术

针对致密油藏目前开采方式存在产量递减快、可采储量低的问题,通过构建基于离散裂缝网络的致密油藏润湿返转提高采收率数学模型,并编制相应全隐式数值求解算法,进一步研究了亲油储层周期注入表面活性剂方式的驱油效果及影响因素。结果表明:周期注入表面活性剂能够使储层产生润湿性返转,诱导自发渗吸,进而有效动用基质内剩余油,较目前开采方式可进一步提高采收率幅度10%;周期注表活剂的驱油效果随着原油黏度的降低、基质渗透率的增大或者压裂密度的提高而变好,当地层原油黏度低于7 m Pa·s、基质渗透率不低于0. 01 mD、裂缝间距不高于150 m时,周期注表活剂可取得明显的增油效果。     

分子膜驱提高原油采收率机理研究

分子膜驱是一种新型的纳米膜驱提高原油采收率技术。采用多种实验手段,通过大量实验研究表明,分子膜驱的驱油机理有别于传统的化学驱（聚合物驱、表面活性剂驱、碱驱及其复合驱等油方法）。它是以水溶液为传递介质,膜剂分子依靠静电相互作用为成膜动力,膜剂有效分子沉积在呈负电性的岩石表面,形成纳米级超薄膜,改变了储层表面性质和与原油的相互作用状态,使得注入流体在冲刷孔隙过程中,原油易于剥落和流动而被驱替液驱替出来,达到提高采收率的目的。分子膜剂作用机理主要表现在吸附作用、润湿性改变、扩散作用、毛细管自吸作用等几个方面。