核磁共振研究低渗透砂岩油水两相渗流规律

低渗透岩芯孔喉细小,孔隙结构复杂,人造微观孔隙模型很难真实反映其微观孔隙结构.本研究利用真实岩芯,以去氢煤油为模拟油,利用核磁共振技术,研究了油水两相渗流规律,揭示了排驱和吸入过程的束缚水、残余油和采出油在不同孔隙中的分布,讨论了其形成机制,定量研究了驱替过程中渗吸作用的程度.结果表明,随着孔隙半径的增大,孔隙中束缚水饱和度逐渐降低,大于0.1 μm的孔隙空间是低渗透储层主要的储集空间,而残余油主要分布在中小孔隙,并且低渗透储层渗吸作用明显.本研究车富了核磁共振技术在油田开发中的应用.     

致密油藏驱渗结合采油可行性研究

致密油藏孔喉较小而渗吸作用显著,为提高致密油藏水驱效率,本文提出了驱渗结合采油方法,同时利用驱替与渗吸作用。为验证该方法的可行性与主控因素,本文在水驱模型的基础上,考虑了渗吸作用,并基于实验数据特征建立了渗吸项模型,建立了驱渗结合采油数值模拟模型。结果表明,渗吸作用有效增加了注入水的波及面积,有效置换出基质中的原油,提升了采油效率;主控地质因素包括基质/裂缝孔隙度、渗透率和渗吸经验参数,主控工程因素包括注水压力、裂缝间距和半长;现场应用表明相较水驱方式,驱渗结合采油的日产油速度提高了约1 倍,受效时间约为200 d,提高累产约为340 t,说明驱渗结合采油工艺可有效提高我国致密油藏的采收率,该模型可用于驱渗结合采油的优化设计。     

低渗透砂岩油藏渗吸采油技术

为了提高低渗透油藏采收率,分析了影响采收率的因素,低渗透油藏的主要特点是是储层物性差(孔隙度低,渗透率低)、地层流体自然渗流能力差、产能低、产能递减快。水的自发渗吸对提高低渗透油藏采收率十分有利,通过渗吸实验研究了低渗透砂岩油藏渗吸规律,结果表明亲水岩心渗吸量与时间呈指数增加关系,渗吸采收率受岩样接触面积、孔隙度、渗透率等因素影响,渗吸采油将为低渗透砂岩油藏的开发提供新的思路,该成果对提高低渗透油藏采收率具有重要意义。     

新疆低渗透砂砾岩油藏自发渗吸实验研究

低渗透砂砾岩油藏开发困难,水的自发渗吸对原油的开采非常有利。影响自发渗吸的因素有岩样长度、润湿性、含水饱和度、压力以及油水黏度比等。利用自行研制的室内实验装置和核磁共振技术,研究了低渗透砂砾岩油藏中,以上各种因素对自发渗吸的影响,得到了一些规律,为新疆低渗透砂砾岩油藏的开发提供理论根据。     

应用核磁共振技术评价水驱开发效果

 通常的室内岩心分析不能给出岩心水驱油过程中油的动用特征及剩余油的分布情况,借助核磁共振T₂谱技术能够直观地观察到岩心经水驱后不同孔隙中油的动用规律及剩余油分布特征.对3类不同渗透率级别的岩心样品进行水驱油实验,并借助核磁共振T₂谱技术对其渗流机制进行分析,评价水驱后的采出程度.结果表明,对于低渗透、特低渗透的岩心,驱替过程中,大、中孔隙中的油优先被驱替出来,见水时水驱采出程度已较高,见水后可通过增大驱替压力进一步提高采出率,故此类油藏适合注水开发且效果较好.但驱替压力过高也会改变孔隙中剩余油的分布,将部分油挤进更小的孔隙中,很难再被开采出来.驱替结束后所有尺度的孔隙中都有残余油分布,即使大孔隙,T₂谱显示也有部分剩余油存在.对于超低渗透岩心,水驱过程中压力较高且见水时水驱采出程度很低,故此类油藏注水开发效果较差,需通过酸化、压裂等技术改善储层物性,或寻找其他途径有效开发.     

室内注二氧化碳微观驱油机理研究

通过大庆外围特低渗透储层岩芯一维物理模拟实验,研究注水、注气、注水转注气这3 种方式的驱油微观机 理,对现场注水转注CO2 提出可参考性建议。实验中主要利用了CO2 的萃取、降黏等特点,与水驱相比,CO2 驱驱油 效率更高,增油效果明显。实验表明：对于低渗透储层,注水开发效果最差,约为40%;不同注水时机转气驱效果均好 于水驱,而且注水时机越早采出程度越高,在10% ～20% 含水率转注气能有较好的经济效益;注气驱采出程度最好且 采出程度都能达到67% 左右。通过核磁信号测量,对比不同开发方式的剩余油分布可以得出,水驱和气驱动用的主要 都是大孔隙中的油,而水驱转气驱由于CO2 的波及范围更广,能对小孔隙中的部分原油进行动用。     

低渗透裂缝性油藏渗吸数值模拟研究

低渗透裂缝性油藏作为一种特殊的油藏,裂缝很发育,基质非常致密,普遍存在孔隙度小、孔隙压力低和储层渗透率低等特点。因此其采收率相对较低,开采成本较高,经济效益亦较低。低渗透裂缝性油藏的生产机理主要表现为裂缝系统中的水靠毛细管力作用渗入岩块排油。因此,亲水的致密岩块、水的毛细管自吸作用是主要的采油机理。应用数值模拟方法,建立双重介质模型。结果表明,裂缝发育程度、黏度比、基质毛管力大小、初始含水饱和度为影响渗吸的关键因素。明确了主要地质因素、开发因素对渗吸的控制作用和作用机理,为渗吸开发低渗透裂缝性油藏具有一定指导意义。     

涠洲F4油田流沙港组储层微观结构及两相渗流特征

 涠洲F4 油田位于南海北部湾地区,包含涠洲组和流沙港组两套含油层,其中涠洲组属于高渗油藏,已经全面开发,测井解释结果显示流沙港组储量可观,但低渗透储量高达82%,涠洲组的开发经验不适用于流沙港组。针对流沙港组非均质性强、微观孔隙结构复杂及注水难度大等问题,利用恒速压汞、核磁共振和油水驱替物理模拟等实验技术,对储层微观孔隙结构及油水驱替规律等进行系统研究。研究表明,涠洲F4 油田流沙港组需要技术攻关的储层渗透率是1×10^-3~5×10^-3 μm²,且储层渗透率低于2×10^-3μm²时,以小于1 μm 的喉道为主,渗流阻力大,水驱开发难度大;低渗透油藏,前期保持较高地层压力能明显提高驱替效率,残余油状态水相渗透率低于0.2,注水压力高,后期采用小排量温和注水既有利于有效注水,又能保持较高渗吸效率,以此提高储层采收率。     

基于离心法的油驱水和水驱油核磁共振分析

为了研究流体可动用性和评价水驱开发效果,通过高速离心的方法,对3类不同渗透率级别的岩样进行油驱水和水驱油实验,并借助核磁共振技术对2种驱替过程进行分析.分析得出,15块岩样可动流体T2截止值分布在8.03～41.06 ms,平均31.55 ms,可动流体饱和度分布在51.21%～75.92%,平均为68.19%.结合油驱水离心实验和核磁共振技术可以较好地评价流体可动用性.15块岩样水驱采出程度分布为39.23%～72.09%,平均为57.08%,证明了利用离心法进行水驱油是可行的,结合水驱油离心实验和核磁共振技术可以较好地分析水驱油孔隙动用规律和评价水驱开发效果.     

利用低场核磁共振技术检测刺槐种子吸水过程水分的变化

【目的】探究种子吸水萌发过程中水分相态的变化,为种子吸水、萌发研究提供一种新的研究手段。【方法】以初始温度85 ℃热水处理后的刺槐种子为材料,采用质量法确定种子的吸水曲线,低场核磁共振技术(L-NMR)采集刺槐种子吸水、萌发过程中横向弛豫时间(T₂)的信号,并反演得到T₂弛豫谱,分析此过程中种子体内水分相态及含量的变化。【结果】热水处理后刺槐种子的吸水率远远高于对照组,0~12 h为快速吸水阶段,之后吸水速度变缓,至36 h时吸水渐趋于平衡。核磁共振波谱图表明,刺槐种子水分质量(x)与核磁共振弛豫图谱峰面积(y)呈一元线性回归关系,其线性回归方程为:y = 21 132x + 698.05,R²=0.999 6。刺槐种子在吸水萌发过程中存在3种相态的水:束缚水(T₂₁,>0.1~1.0 ms)、不易流动水(T₂₂,>1~100 ms)、自由水(T₂₃,>100~1 000 ms)。吸水萌发过程中束缚水的峰顶点变化不显著,弛豫范围、峰面积总体呈先上升后下降的趋势,但峰比例总体呈下降趋势,吸水24 h后,比例维持在4%以下,胚根伸出时,束缚水消失。在吸水3~9 h过程中,不易流动水的峰显著向右偏移,随后峰顶点时间趋于稳定(9~96 h);胚根伸出时,峰再次显著向右偏移;弛豫时间范围基本呈不断增大的趋势,胚根伸出时又显著减小;其峰面积总体呈先迅速上升(3~12 h)后保持基本稳定的趋势,但比例略有下降。自由水峰顶点随时间呈先上升后下降的趋势,且在吸水72 h时达到最大值;峰面积及比例的最大值出现在胚根伸出时(3 h时峰面积最大值是最小值的4.16倍)。【结论】刺槐种子在吸水萌发过程中存在3种相态的水,其中不易流动水占比最大,各相态水的含量处于一个动态变化过程;随吸水时间的延长,种子内部营养物质开始分解转化,水分结合能力变弱,特别是胚根穿过种皮时,种子代谢活动旺盛,自由水含量大幅增加。     

原油的变温核磁共振弛豫特性实验研究

随埋藏深度的不同,地下原油温度有很大的变化,造成其核磁共振（NMR）弛豫特性差别较大。利用2 MHz核磁共振谱分析仪器,对选取的不同粘度的脱气原油样品,测量了5种不同温度下原油样品的NMR弛豫时间。结果表明,随温度升高,同一油样的弛豫速度变缓,弛豫时间增大,弛豫时间谱有规律地右移,但横向弛豫时间T2和纵向弛豫时间T1随温度的变化速度有所不同。随粘度降低,不同油样弛豫时间谱有规律地向右移动,说明原油中长弛豫组分增多,而短弛豫组分减少,弛豫时间逐渐增大。低粘度原油的纵向弛豫时间T1和横向弛豫时间T2近似相等,且在双对数坐标系下与粘度、粘度与温度比值呈反比关系;高粘度原油的T1和T2不同,其T1/T2值随粘度与温度比值的增加而增大。     

核磁共振研究致密砂岩孔隙结构的方法及应用

基于核磁共振的原理,推导T_2弛豫时间与孔隙半径的关系,由孔喉比将孔隙半径转换为喉道半径,结合压汞喉道半径分布,利用插值和最小二乘法,将岩心100%饱和水的核磁共振T_2谱转换为孔喉半径分布,并将核磁孔喉分布曲线应用到油田开发评价中。以鄂尔多斯盆地延长组致密储层为例,结合岩心驱替试验,利用转化的核磁孔喉分布对研究区块储层的孔隙结构、可动流体和可动油分布以及可动流体喉道半径下限进行研究。结果表明:研究区块孔隙结构复杂,发育微米级和纳米-亚微米级孔喉,孔喉半径均值在0.095~1.263μm,0.001~0.01μm的孔喉内束缚流体分布较多,可动流体主要分布在喉道半径大于0.01μm的孔隙内,水驱主要动用喉道半径大于0.1μm的孔隙内的油,研究区可动流体喉道半径截止值平均为0.013μm。     

川南龙马溪组页岩核磁渗透率新模型研究

为了更加快速有效地进行页岩渗透率的测试,以四川盆地南部下志留统龙马溪组页岩为研究对象,进行页岩低场核磁共振和高速离心实验。以脉冲渗透率为标准,对比分析目前常用的4种岩石核磁渗透率模型的相对误差,这4种模型中只有扩展后的SDR模型相对误差较小,其他3种模型误差很大,不适用于页岩核磁渗透率的计算。为了进一步减小页岩核磁渗透率的计算误差,在SDR模型的基础上建立一种新的页岩核磁渗透率的单参数模型。结果表明,新模型相关系数可达到0.967,与脉冲渗透率的相对误差平均为18.31%,证明新模型能更准确地计算页岩的核磁渗透率,为页岩渗透率的测试提供了一种新的快速、无损、有效的实验方法。     

卸荷岩体细观损伤演化的核磁共振测试

为研究卸荷岩体内部孔隙结构的细观损伤演化特征,以大理岩为岩样,分别进行初始围压为10、20和30 MPa,不同卸荷围压量的常规三轴卸荷试验和核磁共振测试实验,获得卸荷岩体的应力-应变曲线、横向弛豫时间T2分布、孔隙度及核磁共振成像图像.随着卸荷围压比的增大,岩石由弹性变形转化为塑性变形,岩样内小孔隙的孔径增大,大孔隙的数量增多且孔径增大;卸荷围压比低于90%,岩体损伤主要由孔隙数量的增多引起,卸荷围压比高于90%,损伤由孔隙数量和孔径均急剧增大引起;岩样的孔隙度随着卸荷围压比的增大而增大,且增速越来越快;核磁共振图像直观地反映卸荷岩体内部孔隙数量、孔径及结构变化情况.     

定量核磁共振氢谱测定氘代碘甲烷的氘代率

建立了测定氘代碘甲烷氘代率的定量核磁共振氢谱方法。实验以氘代二甲基亚砜（DMSO-d₆）为氘代溶剂、对苯二甲酸二甲酯为内标物,在400 MHz光谱仪上进行测定。选择谱宽4807.69 Hz,激发偏置为2000.65 Hz,弛豫延迟时间为65 s,扫描次数为16次,以二氘碘甲烷氢（δ2.16）为定量峰,对苯二甲酸二甲酯的苯环氢（δ8.07）为内标峰。对线性关系、精密度、重复性、稳定性及耐用性等进行了方法学评价,结果良好。表明定量氢核磁共振法可用于氘代碘甲烷的氘代率测定,该方法准确可靠,简便快捷,且无需自身对照品,能够满足实验室中氘代碘甲烷氘代率的检测。     

恒速压汞及核磁共振在低渗透储层评价中的应用

通过对渗透率的统计,重新认识和划分了宝浪油田宝北区块的主力层及非主力层。应用恒速压汞技术和核磁共振技术对宝北区块的储层物性进行了重新评价和划分。应用核磁共振技术对水驱油效率以及不同孔隙级别内流体的动用程度进行了研究,并从微观理论上对低渗透岩心中的大孔隙低采出程度、小孔隙高采出程度以及高渗透率岩心中的大孔隙高采出程度、小孔隙低采出程度进行了研究和解释,为油田的后续开发技术政策界限研究及开发认识提供了理论依据。     

光子分类研究及其在核磁共振技术中的应用

通过分析维纳（Ｏ．Ｗｉｅｎｅｒ）驻波实验,认为光子应分为电光子和磁光子．从定性、定量两个方面讨论了电光子和磁光子,分析了磁光子在核磁共振技术及其它现代技术中的应用．     

基于核磁共振技术的黄土内部孔径分布对逾渗特性的影响

黄土的逾渗特性作为黄土渗流中比较特别的性质,它涉及到了黄土渗透性突变的特殊问题,其重要性是毋庸置疑的。研究黄土内部的孔径分布对逾渗特性的影响可以为工程中的某些渗流问题提供理论依据与实践价值,然而前人的研究往往忽视了这部分内容。基于此,本文展开了一组原状黄土和两组重塑黄土的试验研究:采用变水头试验分析黄土渗流过程中的逾渗现象,然后利用核磁共振技术对三组试样进行孔隙分布评价,最终分析孔径分布对于黄土逾渗特性的影响。试验结果表明:（1）原状黄土由于原生结构较好,孔隙大小的分布较重塑黄土更为集中,孔径集中在0.011~ 0.11 μm的中孔隙最多;重塑黄土由于丧失了结构性,部分土颗粒会产生黏聚,从而导致土体内的微孔与大孔的比原状黄土多。（2）由于原状黄土孔隙更为集中,内部孔隙更不容易透水,所以更容易达到临界状态从而使得渗透性发生逾渗,原状黄土的临界水头比相同干密度的重塑黄土更高。而重塑黄土则是干密度越大,孔隙率越低,孔隙越小,临界水头越高。试验利用方便快捷的核磁共振技术,首次分析了黄土内部孔径分布对黄土逾渗特性的影响,富有创新性,试验可靠性高,成果可为黄土重大工程的基础建设中的有关渗流问题提供建议。     

核磁共振研究聚合物微球调驱微观渗流机理

利用核磁共振研究聚合物微球调驱渗流机理,设计了不同粒径微球的注入实验,从微观角度分析了聚合物微球的驱油效果与驱油机理.对驱替后岩心不同直径孔隙内的流体分布进行了研究,得到了水驱、聚合物微球驱、后续水驱阶段驱出油的孔径范围以及剩余油分布.实验结果表明,聚合物微球调驱能够有效动用岩心中不同孔径中剩余油.不同尺寸聚合物微球对岩心的适应性不同,微米级微球主要适用于高渗岩心,纳米级微球主要适用于低渗岩心.