低渗透砂岩油藏渗流特征及注水技术界限研究

低渗透砂岩油藏渗流特征及注水技术界限研究

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王西江,蒋美忠,孙春辉,陈国泉

(辽河油田公司勘探开发研究院,辽宁盘锦　124010)

摘　要:低渗透油藏的突出问题是:“非均质性强、注水利用率低、产量递减快”。哪一类低渗油藏适合注水开发或不适合注水开发?又主要受那些技术界限指标制约?成为开发技术人员所面临的主要问题。本课题研究的宗旨就是从低渗透储层的“微观孔隙结构、渗流机理、注入水质、”等几大方面入手,对其渗流特征、渗流规律进行试验分析归纳研究,并在此研究的基础上、建立起配套的低渗透油藏注水开发技术界限指标。通过以上研究,首次量化了辽河油田低渗储层分类微观孔隙结构、相对渗透率、水驱油效率、水质指标等技术参数界限指标;为低渗透油藏改善注水效果、调整注水方案提供了重要的实验依据。

关键词:低渗透油藏;孔隙结构;渗流特征;相对渗透率;驱油效率;注入水质

中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)03—0128—041　不同渗透率区间微观孔隙结构指标分类研究

辽河油田低渗透油气藏储层砂岩总体上,看具有结构成熟度和成分成熟度低、填隙物含量变化大的特点,但各区块及井间又有一定的差别。储层总体物性差、非均质性强、连通程度低。本课题针对35个主力低渗透区块、583块岩样进行了微观孔隙结构指标的统计、归纳及分类研究。

1.1　渗透率与排驱压力的关系及量化指标

排驱压力代表岩样孔隙系统中与最大连通孔喉半径相对应的毛管压力,实际上也是汞开始进入岩石孔道的启动压力。

随着渗透率的降低,排驱压力有逐渐增大的趋势,表明了渗透率越低,孔喉半径越小,渗流能力越差的规律。从不同渗透率区间排驱压力关系柱状图1中则更能清晰的看到渗透率的变化导致了排驱压

力的急剧增高。

图1　不同渗透率区间排驱压力关系柱状图

1.2　渗透率与中值压力的关系及量化指标

饱和度中值压力P 50,即为进汞饱和度为50%时与曲线相交点所对应的压力值。P 50越小,则岩石的渗滤性能越好。随着渗透率的降低,中值压力也有逐渐增大的趋势,从不同渗透率区间排驱压力关系柱状图中也更能清晰的看到渗透率的变化导致了中

值压力的增高。

图2　不同渗透率区间中值压力关系柱状图

1.3　渗透率与平均孔喉半径关系及量化指标

它表示了岩石平均孔喉半径的大小,直接反映了储层渗流能力的强弱。随着渗透率的降低,平均孔喉半径越小,从不同渗透率区间平均喉道半径关系柱状图1-3中则能看到渗透率的变化导致了平均

孔喉半径的减小。

图3　渗透率与平均孔喉半径关系柱状图

1.4　渗透率与最大孔喉半径关系及量化指标

最大连通孔喉半径代表了岩样孔隙系统中最大连通孔喉半径。是表征岩石渗透性能的重要指标。随着渗透率的降低,最大孔喉半径越小,从不同渗透率区间最大喉道半径关系柱状图中则能看到渗透率的变化导致了最大孔喉半径的减小。

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收稿日期5

24:2011-12-1

图4　不同渗透率区间与最大孔喉半径关系柱状图1.5　渗透率与退汞效率关系及量化标

从最大注入压力降低到最小压力时,从岩样内退出的汞体积占降压前注入总体积的百分数,反映了非湿相毛细管采收率。渗透率虽然与退汞效率无明显的线性关系,但仍有许多小于30MD 的岩样的退汞效率低于30%,均从不同渗透率区间与退汞效率关系柱状图5中也能看出渗透率与退汞效率的微

弱变化。

图5　不同渗透率区间渗透率与退汞效率关系柱状图1.6　低渗透油藏孔隙结构指标界限分类

表1　低渗透油藏不同渗透率区间孔隙结构指标分类表

参数Ⅰ类

Ⅱ类

Ⅲ类

渗透率m D 30～5010～30<10孔隙度%16～20<16～14<14～12排驱压力MPa <0.08>0.08～0.33>0.33～0.76中值压力MPa

<2.76>2.76～5.5>5.5～8.3

平均孔喉半径Lm >3.15<3.15～2.46<2.46～0.56最大孔喉半径Lm >24.9<24.9～16.5<

16.5～3.32孔喉比<11>11～16>16～20退汞效率%>52<52～48

<48～40

2　不同渗透率区间油水相对渗透率指标分类2.1

　渗透率与束缚水饱和度关系及量化指标

图6　渗透率与束缚水饱和度关系柱状图

随着渗透率的降低,束缚水饱和度逐渐呈增大趋势,这是因为在油气运移过程中,渗透性越差的储

集层由于渗流阻力大的因素,油很难将微孔隙内的水驱赶出来。从不同渗透率区间束缚水饱和度关系柱状图6中则能看到渗透率的变化导致了束缚水饱和度的增大。

2.2　渗透率与残余油饱和度关系及量化指标

随着渗透率的降低,残余油饱和度逐渐呈增大趋势,这是因为在水驱油过程中,水很难将微孔隙和孔隙角隅内的油驱替干净,渗透性越差的储层其残余油饱和度必然要高于渗透性相对较好的储层。从不同渗透率区间残余油饱和度关系柱状图7中则能

看到渗透率的变化导致了残余油饱和度的增大。

图7　渗透率与残余油饱和度关系柱状图

2.3　渗透率与油水两相跨度关系及量化指标

随着渗透率的增大,油水两相跨度呈增大趋势,这是因为渗透性越高的储层,波及系数大,油水两相共渗区宽,相反渗透性相对较差的储层的油水两相共渗区必然要窄。从不同渗透率区油水两相跨度关系柱状图8中则能看到渗透率的变化使油水两相共

渗区的范围加宽。

图8　渗透率与油水两相跨度关系柱状图

2.4

　渗透率与交点相对渗透率关系及量化指标

图　渗透率与交点相对渗透率关系柱状图

随着渗透率的增大,交点相对渗透率呈增大趋势,这是由于渗透性越高的储层,其渗流能力越强,虽然油水两相共渗点达到了平衡,但渗流能力要远高于渗透性相对较差的储层从不同渗透率区间油

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