低渗透油藏注水开发技术界限指标研究

低渗透油藏注水开发技术界限指标研究

1井间及块及井间井间调查区井间和井间总的来说，它具有结构成熟、成分成熟和含碳量高的特点，但不同地区的泉岩和泉岩之间存在一定的差异。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调整岩石结构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。1.2压力值对渗滤性能的影响饱和度中值压力P50,即为进汞饱和度为50%时与曲线相交点所对应的压力值。P50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2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。1.3渗流能力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。1.4岩石渗透性能表征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4中则能看到渗透率的变化导致了最大孔喉半径的减小。1.5毛细管的采收率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。1.6低渗透油藏空隙结构指数的边界分类2不同渗透范围内的油藏相对渗透性指标分类2.1储集层渗流阻力随着渗透率的降低,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储层渗流的影响随着渗透率的降低,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。2.3储层渗流质随着渗透率的增大,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。2.4渗流能力和渗透率随着渗透率的增大,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水两相跨度关系柱状图9中则能看到渗透率的变化使交点相对渗透率提高。2.5不同渗透范围内的油藏相对渗透性指标分类3不同渗透率范围内的油挤出效率指标分类3.1无砂透水指标内资基重、难点比水,水渗透率与无水期驱油效率有一定的线性关系,随着渗透率的增大,无水期驱油效率都有不同程度的增加,这是因为渗透性较差的储层,在注水过程中由于非均质较强的因素,水首先沿相对较大的孔道突破,油井初见水时,大部分小孔道内的原油都未波及到,因此无水期驱油效率偏低。从不同渗透率区间驱油效率关系柱状图10中则能看到渗透率的变化使无水期驱油效率提高。3.2储层密度对于驱油效果的影响渗透率与最终驱油效率有较好的线性关系,随着渗透率的增大,驱油效率都有较大程度的增加,这是因为渗透性相对较高的储层,无论是驱替倍数、水洗程度及驱油效果都要高于相对较差的储层,残留在储层内的原油也要远低于相对较差的储层。从不同渗透率区间驱油效率关系柱状图11中则能看到渗透率的变化使最终驱油效率提高。3.3储层密度的影响渗透率与中含水期的含水上升率有一定的线性关系,随着渗透率的增大中含水期的含水上升率都有不同程度的增加,这是因为渗透性相对较高的储层孔喉比相对较低,水淹速度要比渗透性相对较差的储层迅速。所以在中含水期间内含水上升率要相对快于渗透性较差的储层。从不同渗透率区间中含水期的含水上升率关系柱状图12中则能看到渗透率的变化使中含水期的含水上升率增大。3.4高含水阶段随着渗透率的增大高含水期的含水上升率都有不同程度的降低。这是因为渗透性相对较高的储层在低、中含水阶段其含水上升率已达到较高程度,到了高含水阶段,此时水已占据了绝大多数流通孔道,为此在这一阶段的含水上升幅度肯定要低于渗透性较差的储层。另外相对较差储层的流通孔道在水驱后期已逐渐被水波及,使含水上升速度加快。从不同渗透率区间高含水期的含水上升率关系柱状图13中则能看到渗透率与含水上升率的关系。3.5低渗透油挤出效率指标分类4储层悬浮物污染机理悬浮物固体颗粒粒径是注水水质中的一个重要控制指标,在颗粒的粒径问题上,一般认为当颗粒中值小于喉道直径的15%,即1/7时,颗粒能顺利通过喉道,不会造成伤害;当颗粒直径为喉道直径的15%～30%时,颗粒进入地层,并造成深部伤害;当颗粒粒径大于喉道直径的30%时,颗粒极易在喉道处“架桥”,从而限制颗粒继续进入,导致颗粒在“桥塞”处堆积;当颗粒尺寸接近于喉道直径的30%～50%时,最容易堵塞;颗粒尺寸大于喉道直径的73%时,颗粒不能进入地层,不会造成堵塞。悬浮物含量是注入水中的又一个重要控制指标,注入水中的悬浮物是指在水中的不溶性物质,即通常所说的机械杂质,包括粘土颗粒、无机沉淀、有机沉淀、有机垢,腐蚀产物等,其危害有以下五个方面:①在井筒表面形成滤饼;②细小微粒进入地层,通过桥塞在内部形成滤饼,堵塞地层孔隙和喉道,入侵半径是流速、孔隙尺寸、喉道尺寸及微粒尺寸的函数;③沉积在射孔孔眼内,局部堵塞水流通道;④悬浮物在重力作用下,沉积在井底,造成产层厚度减小;⑤悬浮物在注水管壁沉积,给细菌提供繁殖环境,悬浮物堵塞损害地层程度的大小直接与悬浮物浓度密切相关,是注水过程中主要的损害因素之一,是影响注水井吸水能力大小的重要指标。确定适合具体储层的悬浮物浓度的最好办法是通过试验研究获得。水中悬浮固体含量指标的试验研究是在前面的颗粒粒径确定的基础上进行的。对于注水开发油藏水质标准定得越高越严格,对注水只会有好处,没有坏处;但相应的水处理投资加大,管理成本及难度增加。为了体现出技术可行与经济可行的双重原则,采取最大限度放宽的思想来制定出针对储层的水质推荐指标。含油是指在酸性条件下,水中可以被汽油或石油醚萃取出的石油类物质,称为水中含油。国外对乳化油滴对地层的伤害进行过大量研究,早期的研究者把油珠和固相颗粒对地层伤害的影响看成一样,他们所依据的理论是广泛引用的“深层过滤”理论CMerui1984,Lee1988)。事实上后来大量的研究表明,油珠和微粒对地层损害机理是不同的,乳化油滴与固相颗粒的显著区别在于乳化油滴是可变形粒子,在某一压力下油滴可能无法通过孔隙喉道,但当流动压力增加时,油滴可借助自身良好的变形特点通过喉道,这一特点使得油珠比颗粒有着更深的侵入深度。在油田注水过程中,乳化油的来源主要有两种途径,一种是注入水进入地层后与地层中残余的原油接触,由于原油中自带的环烷酸、脂肪酸等天然表面活性剂,在剪切力作用下产生乳化而形成乳化油滴;另一种是由于注入水或污水中表面活性剂存在和注水过程中水力搅拌作用,会使注入水中所含的原油发生乳化。乳化油滴对地层的损害主要形式是吸附和液锁ICI(即贾敏效应)。当乳状油的液珠大于孔喉直径时,它会阻塞孔喉,且发生变形,逐渐进入孔隙内,损害储层,这就是所谓的贾敏效应,特别注意的是贾敏效应具有加合性,许许多多的液珠向地层流动时会产生更大的堵塞作用;吸附作用就是乳状液液珠在孔隙中会受到重力、范德华力,同时由于粘土和液珠均带电荷,还有电应力存在,在这些力的作用下,一部分液珠吸附在孔隙的某些部位,孔喉附近油滴的吸附可能减小有效孔隙直径而影响注入效果,这样便降低了地层的渗透从而对地层造成损害。本课题针对辽河油田的几个较典型的低渗透主力区块(欢北杜家台、奈曼、包14、冷35)进行了系统的水质分析研究,并在此基础上确定了不同类低渗透油藏注水技术界限指标。5低渗透油藏双相渗透率特征5.1辽河油区低渗透油藏的渗透率与排驱压力、中值压力、孔喉半径均有较好的线性关系,即随着渗透率的降低,排驱压力、中值压力值逐渐升高,孔喉半径缩小。进汞曲线逐渐偏离横轴,进汞饱和度减小,孔喉比也明显增大。5.2低渗透油藏的渗透率与油水两相跨度、交点相对渗透率、束缚水饱和度、残余油饱和度均有较明显的渗流规律,即随着渗透率的降低,两相跨度、交点相对渗透率、降低,束缚水饱和度、残余油饱和度增大。5.