低滲地層滲流機(jī)理

低滲油藏滲流機(jī)理中國石油大學(xué)（華東）石油工程學(xué)院李愛芬aifenli@2007年6月第一節(jié)低滲油藏的孔隙結(jié)構(gòu)特點(diǎn)第二節(jié)低滲油藏滲流流體新概念第三節(jié)低滲油藏啟動壓力及滲流規(guī)律第四節(jié)低滲油藏兩相滲流特點(diǎn)第五節(jié)低滲油藏的應(yīng)力特征目錄低滲油藏滲流機(jī)理第一節(jié)低滲巖心的孔隙結(jié)構(gòu)特點(diǎn)類別 特高滲高滲中滲低滲特低滲數(shù)值(10-3μm2)>10001000～100100～1010～1<11.低滲油田分類1.1油田按滲透率分類1.2低滲油田分類第一類低滲油田:k=(50~10.1)×10-3um2.這類油田接近正常油層,油井產(chǎn)能達(dá)到工業(yè)油流標(biāo)準(zhǔn),但產(chǎn)能低,采用壓裂等增產(chǎn)措施才能達(dá)到較好的開發(fā)效果和經(jīng)濟(jì)效果.第二類低滲油田:K=(10~1.1)×10-3um2,束縛水含量較高,喉道細(xì)小而狹窄,自然產(chǎn)能低,正常測試達(dá)不到工業(yè)油流標(biāo)準(zhǔn),必須采取大型壓裂才能獲得有效產(chǎn)能.第三類低滲油田:K=(1.0~0.1)×10-3um2,一般不具有開發(fā)價值。但如果油層厚,原油物性好,仍可有效地開發(fā)。如新疆的小拐油田,玉門的川口油田.如果油層中存在裂隙,它可以構(gòu)成基質(zhì)塊的滲流通道,極大改善油層的滲流狀況.第一節(jié)低滲巖心的孔隙結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1.2低滲油田地質(zhì)特點(diǎn)

(1)近源沉積的顆?；祀s、分選差；遠(yuǎn)源沉積的顆粒細(xì)，泥質(zhì)含量高；(2)礦物成熟度低；(3)成巖壓實(shí)作用強(qiáng)，伴有裂隙，出現(xiàn)雙重孔隙度;

第一節(jié)低滲巖心的孔隙結(jié)構(gòu)特點(diǎn)第一節(jié)低滲巖心的孔隙結(jié)構(gòu)特點(diǎn)毛管曲線高，閾壓高，束縛水高。

1.3孔隙特點(diǎn)：孔隙小，喉道細(xì)，微孔多，束縛水高。(1)孔隙小孔細(xì)喉型第一節(jié)低滲巖心的孔隙結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(2)少量大孔隙提供絕大多數(shù)的滲透能力第一節(jié)低滲巖心的孔隙結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1.3孔隙特點(diǎn)：（3）低滲巖心比面極大:根據(jù)毛管束模型：當(dāng)滲透率小于10×10-3um2時,油層巖石的比面急劇上升.第一節(jié)低滲巖心的孔隙結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1.3孔隙特點(diǎn)：目錄低滲油藏滲流機(jī)理第一節(jié)低滲油藏的孔隙結(jié)構(gòu)特點(diǎn)第二節(jié)低滲油藏滲流流體新概念第三節(jié)低滲油藏啟動壓力及滲流規(guī)律第四節(jié)低滲油藏兩相滲流特點(diǎn)第五節(jié)低滲油藏的應(yīng)力特征第二節(jié)低滲巖心滲流流體新概念

長期以來人們把孔隙中的流體和孔隙表面的流體視為同等，忽略了邊界流體的存在極其對滲流的影響。2.1體相流體和邊界流體：

滲流流體包括兩部分：體相流體—指其性質(zhì)不受界面現(xiàn)象影響的流體，它在孔隙介質(zhì)孔道的中軸部位；邊界流體—指其性質(zhì)受界面現(xiàn)象影響的流體，它靠近孔隙壁面，形成一個邊界層。低滲油藏孔隙中流體的分布2.2邊界層流體的性質(zhì)具有特殊的變化規(guī)律?？紫吨辛黧w的某些成分與孔隙壁面相互作用，使孔隙壁面處這些成分的濃度較大。使得其物性與體相流體有較大得差別。第二節(jié)低滲巖心滲流流體新概念2.3原油中的各種成分在孔道中的分布：原油是多種成分的混合物，其中的極性物質(zhì)易在巖石表面吸附，形成一個富含極性物質(zhì)的特殊的液體層，在這個層中，原油的重質(zhì)成分和膠質(zhì)瀝青質(zhì)更多、粘度和密度更大。越靠近孔道表面的地方，這些極性化合物的含量越大。第二節(jié)低滲巖心滲流流體新概念膠質(zhì)瀝青重組分2.4孔道中原油的物理性質(zhì)由于原油的各種成分在孔道中的有序分布，使得孔道壁附近的原油粘度增大，而孔道中軸部位原油的粘度減小。u1-界面層中原油的平均粘度采油過程中采出原油粘度隨生產(chǎn)時間增長而增加-與此有關(guān)？第二節(jié)低滲巖心滲流流體新概念目錄低滲油藏滲流機(jī)理第一節(jié)低滲油藏的孔隙結(jié)構(gòu)特點(diǎn)第二節(jié)低滲油藏滲流流體新概念第三節(jié)低滲油藏啟動壓力及滲流規(guī)律第四節(jié)低滲油藏兩相滲流特點(diǎn)第五節(jié)低滲油藏的應(yīng)力特征第三節(jié)低滲巖心啟動壓力及滲流規(guī)律3.1啟動壓力由來當(dāng)邊界層所占比例大到一定程度,滲流將存在驅(qū)動壓力，滲流將不符合達(dá)西定律。水是牛頓流體，但它在很細(xì)小的孔道中流動時也呈現(xiàn)出非線性滲流特征，具有啟動壓力梯度。流體

低滲地層由大小不同的孔隙組成，每個孔道都有自己的啟動壓力梯度，只有驅(qū)動壓力梯度大于某孔道的啟動壓力梯度時，該孔道的油水才開始流動。

隨驅(qū)動壓力梯度的增加，會有更多的孔道參于流動，流量及滲透率隨之變大。11流體流速：2第三節(jié)低滲巖心啟動壓力及滲流規(guī)律流體2啟動壓力實(shí)驗(yàn)流程:以0.005ml/min的速度向巖心注流體,巖心出口端出液時關(guān)閉容器出液開關(guān),直至上游壓力穩(wěn)定-啟動壓力.3.2啟動壓力及流量－壓差測定第三節(jié)低滲巖心啟動壓力及滲流規(guī)律3.2低滲巖心滲流規(guī)律描述(1)低流速下滲流不符合達(dá)西定律；(2)滲流存在啟動壓力梯度；(3)滲透率不為常數(shù)。最小啟動壓力梯度擬啟動壓力梯度最大啟動壓力梯度第三節(jié)低滲巖心啟動壓力及滲流規(guī)律Kg/uw<0.5md/mPa.s時，隨滲透率減小，啟動壓力梯度迅速增加。第三節(jié)低滲巖心啟動壓力及滲流規(guī)律3.3水相啟動壓力特點(diǎn)：3.4束縛水下油的啟動壓力特點(diǎn)Kg/uo<0.5md/mPa.s時，隨滲透率減小，最小啟動壓力梯度迅速增加。第三節(jié)低滲巖心啟動壓力及滲流規(guī)律3.5束縛水下油的流量-壓差關(guān)系第三節(jié)低滲巖心啟動壓力及滲流規(guī)律巖心滲透率越低，曲線越向右下方移動，滲流曲線非線性段延伸越長。Swc下油相滲流速度與壓力梯度關(guān)系：第三節(jié)低滲巖心啟動壓力及滲流規(guī)律3.5束縛水下油的流量-壓差關(guān)系低滲討論第三節(jié)低滲巖心啟動壓力及滲流規(guī)律3.6滲透率與壓力梯度的關(guān)系壓力梯度增加，滲透率增加，最后為定值。

單相水：第三節(jié)低滲巖心啟動壓力及滲流規(guī)律極限半徑油井驅(qū)替壓力梯度驅(qū)替壓力梯度距離第三節(jié)低滲巖心啟動壓力及滲流規(guī)律目錄低滲油藏滲流機(jī)理第一節(jié)低滲油藏的孔隙結(jié)構(gòu)特點(diǎn)第二節(jié)低滲油藏滲流流體新概念第三節(jié)低滲油藏啟動壓力及滲流規(guī)律第四節(jié)低滲油藏兩相滲流特點(diǎn)第五節(jié)低滲油藏的應(yīng)力特征第四節(jié)低滲油藏兩相滲流特點(diǎn)4.1油水兩相滲流區(qū)窄：（相滲曲線特點(diǎn)）滲透率越低，兩相滲流區(qū)越小4.2低滲油藏含水上升快，束縛水、殘余油飽和度高圖5低滲油田相滲曲線低滲油藏多親水—束縛水飽和度高；喉道細(xì)小，油流孔道很容易在喉道處被截?cái)唷獨(dú)堄嘤惋柡投容^高，兩相滲流區(qū)較小。第四節(jié)低滲油藏兩相滲流特點(diǎn)fw水鎖效應(yīng)：水從油井井低進(jìn)入親水油藏后，水流通道增多，在返排時油要進(jìn)入被水占據(jù)的孔道，必須克服該孔道的毛管力，否則油流通道不能恢復(fù)。親水孔道中的油水第四節(jié)低滲油藏兩相滲流特點(diǎn)4.3作業(yè)后含水上升，水鎖效應(yīng)嚴(yán)重第一節(jié)低滲油藏的孔隙結(jié)構(gòu)特點(diǎn)第二節(jié)低滲油藏滲流流體新概念第三節(jié)低滲油藏啟動壓力及滲流規(guī)律第四節(jié)低滲油藏兩相滲流特點(diǎn)第五節(jié)低滲巖心的應(yīng)力特征目錄低滲油藏滲流機(jī)理高滲巖心：5.1升壓與降壓過程中巖石滲透率的變化第五節(jié)低滲油藏應(yīng)力敏感特征高滲巖心：第五節(jié)低滲油藏應(yīng)力敏感特征低滲巖心：第五節(jié)低滲油藏應(yīng)力敏感特征低滲巖心：第五節(jié)低滲油藏應(yīng)力敏感特征低滲巖心：第五節(jié)低滲油藏應(yīng)力敏感特征5.2實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果中高滲巖心，一定壓力范圍內(nèi)滲透率壓力的變化多呈現(xiàn)彈性變形；低滲巖心滲透率隨有效應(yīng)力升高多呈現(xiàn)塑性變形。滲透率越低，滲透率降低幅度越大。第五節(jié)低滲油藏應(yīng)力敏感特征結(jié)論：低滲油藏邊界層流體所占比例較大，滲流存在啟動壓力