低渗透砂岩油藏油水两相最小启动压力梯度实验研究--以史南油田史深100区块为例

应用两台高精度微量泵和高精度压差传感器,通过实验测定了胜利油区史南油田史深100区块三个不同渗透率级别的低渗透砂岩样品在不同含水饱和度下的油水两相最小启动压力梯度。研究结果表明,低渗透砂岩油水两相最小启动压力梯度与空气渗透率呈幂函数关系;油水两相最小启动压力梯度比单相启动压力梯度高5-10倍。针对储层渗透率、流体粘度、驱替压力梯度、油水界面张力等影响启动压力梯度的因素,提出了改善低渗透油藏开发效果的措施。     

低渗油藏极限井排距的确定

低渗透储层喉道半径小、渗透率低、流体渗流时存在启动压力梯度。根据室内试验测试的启动压力梯度实验数据，在统计得出长庆油田的启动压力梯度与渗透率关系式的基础上，结合等产量一源一汇的稳定径向流的水动力场中的压力梯度分布公式，可理论计算出能建立有效驱替压力系统的低渗透油藏的极限注采并排距。以西峰油田某井区长8油藏为例，计算出其极限并排距，该区的实际注水开发效果表明，采用在理论计算的技术政策界限内的实际并排距的井网注水开发，建立了该区块长8油藏有效驱替压力系统。     

基于流动实验和动态阻力特征的致密油藏非线性渗流表征

针对致密油藏,在流动实验和理论分析的基础上,建立了致密油藏非线性渗流表征新方法,该方法基于致密油藏渗流过程中的动态阻力梯度特征,结合储层岩心流动实验,获得启动压力梯度、拟启动压力梯度和液测渗透率等3个表征参数,从而建立新的致密油藏非线性渗流表征模型——动态阻力梯度模型,并通过单井尺度进行了验证。研究结果表明：随着驱替压力的增加,动态阻力梯度逐渐增加且与驱替压力梯度的对数呈线性关系;非线性渗流数学表征与启动压力梯度、拟启动压力梯度和液测渗透率3个参数相关,并以这3个参数为基础建立了基于流动实验的致密油藏非线性渗流表征。从油藏应用的角度表明该非线性渗流表征模型的精度要高于达西模型和拟启动压力梯度模型。     

考虑启动压力梯度的聚合物驱数值模拟

针对目前常用的化学驱数值模拟软件并不适用于低渗透油藏的问题,通过室内实验开展低渗透油藏聚合物驱油机理研究,量化表征中国石化江苏油田低渗透油藏中聚合物驱的关键物性参数,分别采用拟启动压力梯度模型和非线性模型建立低渗透油藏聚合物驱数学模型,进行数值求解并应用。研究结果表明,中国石化江苏油田低渗透油藏聚合物驱适宜采用相对分子质量为600×10~4~900×10~4的聚合物;拟启动压力梯度模型忽略了渗流曲线的弯曲段,夸大了低渗透油藏的渗流阻力,而非线性模型更适于模拟低渗透油藏聚合物驱过程。在江苏油田沙7断块的应用结果表明,基于非线性模型建立的数值模拟方法能够考虑低渗透油藏聚合物驱过程中启动压力梯度的影响,模拟计算结果与矿场实际生产数据更加吻合,为低渗透油藏化学驱的方案优化与动态预测提供了有效的技术与方法。     

超低渗透油藏启动压力梯度实验研究

相对于常规油藏,超低渗透油藏具有特殊的开发规律,其实质是渗流规律的特殊性。本文结合了"毛细管平衡法"与"压差-流速法"的优点,采用自制的"一端毛细管平衡法"装置确定了最小启动压力梯度和拟启动压力梯度,以保证驱替渗流曲线的完整性。     

实验测定低渗透储层最小启动压力梯度的应用

在总结低渗透油藏流体渗流特点的基础上,设计了"非稳态驱替-毛细管计量法"测定流体流动的最小启动压力,实验测定了水单相渗流的最小启动压力梯度以及水驱油、氮气驱油和空气驱油的最小启动压力梯度.通过对比指出,对于同一低渗透油藏,空气驱油所需要的最小启动压力梯度小于氮气和水的最小启动压力梯度,油藏可以考虑注空气开发.     

一种求解低渗透油藏启动压力梯度的新方法

由于存在启动压力梯度，低渗透油层中流体渗流不遵循达西定律，属于非线性渗流。对长庆西峰油田不同渗透率岩心进行室内驱替实验，改变岩心两端压差测量流体通过岩心的流速，求得“压差-流量”关系曲线并进行回归，二次多项式拟合相关系数较高，为此，将渗流速度表示为驱动压力梯度的二次多项式，与考虑启动压力梯度的理论渗流速度公式结合，即得到求解低渗透油藏启动压力梯度的数学模型。由该模型分析，启动压力梯度的主要影响因素是驱动压力梯度和流体的流度，启动压力梯度与前者成正比关系，与后者成反比关系。利用启动压力梯度可以计算低渗透油藏非线性渗流条件下油井产量、极限注采井距等。图5表1参12     

南堡凹陷低渗透油藏启动压力梯度模拟实验研究

低渗透油藏开发逐渐成为当今研究重点,其特殊的渗流规律和油水流通特性引发更多人的关注,低渗透油藏储量高,其开采价值是真正影响油田采收率提高的关键。选取南堡凹陷东二段低渗透油藏天然岩心,通过室内模拟实验分析单相水驱、单相油驱及束缚水下的油相启动压力梯度实验结果,总结出一种以气体作为输出压力、通过精密气体泵准确计量输出压力的实验方法。实验研究结果表明:南堡凹陷东二段低渗透油藏启动压力梯度与气体渗透率存在较好的乘幂负相关关系,通过实验数据线性回归方式求得的最小启动压力梯度符合生产动态;在气体渗透率相同时,单相水驱、单相油驱、束缚水下油相启动压力梯度三者存在明显增大趋势,对于油井开发产能预测及开发方案调整,束缚水下油相启动压力梯度的实验结果明显优于水、油单相驱启动压力梯度。由于此实验方法结果更贴近生产实际,可在其他研究区块参考应用。     

低渗透砂岩油藏渗流启动压力梯度实验研究

实验测定了3个不同渗透率级别的低渗透砂岩油藏样品的非达西渗流曲线,采用“毛细管平衡法”与传统的“压差－流量法”相结合, 非达西渗流曲线的完整性。在每块实验样品的平均渗汉速度与单位黏度的驱替压力梯度的关系坐标中,利用二次函数拟合实验数据点,通过二次函数曲线切线的斜经和截距的变化来描述低速非达西渗流中岩心渗透经和启动压力梯工的变化,探讨了启动压力梯度与空气渗透率、流体黏、驱替压力梯度的关系以及低非达西渗流段的渗透率与空气渗透率和单位黏度的驱替压力梯工的关系,并回归得到了经验公式。根据“毛细管平衡法”测定的最小驱替压力梯度和“切线斜率法”确定的非线性渗流段最大驱替压力梯度绘制了流态判定应用图版。     

低渗透油藏聚合物驱启动压力梯度的表征

为研究低渗透油藏聚合物驱启动压力梯度对渗流规律的影响, 通过稳态压差-流量法和毛细管平衡法, 研究了水驱油至残余油状态时岩心渗透率和聚合物溶液黏度对聚合物驱渗流曲线的影响, 建立最小启动压力梯度、 拟启动压力梯度与体系黏度、 岩心渗透率和流度的量化关系。结果表明, 在相同渗流速度下, 随着岩心渗透率降低、 体系黏度增加, 聚合物驱压力梯度增大; 随着体系黏度增加、 岩心渗透率或流度降低, 聚合物驱的最小启动压力梯度和拟启动压力梯度均增大, 且都大于相同条件下的水驱启动压力梯度值; 拟启动压力梯度与流度关系曲线的拐点为 17.89×10^-3μm²/mPa· s, 低渗透油藏进行聚合物驱的渗透率下限为 10×10^-3μm²。水驱拟启动压力梯度方法可以用于表征聚合物驱渗流曲线的拟启动压力梯度。图 9表1参 14