低渗地层渗流机理课件.ppt

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1、低渗油藏渗流机理,中国石油大学（华东）石油工程学院李爱芬 ,2007年6月,第一节 低渗油藏的孔隙结构特点第二节 低渗油藏渗流流体新概念第三节 低渗油藏启动压力及渗流规律第四节 低渗油藏两相渗流特点第五节 低渗油藏的应力特征,目 录,低渗油藏渗流机理,第一节 低渗岩心的孔隙结构特点,1. 低渗油田分类,1.1 油田按渗透率分类,1.2 低渗油田分类,第一类低渗油田: k=(5010.1)10-3um2. 这类油田接近正常油层,油井产能达到工业油流标准,但产能低,采用压裂等增产措施才能达到较好的开发效果和经济效果.,第二类低渗油田: K=(101.1)10-3um2, 束缚水含量较高,喉道细小而

2、狭窄,自然产能低,正常测试达不到工业油流标准,必须采取大型压裂才能获得有效产能.,第三类低渗油田: K=(1.00.1)10-3um2, 一般不具有开发价值。但如果油层厚,原油物性好,仍可有效地开发。 如新疆的小拐油田,玉门的川口油田. 如果油层中存在裂隙,它可以构成基质块的渗流通道, 极大改善油层的渗流状况.,第一节 低渗岩心的孔隙结构特点,1.2 低渗油田地质特点 (1)近源沉积的颗粒混杂、分选差；远源沉积的颗粒细，泥质含量高； (2)矿物成熟度低； (3)成岩压实作用强，伴有裂隙，出现双重孔隙度;,第一节 低渗岩心的孔隙结构特点,第一节 低渗岩心的孔隙结构特点,毛管曲线高，阈压高，束缚水

3、高。,1.3 孔隙特点：,孔隙小，喉道细，微孔多，束缚水高。,(1)孔隙小孔细喉型,第一节 低渗岩心的孔隙结构特点,(2)少量大孔隙提供绝大多数的渗透能力,第一节 低渗岩心的孔隙结构特点,1.3 孔隙特点：,（3）低渗岩心比面极大:,根据毛管束模型：,当渗透率小于1010-3um2时,油层岩石的比面急剧上升.,第一节 低渗岩心的孔隙结构特点,1.3 孔隙特点：,目 录,低渗油藏渗流机理,第一节 低渗油藏的孔隙结构特点第二节 低渗油藏渗流流体新概念第三节 低渗油藏启动压力及渗流规律第四节 低渗油藏两相渗流特点第五节 低渗油藏的应力特征,第二节 低渗岩心渗流流体新概念,长期以来人们把孔隙中的流体和

4、孔隙表面的流体视为同等，忽略了边界流体的存在极其对渗流的影响。,2.1体相流体和边界流体：,渗流流体包括两部分： 体相流体指其性质不受界面现象影响的流体，它在孔隙介质孔道的中轴部位； 边界流体指其性质受界面现象影响的流体，它靠近孔隙壁面，形成一个边界层。,低渗油藏孔隙中流体的分布,2.2边界层流体的性质具有特殊的变化规律。,孔隙中流体的某些成分与孔隙壁面相互作用，使孔隙壁面处这些成分的浓度较大。使得其物性与体相流体有较大得差别。,第二节 低渗岩心渗流流体新概念,2.3原油中的各种成分在孔道中的分布：,原油是多种成分的混合物，其中的极性物质易在岩石表面吸附，形成一个富含极性物质的特殊的液体层，在

5、这个层中，原油的重质成分和胶质沥青质更多、粘度和密度更大。越靠近孔道表面的地方，这些极性化合物的含量越大。,第二节 低渗岩心渗流流体新概念,胶质,沥青,重组分,2.4 孔道中原油的物理性质,由于原油的各种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，而孔道中轴部位原油的粘度减小。,u1-界面层中原油的平均粘度,采油过程中采出原油粘度随生产时间增长而增加-与此有关？,第二节 低渗岩心渗流流体新概念,目 录,低渗油藏渗流机理,第一节 低渗油藏的孔隙结构特点第二节 低渗油藏渗流流体新概念第三节 低渗油藏启动压力及渗流规律第四节 低渗油藏两相渗流特点第五节 低渗油藏的应力特征,第三节 低渗岩心

6、启动压力及渗流规律,3.1启动压力由来,当边界层所占比例大到一定程度,渗流将存在驱动压力，渗流将不符合达西定律。,水是牛顿流体，但它在很细小的孔道中流动时也呈现出非线性渗流特征，具有启动压力梯度。,低渗地层由大小不同的孔隙组成，每个孔道都有自己的启动压力梯度，只有驱动压力梯度大于某孔道的启动压力梯度时，该孔道的油水才开始流动。,随驱动压力梯度的增加，会有更多的孔道参于流动，流量及渗透率随之变大。,1,流速：,第三节 低渗岩心启动压力及渗流规律,启动压力实验流程:,以0.005ml/min的速度向岩心注流体,岩心出口端出液时关闭容器出液开关,直至上游压力稳定-启动压力.,3.2启动压力及流量压差

7、测定,第三节 低渗岩心启动压力及渗流规律,3.2低渗岩心渗流规律描述,(1)低流速下渗流不符合达西定律；(2)渗流存在启动压力梯度；(3)渗透率不为常数。,最小启动压力梯度,拟启动压力梯度,最大启动压力梯度,第三节 低渗岩心启动压力及渗流规律,Kg/uw0.5 md/mPa.s 时，随渗透率减小，启动压力梯度迅速增加。,第三节 低渗岩心启动压力及渗流规律,3.3 水相启动压力特点：,3.4 束缚水下油的启动压力特点,Kg/uo0.5 md/mPa.s 时，随渗透率减小，最小启动压力梯度迅速增加。,第三节 低渗岩心启动压力及渗流规律,3.5 束缚水下油的流量-压差关系,第三节 低渗岩心启动压力及

8、渗流规律,岩心渗透率越低，曲线越向右下方移动，渗流曲线非线性段延伸越长。,Swc下油相渗流速度与压力梯度关系：,第三节 低渗岩心启动压力及渗流规律,3.5 束缚水下油的流量-压差关系,低渗讨论,第三节 低渗岩心启动压力及渗流规律,3.6 渗透率与压力梯度的关系,压力梯度增加，渗透率增加，最后为定值。,单相水：,第三节 低渗岩心启动压力及渗流规律,第三节 低渗岩心启动压力及渗流规律,目 录,低渗油藏渗流机理,第一节 低渗油藏的孔隙结构特点第二节 低渗油藏渗流流体新概念第三节 低渗油藏启动压力及渗流规律第四节 低渗油藏两相渗流特点第五节 低渗油藏的应力特征,第四节 低渗油藏两相渗流特点,4.1油水

9、两相渗流区窄：（相渗曲线特点）,渗透率越低，两相渗流区越小,4.2 低渗油藏含水上升快，束缚水、残余油饱和度高,图5低渗油田相渗曲线,低渗油藏多亲水束缚水饱和度高；喉道细小，油流孔道很容易在喉道处被截断残余油饱和度较高，两相渗流区较小。,第四节 低渗油藏两相渗流特点,fw,水锁效应：水从油井井低进入亲水油藏后，水流通道增多，在返排时油要进入被水占据的孔道，必须克服该孔道的毛管力，否则油流通道不能恢复。,亲水孔道中的油水,第四节 低渗油藏两相渗流特点,4.3 作业后含水上升，水锁效应严重,第一节 低渗油藏的孔隙结构特点第二节 低渗油藏渗流流体新概念第三节 低渗油藏启动压力及渗流规律第四节 低渗油

10、藏两相渗流特点第五节 低渗岩心的应力特征,目 录,低渗油藏渗流机理,高渗岩心：,5.1 升压与降压过程中岩石渗透率的变化,第五节 低渗油藏应力敏感特征,高渗岩心：,第五节 低渗油藏应力敏感特征,低渗岩心：,第五节 低渗油藏应力敏感特征,低渗岩心：,第五节 低渗油藏应力敏感特征,低渗岩心：,第五节 低渗油藏应力敏感特征,5.2 实验研究结果,中高渗岩心，一定压力范围内渗透率压力的变化多呈现弹性变形；低渗岩心渗透率随有效应力升高多呈现塑性变形。渗透率越低，渗透率降低幅度越大。,第五节 低渗油藏应力敏感特征,结 论：,低渗油藏边界层流体所占比例较大，渗流存在启动压力；低压力梯度下渗流不符合达西定律，渗透率随压力梯度增加而增大；渗透率越低、流体粘度越大，启动压力梯度越大；气测渗透率/流体粘度比小于0.5 md/mPa.s时，渗透率降低最小启动压力迅速增加。相渗曲线上两相渗流区小,Swc、Sor大，含水上升快，水锁严重；岩石应力敏感性较强。,欢迎提出宝贵意见谢谢！,