張東地區(qū)儲層滲流機理實驗研究

王正海 秦永厚（大港油田公司勘探開發(fā)研究院，天津 300280）

張東地區(qū)儲層滲流機理實驗研究

王正海 秦永厚（大港油田公司勘探開發(fā)研究院，天津 300280）

本文針對張東地區(qū)油藏儲層，從巖心分析測試等基礎(chǔ)工作入手，系統(tǒng)地對該區(qū)儲層滲流機理進行了分析研究。明確了巖石潤濕性，揭示了儲層滲流規(guī)律和水驅(qū)油效率。為該地區(qū)開發(fā)提供了基礎(chǔ)理論和可靠資料。

潤濕性；驅(qū)油效率；滲流特征；牛頓流體

張東地區(qū)油藏儲層以次生粒間孔隙為主.其次為粒內(nèi)溶孔、印?？缀徒M份內(nèi)孔。該區(qū)儲層主要表現(xiàn)為孔喉小，分選差，微觀非均質(zhì)性嚴(yán)重的低滲儲層的特征。儲層物性變化較大，孔隙度平均為14.4%，滲透率平均為20.8×10-3μm2。

1 巖石潤濕性測定

巖石表面一種流體相對另外一種非混相流體對固體的吸附力定義為這種流體對巖石表面的潤濕性。在油藏巖石中潤濕性是決定和控制油水微觀分布的主要因素，并在很大程度上決定殘余油飽和度的大小以及油相和水相的流動能力。張東地區(qū)取心井的巖心老化后，選用自吸法測定巖石的潤濕性。實驗結(jié)果表明，該儲層巖石潤濕性為弱親水至中親水，主要是以水濕為主，有利于油田注水開發(fā)。

2 油水相對滲透率實驗

張東地區(qū)儲層屬于低滲透率儲層，許多研究者指出，對于低滲透率油藏，采用非穩(wěn)態(tài)法測定油水相對滲透率曲線更具有可靠性和代表性。因此本實驗采用非穩(wěn)法測定，實驗所采用的油水粘度比模擬油藏條件下的油水粘度，巖心滲透率為10.9-85.0×10-3μm2。實驗數(shù)據(jù)表明該區(qū)油水相對滲透率曲線具有如下特征：①束縛水飽和度在為35.7-39.1%之間，且隨儲層滲透率的增大，束縛水飽和度呈減小趨勢。②油水兩相滲流區(qū)間比較寬。儲層油水兩相共滲區(qū)間在0.37-0.41。殘余油飽和度在20.8-23.9%，水相相對滲透率端點值在0.12-0.17，等滲點在0.63以上。雖然張東地區(qū)滲透率并不高，但兩相滲流區(qū)間并不窄，主要是該地區(qū)儲層巖石的表面潤濕性具有弱親水-親水特征，這種潤濕性是有利于水驅(qū)殘余油飽和度的降低。③無水采油期驅(qū)油效率為24.6-37.1%，水驅(qū)油效率為61.4-82.9%。滲透率越大，無水期驅(qū)油效率越高，這是因為無水期主要是驅(qū)替大孔道中的原油，滲透率越高，連通的孔道越多，有利于原油被采出。而在含水采油期，巖石潤濕性發(fā)揮了有利作用。如前所述，張東地區(qū)儲層具有弱親水-親水的表面潤濕性，在水驅(qū)油中，其毛管力為驅(qū)動壓力，孔隙越小，毛管壓力越大，有利于將小孔道中的原油驅(qū)替出來，有利于降低殘余油飽和度。但需要指出的一點是由于該油藏地下油水粘度比偏高，而且又是低滲透率油藏，因此驅(qū)油效率不會很高。④該區(qū)油水相對滲透率曲線表現(xiàn)出的儲層巖石具有親水性的特征與實際儲層巖石潤濕性測定結(jié)果是吻合的。

3 儲層滲流特征

眾所周知，達西滲流特征是滲流速度與壓力梯度的關(guān)系為通過坐標(biāo)原點的一條直線。實驗選用張東地區(qū)儲層不同滲透率的巖心進行單相流體滲流實驗。通過實驗探討了幾種單相流體在儲層巖心中的滲流特征。

巖心滲透率分別為7.7-32.9×10-3μm2和143×10-3μm2，單相流體有地層水、煤油、模擬油和地層含氣原油。其中地層水和煤油均為牛頓流體，75℃模擬油為非牛頓流體。地層含氣原油在115℃為牛頓流體，在75℃時為非牛頓流體。綜合實驗結(jié)果，對于低滲透儲層巖心，所有類型的實驗流體，無論是否在建立束縛水狀態(tài)下，其滲流特征都呈現(xiàn)不過坐標(biāo)原點的非線性關(guān)系。具有如下特點：①滲流曲線均為不過坐標(biāo)原點，存在啟動壓力梯度，說明這些滲流均屬于一種非達西型滲流。②相同流體，隨著滲透率增大，非達西滲流特征明顯減弱，啟動壓力梯度減小。③不同流體其滲流特征是有明顯區(qū)別的，無論是牛頓流體還是非牛頓流體都顯示出非達西滲流特征。非牛頓流體比牛頓流體偏離達西滲流更嚴(yán)重，啟動壓力梯度更高。④與無束縛水相比，在建立束縛水狀態(tài)下的儲層巖心滲流試驗中，無論是煤油還是模擬油，其非達西滲流特征顯示更強烈，啟動壓力梯度明顯增大。對于非低滲透儲層巖心，如滲透率為143×10-3μm2的巖心，不同類型實驗流體，在不同實驗條件下，其滲流特征不同，具有如下特點：只要在實驗條件下是牛頓流體，其滲流特征均為達西滲流；在實驗條件下是非牛頓流體，則其滲流特征為非達西滲流。例如使用地層含氣原油，在115℃下、滲透率為143×10-3μm2的巖心滲流特征表現(xiàn)為過坐標(biāo)原點的直線，屬于達西滲流范疇。而75℃原油流過巖心時，由于此時原油為非牛頓流體，其滲流特征表現(xiàn)為不過坐標(biāo)原點的非達西型滲流。這說明牛頓流體在非低滲透率巖心中滲流遵循達西滲流規(guī)律。

4 結(jié)語

通過對張東地區(qū)儲層室內(nèi)實驗研究可以取得如下認(rèn)識：①儲層滲流特征與巖石滲透率和流體性質(zhì)有關(guān)。對于低滲透率巖心，無論是牛頓流體還是非牛頓流體都呈現(xiàn)非達西滲流。當(dāng)滲透率大于100×10-3μm2，對于牛頓流體屬于達西滲流范疇，而對于非牛頓流體顯示非達西滲流特征。啟動壓力梯度的存在對油井產(chǎn)量有很大的影響。②該區(qū)儲層巖石為弱親水-中親水潤濕性，以中親水的潤濕性為主，束縛水飽和度小于40%，水驅(qū)效率大于60%。因此，實施注水開發(fā)是可行的。

［1］黃延章，低滲透油層滲流機理，石油大學(xué)出版社，1998年.

［2］李中鋒何順利，低滲透儲層非達西滲流機理探討，《特種油氣藏》2005年第2期.

［3］李克文等，丘陵油田多相相對滲透率特征的實驗研究及綜合評價.