动用孔隙界限实验及致密油开发方式.pdf

2 0 1 6 年1 2 月 第3 5 卷第6 期 大庆石油地质与开发 P e t r o l e u mG e o l o g ya n dO i l f i e l dD e v e l o p m e n ti nD a q i n g D e c ，2 0 1 6 V 0 1 3 5N o 6 D O I ：1 0 3 9 6 9 W I s S N 1 0 0 0 3 7 5 4 2 0 1 6 0 6 0 2 9 动用孔隙界限实验及致密油开发方式 潘伟义1 2张诗洋2伦增珉1 2吕成远1 2郎东江1 ，2赵清民1 ，2 ( 1 页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室，北京1 0 0 0 8 3 ；2 中国石化石油勘探开发研究院，北京1 0 0 0 8 3 ) 摘要：致密油一次采收率低，注水与注气开发是常用的提高采收率方法，但注入性与动用程度尚不明确，因此 评价开发方式与动用孑L 隙界限之间的关系对致密油提高采收率方法的实施尤为重要。采用核磁共振测试与驱替 实验相结合的方法，真实展现不同注人介质和注人条件下注入介质与原油的真实驱替过程，明确了不同开发方 式与动用孔隙界限的关系。研究表明：水驱和C O ：驱随着驱替压差逐渐增大，动用孔隙界限初期下降比较快， 逐渐趋于稳定；水驱和C O ：驱动用孔隙界限与岩心渗透率均呈线性关系；致密油储层C O ：驱动用孔隙界限明显 低于水驱动用孔隙界限。 关键词：动用孔隙界限；致密油；核磁共振测试；水驱；C O ：驱 中图分类号：T E 3 4文献标识码：A 文章编号：1 0 0 0 一3 7 5 4 ( 2 0 1 6 ) 0 6 - 0 1 5 5 0 4 E X P E R I M E N To FT H ER E C O V E R A B L EP o R EL n 压I I SA N D T I G H TO I LD E V E L O P 矾GM 匮T H O D S P A N W e i y i1 ”，Z H A N GS h i y a n 9 2 ，L U NZ e n g m i n ”。L 3C h e n g y u a n1 ，L A N GD o n g j i a n 9 1 ”。Z H A OQ i n g m i n l 2 ( 1 S t a t eK e yL a b o r a t o r yo fS h a l eO i la n dG a sE n r i c h m e n tM e c h a n i s m sa n dE f f e c t i v eD e v e l o p m e n t - B e i f i n g1 0 0 0 8 3 ，C h i n a ；2 S i n o p e cR e s e a r c hI n s t i t u t eo fE x p l o r a t i o n & P r o d u c t i o n ，B e i j i n g1 0 0 0 8 3 ，C h i n a ) A b s t r a c t ：T h ep r i m a r yr e c o v e r yo ft h et i g h to i li sr a t h e rl o w e r ，t h ew a t e ra n dg a si n j e c t i o n s 砌七t h ec o m m o n l ya d o p t e dE O Rm e t h o d s ，b u tt h e i ri n j e c t i v i t i e sa n dp r o d u c e dd e g r e e sa l en o to b v i o u s ，t h e r e f o r ei ti sv e r yi m p o r t a n tf o r t h ei n f l u e n c eo ft h er e l a t i o n s h i p sb e t w e e nt h ed e v e l o p i n gm e t h o de v a l u a t i o na n dr e c o v e r a b l ep o r el i m i t so nt h ea b o v e t w os t i m u l a t i o n s W i t ht h eh e l po ft h ec o m b i n a t i o no fn u c l e a rm a g n e t i cr e s o n a n c e ( N M R ) a n dc o r ef l o o d i n gt e s t s ， t h et r u ef l o o d i n gp r o c e s s e so ft h em e d i aa n dc r u d eo i lw e r ed i s p l a y e di nt h ec a s e so fd i f f e r e n ti n j e c t i n gm e d i aa n d c o n d i t i o n s ，t h u st h er e l a t i o n s h i p sb e t w e e nt h ed i f f e r e n td e v e l o p i n gm e t h o d sa n dr e c o v e r a b l ep o r el i m i t sw e r em a d e c l e a r T h es t u d i e ss h o wt h a tf o rt h ew a t e ra n dC O z f l o o d i n g s ，w i t ht h eg r a d u a lr i s eo ft h ep r e s s u r ed i f f e r e n c e s ，t h e d e v e l o p e dp o r el i m i t sd r o pr a t h e rf a s t e ri nt h eb e g i n n i n g ，a n dt h e nt e n dt os t a b i l i z e ；t h e r ee x i tl i n e a lc o r r e l a t i o n s b e t w e e nt h el i m i t sa n dc o r ep e r m e a b i l i t y ；t h ed e v e l o p e dl i m i t so fC 0 2f l o o d e dt i g h to i lr e s e r v o i r sa l eo b v i o u s l yl o w e r t h a nt h o s eo ft h ew a t e r f l o o d e dn n e s K e yw o r d s ：r e c o v e r a b l e d e v e l o p e dp o r el i m i t ；t i g h to i l ；n u c l e a rm a g n e t i cr e s o n a n c e ( N M R ) ；w a t e r f l o o d i n g ；C 0 2 f l o o d i n g 收稿日期：2 0 1 6 0 7 - 0 1改回日期：2 0 1 6 0 9 0 7 基金项目：国家科技重大专项“低丰度致密低渗油气藏开发关键技术”( 2 0 1 6 Z X 0 5 0 4 8 ) 、国家自然科学基金项目“核磁 共振技术研究裂缝性致密油藏注二氧化碳提高采收率机理”( 5 1 5 0 4 2 8 3 ) 。 作者简介：潘伟义，男，1 9 8 0 年生，高级工程师，硕士，从事油气F R 开发实验和提高采收率技术研究。 E - m a i l ：w e i y i _ p a n 1 6 3 c o m 万方数据 1 5 6 大庆石油地质与开发 2 0 1 6 年 致密油是继页岩气突破后的又一热点领域，被 石油工业界誉为“黑金”【l 5J 。随着世界致密油的 持续突破与成熟致密油区的不断建成，中国也在加 快对致密油勘探开发和研究的步伐驯。受致密油 藏储层条件的影响，目前主要是采取水平井多级压 裂技术，衰竭开发模式。然而，由于严重的毛细管 效应，一次采收率很低，亟需开展致密油提高采收 率方法研究0 | 。注水与注气开发是常用的提高采 收率的方法，但注人性与动用程度尚不明确，因此 评价开发方式与动用孑L 隙界限之间的关系对致密油 提高采收率方法的实施尤为重要。传统的确定孔隙 界限的方法主要是采用毛管压力曲线法，具体是通 过压汞法和半渗透隔板法2 种实验方法获得J 。 但是压汞法中汞为非润湿相，半渗透隔板法受隔板 承压限制，这2 种方法在表征致密油藏细小孑L 隙时 均存在困难，同时均无法真实展现不同注入介质和 注入条件下注入介质与原油的真实驱替过程。以鄂 尔多斯盆地长8 层致密油为研究对象2 | ，采用核 磁共振测试与驱替实验相结合的方法开展研究，利 用高压无磁岩心夹持器，实现了驱替过程中岩心内 流体的实时监测。借鉴核磁共振疋截止值的确定 方法建立了不同驱替条件下动用孑L 隙界限的确定方 法，明确了该致密油藏不同开发方式与动用孑L 隙界 限的关系。 1 动用孔隙界限实验 1 1 实验材料 采用质量浓度为1 的氯化锰溶液和纯度为 9 9 9 9 5 的二氧化碳作为驱替介质，采用鄂尔多斯 盆地长8 层的天然岩心和致密油原油样品。 1 2 实验装置 主要包括核磁共振仪、无磁岩心夹持器、注入 泵、环压泵、回压阀、回压泵、高压容器、真空 泵。其中无磁岩心夹持器最高工作压力3 5M P a 。 实验流程见图1 。 1 3 实验步骤 ( 1 ) 依据流程图搭建实验测试流程。 ( 2 ) 将岩心样品烘干，测定长度、直径、孑L 隙度、渗透率等基本参数，将岩心装入无磁岩心夹 持器内，施加环压并检验夹持器的密封性。依据无 磁岩心夹持器胶筒的材料性质，实验过程中环压始 终高于入口端压力4M P a 。 ( 3 ) 利用真空泵对岩心系统抽真空，抽真空 I 下巨 川斟l RHL l 16 l 汁入身乏： 2 - - l 叠J I i 窬器( C O 或锰水) ： 3厄磁￥0 必持器：4 - - 卡幺磁J 振仪：5 慷删： 6 叫压泵：7 一收集竹：8 环压尕 图1 实验流程示意 F i g 1 S c h e m a t i cd i a g r a mo f t h ee x p e r i m e n t a lf l o ws h e e t 时间为2 4h 。 ( 4 ) 将岩心出口端关闭，通过恒压法饱和原 油，压力为研究区目前地层压力1 0M P a ，压力平 衡后利用核磁共振仪进行孔谱测试，获得原始疋 谱图。 ( 5 ) 进行水驱油或C O ：驱油实验，驱替压差 由低至高，每个驱替压差下利用核磁共振仪进行实 时疋谱测试，直至岩心出口端不产油且疋谱图稳 定为止，保存稳定后的咒谱图。 2 实验数据处理及分析 2 1 死值与孔隙半径的转换 根据核磁共振理论分析 1 3 J5 | ，疋反映了岩心 孔隙内比表面大小，公式为 1 = p J s ( 1 ) 12 式中咒孑L 道内流体的核磁共振弛豫时间，m s ； p 岩石表面弛豫强度常数； | s 岩石骨架的比表面( 岩石颗粒的总表 面积与岩石骨架体积的比值) ，m 2 m 3 。 由于孔隙的比表面s 等于孑乙隙形状因子F ，与 孑L 隙半径r 的比值，因此 1F = P 一- r ( 2 ) 12r 进一步简化可以得出 疋= C r( 3 ) 由此可见，获得c 值即可以实现咒值与孔隙 半径的转换。 具体方法是：