动态变化及分析
同时润湿性还与空气渗透率和含水饱和度有关,大庆 油田检查资料表现,当空气渗透率在1000×10-3μ m2以上 时,岩石润湿性随渗透率增加而亲油性增强;在1000×103μ m2以下时,则润湿性随空气渗透率减少而亲水增强。当 原始含水饱和度在25%以下(即含油饱和度75%以上)时 润湿性随含油饱和度增加,而亲油性增强;相反,当含水 饱和度在25%以上时,油层润湿性则随含水饱度增加而亲 水性增强。
2、开发过程中岩石润湿性变化
在注水开发中,随着油层含水饱和度的增加,水湿 程度也相应增加,当油层含水饱和度大于25%后,开始 转为弱亲水。大庆对50个密闭取心井100块岩样润湿性 测定资料分析表现,水淹层的平均无因次吸水量比吸油 量大 4.4% 。水淹岩样比非水淹岩样的吸油量明显减少。
这说明水淹层岩石的润湿性发生了明显转化。已由 偏亲油的非均匀润湿性转变为偏亲水的非均匀润湿性。
大港油田港西区油藏注水前后物性变化
项目 初始 注水后
泥质含 量 16.91 13
孔隙 度 31 36.4
孔喉半 径 5.3 7.4
渗透 率 0.719 1.2
渗透率变异系 数 0.7 0.76
润湿性 弱亲水 亲水
大庆油田主力油层注水前后物性变化
项目 渗透率 孔隙直径 面孔 分选参 粘土含 渗透率 变异系 闰湿性 率 最小 最大 平均 数 量 数 0.34 8.27 17.2 190.7 69.9 0.665 5.32 0.167 偏亲油 0.172 亲水
如江汉油田利用强亲水特点,采用间歇注采,取得明显效 果。
二、油层孔隙结构的变化
陆相碎屑砂岩储层,以原生孔隙为主,胶结性弱,胶 结物多为粘土矿物,在开发过程,经长期注水冲刷后,岩 石孔隙结构发生了一定的变化。经室内水洗砂样试验,密 闭检查井取心分析电镜扫描观察可看到如下变化:
在注入水的冲刷下,岩石孔隙间的粘土矿物,主要是高 岭土矿物有的被水冲散,破坏,粘土碎片有的被水冲去或带 出岩石母体,与油气一起流入井中(如油井出砂、出泥)。 从而使部分孔隙的表面变的比较干净,一部分孔隙喉道被打 通,因而使流体流动更加通畅。
第一节
采油过程中油层性质的变化
油田投入开发后,特别是在注入水的驱替作用下,储 层的物理性质将发生一定的变化,如岩石表面润湿性的转 变,岩石孔隙结构及流体性质的变化,以及温度场、压力 场的分布等。这些物理性质的变化控制着油水的运动规律 和剩余油的分布状态。研究这些变化对正确制定高含水期 开采技术,方案调整措施及提高油层最终采收率,都有普 遍的指导意义。
强亲水油层开发特点是:
有较长时间的低含水期, 进入高含水期后,含水率上升很快,说明大部分 油在低含水期阶段已采出。
亲水油层比亲油油层驱油效果好有两方面的 原因: 注水时流体的分布状态和流动特点不同:
A、亲水油层孔隙介质内的流体分布状态和流动特 征具有亲水洗油的作用 水驱油初期,注入水首先在岩石表面润湿呈薄膜状态, 吸附在砂粒表面,孔隙空间充满石油,中期含水饱和度增 加大,在油水同时流动的地带。
初始
注水后 0.389 9.14 17.6 248.3 71.7 0.679 4.92
一、油层岩石表面润湿性变化
油层岩石的润湿性是指在地层条件下,当存在两种 非混相流体时,某种流体在岩石表面附着或延展的倾向 性。在岩石—油—水体系中,这种基本特性表现为一种 流体在分子力的作用下自发地驱赶另一种流体的能。它 是影响两相流体渗流特性和油层采收率的重要因素,也 是合理开发油田的理论基础之一。
1、影响润湿性的因素:
A 、由于组成岩石的矿物成分不同,岩石表面又不十分光滑, 加之石油和水的性质差异,这些对油层表面润湿性都有较大影响。 所以在原始条件下油层岩石润湿性是混合非均匀润湿性,当储集 层中流体性质发生变化时,油层岩石的表面润湿性也随之转变。 B、固体表面的这种润湿选择性还与表面活性物质在溶液中的浓 度有关,即随着表面活性物质浓度的增加,固体表面将由水湿转 为油湿,或由油湿转为水湿。 C、水的性质对岩石表面润湿性的影响,一般表现为碱水中石英
大部分处于连通孔隙通道内,在水驱油压力下从油层 中采出来,在末期,含水饱和度更高,存在于小孔隙内的 原油被大量的水分割成滴状存在,水淹以后在岩石内仅剩 下被分割的油滴因而水驱效率高。 亲水岩石水驱油的驱替过程
在亲油油层中,注入水进入油层,首先沿孔道中的推进, 形成水窜油式的流动,原油容易吸附在岩石表面,因而水驱 油效率低。 亲油岩石水驱油的驱替过程
颗粒表面上油—水体系的接触角要比在硬水和蒸馏水介质中小些。
在蒸馏水中添加碱性地层水会使润湿性接触角逐渐减小如,油田注 水开发中,注入碱水可使润湿性由亲油向亲水转化。
由此可以认识到,在油藏形成过程中,当油充分地驱 替了水时,石油中的极性物质(一般为沥青的组分)会吸 附在岩石表面,而转化成亲油非均质润湿性。
水洗油层不同部位润湿性的变化特征
3、润湿性变化后开发状况的分析
实验模拟和现场试验结果表明,亲水油层比亲油油 层的开发效果好,在同样注入水倍数时,亲水油层可以 获得比亲油油层高的采出程度。 江汉油田实验,当注入量倍数为0.7倍时:
亲油层最终采收率为21.7%
亲水层最终采收率为33.6% 强亲水层最终采收率为64.5%
B、毛细管力的自吸排油作用
在注水过程中,油水在孔隙介质中的流动,除了注 水井与油井间的压力差产生的驱动力外,还有毛细管力的 作用,对亲水油藏毛细管力是驱动力的一自发的产生油水交换, 大孔道的水进入小孔道中,小孔道中的油被替出进入大孔 道里,从而在油层内部形成了吸水排油的对流运动。
水洗部分的岩石强度下降,部分胶结物被冲光,其中部 分长石表面有溶蚀现象。
长期水冲洗前后孔隙分布曲线变化图
孔 隙 体 积 百 分 数
孔隙半径
水洗后,一部分喉道被打通,迂回度降低,结构系数 减小,使岩石渗透率增加,据大庆油田资料,水洗后的孔隙 半径为水洗前的1.5倍,渗透率增加0.5-1倍,甚至1-2倍。 迂回度=La/L (L为岩样的长度;La为液流路径的长度)