低渗透油田油水两相低速非达西渗流规律研究

论文摘要

本文从流体、多孔介质和流动状况三个基本因素出发，通过大量的实验研究和理论分析，探究了大庆外围低渗透油田油水单相及两相渗流的规律，并且利用非达西渗流理论提出了减小或消除启动压力负面影响的改善措施。本文所做的研究工作有：1、通过粘土矿物分析、压汞分析、电镜扫描、铸体薄片等分析方法，研究了大庆外围低渗透油田扶杨油层孔隙结构类型，指出储层的主要渗流孔喉半径为0.25～1.6μm，这种细微孔道增加了油水流动阻力，是低渗透储层产生非达西渗流的主要原因。2、通过不同温度下原油流变性的分析，指出大庆外围低渗透油田原油具有胶凝—触变性，而且在一特定温度下为非牛顿流体，温度偏低时为屈服值塑性流体，这也是低渗透油田产生非达西渗流的一个原因。3、通过调节温度改变流体粘度，研究了粘度对流体渗流曲线的影响，阐明粘度也会对非达西渗流产生影响。4、根据实验的需要，本文设计了“非稳态驱替-毛细管计量法”测定低渗透岩心的最小启动压力梯度，采用常规的“流量—压差”法测定拟启动压力梯度。5、通过一系列油、水单相和两相渗流实验研究了非达西渗流曲线的特征及其影响因素，指出油水两相渗流的拟启动压力梯度是含水饱和度的函数，它即大于残余油状态下的水单相渗流的拟启动压力梯度，也大于束缚水状态下油单相渗流的拟启动压力梯度，同时低渗透油层主要有两相存在，即使是束缚水状态下或者残余油状态下的单相渗流，其启动压力梯度大于油单相和水单相的拟启动压力梯度，单相水流动产生非达西渗流的渗透率界限为1×10-3μm2；单相油流动产生非达西渗流的渗透率界限为5×10-3μm2，这个结论在油水两相实验中也得到了验证。6、在两相渗流理论的基础上，建立了一套描述特低渗透储层的油水两相渗流公式，该公式不仅考虑了油水非达西渗流的影响，而且还考虑了毛管压力的影响。通过实验验证该公式可以应用到低渗透岩心低速渗流时的油水相对渗透率曲线测定。7、通过对大庆外围低渗透油田非达西渗流理论的分析和应用，提出了一些适合低渗透油田开发的改善措施，如井网加密措施；确定合理注水压力；注活性水降低注水压力等，都取得了一定实践效果和认识。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 国内外低渗透油田分布
• 1.2 低速非达西渗流研究现状
• 1.3 大庆外围低渗透油田地质特征及开发、研究现状
• 1.4 本文的研究思路和研究内容
• 第二章 低渗透储层的孔隙结构以及流体特征
• 2.1 低渗透储层孔隙结构特征
• 2.1.1 孔隙结构的定义及研究方法
• 2.1.2 低渗透储层孔隙度与渗透率的关系
• 2.1.3 低渗透储层孔隙结构特征的镜下研究
• 2.1.4 压汞法研究低渗透储层孔隙结构
• 2.1.5 低渗透储层孔隙结构的分形几何描述
• 2.2 地层流体特征
• 2.2.1 大庆扶杨油层地层水及注入水特征
• 2.2.2 原油的物理化学性质
• 2.3 本章认识和结论
• 第三章 扶杨油层油水单相渗流特征
• 3.1 渗流流体的非牛顿性
• 3.2 非达西渗流理论
• 3.2.1 达西定律的物理意义
• 3.2.2 各种非达西渗流
• 3.2.3 低渗流速度下的液体流动
• 3.2.4 低渗透油气层特点及其渗流问题
• 3.3 低渗透储层低速非达西渗流现象的实验论证
• 3.3.1 近年来的实验研究成果
• 3.3.2 启动压力梯度的实验测定
• 3.3.3 水单相渗流规律
• 3.3.4 油单相渗流规律
• 3.3.5 油水单相非线性渗流的渗透率界限差异的验证
• 3.3.6 低渗透储层不同粘度流体的渗流特征
• 3.4 本章认识和结论
• 第四章 低渗透储层油水两相渗流特征
• 4.1 油水两相渗流的理论
• 4.2 油水两相渗流规律的实验研究
• 4.2.1 不同含水饱和度下启动压力梯度的测定方法
• 4.2.2 极限条件下油、水渗流特征
• 4.2.3 不同含水饱和度下的油水渗流特征
• 4.3 油水两相渗流的运动方程
• 4.3.1 水分流方程
• 4.3.2 水驱油实验时初始压力的建立
• 4.3.3 油水两相渗流公式
• 4.4 油水相对渗透率曲线的测定公式
• 4.4.1 油水相对渗透率的计算公式
• 4.4.2 含水饱和度的计算
• 4.4.3 相渗公式中毛管压力的计算
• 4.4.4 相对渗透率曲线测定程序
• 4.5 低渗透油层油水相对渗透率曲线特点
• 4.5.1 油水相对渗透率测定公式的应用
• 4.5.2 低渗透岩样油水相对渗透率曲线特点
• 4.6 本章认识和结论
• 第五章 非达西渗流理论的应用
• 5.1 井网加密，提高有效驱动
• 5.1.1 储层各向渗流阻力
• 5.1.2 储层各向有效驱动距离
• 5.1.3 大庆外围特低渗透油藏驱动状况
• 5.1.4 低渗透油藏井网加密的作用与效果
• 5.2 活性水驱油降低注水压力
• 5.2.1 实验准备
• 5.2.2 表面活性剂注入水驱油相对渗透率曲线特点
• 5.2.3 活性水对驱油压力梯度的影响
• 5.2.4 活性水对注水压力的影响
• 5.3 合理注水压力的确定
• 5.3.1 合理流动压力
• 5.3.2 合理注水压力
• 5.4 本章结论与认识
• 结论
• 致谢
• 参考文献