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致密岩心带压渗吸的影响因素实验研究

深圳大学学报（理工版） 2020年第5期37卷 497-506页

作者：江昀许国庆石阳曾星航王天一中国石油勘探开发研究院北京100083 中国石化石油工程技术研究院北京100101

为研究不同因素对于带压渗吸效果影响,结合低场核磁共振技术,开展5 MPa压差(基质外部流体压力与孔隙压力之差)作用下的致密砂岩带压渗吸实验,研究边界条件、初始含水饱和度、层理方向和矿化度等因素对带压渗吸的影响.结果表明,接触面积... 详细信息

为研究不同因素对于带压渗吸效果影响,结合低场核磁共振技术,开展5 MPa压差(基质外部流体压力与孔隙压力之差)作用下的致密砂岩带压渗吸实验,研究边界条件、初始含水饱和度、层理方向和矿化度等因素对带压渗吸的影响.结果表明,接触面积越大,渗吸置换效率(也称采收率)越高;初始含水饱和度越高,渗吸置换效率越低;沿垂直层理方向钻取的岩心样品渗吸置换效率高于平行层理方向岩心样品;矿化度越高,渗透压差越大,渗吸置换效率越低.研究结果为深入探讨带压渗吸作用,提高致密砂岩油藏采收率的内在机理提供参考.

关键词：油气藏开发致密砂岩带压渗吸低场核磁共振技术渗吸置换效率边界条件初始含水饱和度层理方向矿化度鄂尔多斯盆地

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致密岩心带压渗吸规律实验研究

石油实验地质 2021年第1期43卷 144-153页

作者：江昀许国庆石阳余玥王天一曾星航郑伟中国石油勘探开发研究院北京100083 中国石化石油工程技术研究院北京100101 中国石油西南油气田分公司成都610056

致密油藏体积改造压后闷井过程中发生的渗吸置换,通常在压差(基质外部流体压力与孔隙压力之差)作用下进行,但渗吸置换物理模拟却通常在常压下进行(即自发渗吸),带压条件下的渗吸置换特征尚未提及。为研究压差作用下的渗吸置换(即带压渗... 详细信息

致密油藏体积改造压后闷井过程中发生的渗吸置换,通常在压差(基质外部流体压力与孔隙压力之差)作用下进行,但渗吸置换物理模拟却通常在常压下进行(即自发渗吸),带压条件下的渗吸置换特征尚未提及。为研究压差作用下的渗吸置换(即带压渗吸)规律,首先,建立基于低场核磁共振测试技术的带压渗吸实验方法;其次,分析自发/带压渗吸的异同;最后,建立带压渗吸无因次时间模型。结果表明,质量分数为96.76%~97.25%的油相集中分布于纳米孔(1 ms≤T2≤100 ms)内,纳米孔是主要储集空间;相比于自发渗吸,带压渗吸置换效率大幅提升是由强化的渗吸作用和压实作用共同造成的;岩心尺度建立的带压渗吸无因次时间模型可行,为确定油藏尺度压后闷井时间提供了新思路。

关键词：致密砂岩带压渗吸低场核磁共振测试无因次时间模型闷井时间

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超低渗油藏驱渗结合采油焖井参数优化研究

超低渗油藏驱渗结合采油焖井参数优化研究

作者：王一博中国石油大学(北京)

学位级别：硕士

随着常规石油资源的枯竭,超低渗透油藏已成为油气行业重要的勘探开发研究对象。然而这类油藏的平均采收率低,压裂改造后开采效果仍不理想。近年来研究表明,渗吸作用对超低渗油藏开采具有促进作用,由此提出驱渗结合采油方法。相较于单井... 详细信息

随着常规石油资源的枯竭,超低渗透油藏已成为油气行业重要的勘探开发研究对象。然而这类油藏的平均采收率低,压裂改造后开采效果仍不理想。近年来研究表明,渗吸作用对超低渗油藏开采具有促进作用,由此提出驱渗结合采油方法。相较于单井注水吞吐,该方法创新性在于考虑了驱替作用与渗吸作用对井组的影响。为了厘清驱渗结合方法提高采收率的机理,本文开展了超低渗油藏驱渗结合采油吸水前缘拓展特征及该方法的参数优化研究。本文首先利用油藏岩心开展了孔渗测试、带压渗吸等实验,确定了超低渗油藏的孔渗参数与渗吸速率,发现超低渗地层中渗吸作用不可忽略。其次,根据质量守恒、多孔介质渗流理论等建立了驱渗结合采油数学模型,基于有限元数值模拟方法,模拟了超低渗油藏驱渗结合采油过程,证明了该方法的可行性。最后开展敏感性分析,分析了地质参数和施工参数对驱渗结合采油效率的影响,并对各参数与采收率关系进行回归,得出驱渗结合采油方法适用地层及建议施工参数。室内岩石覆压渗吸实验表明,基质的带压渗吸效果不可忽略,且存在一个最大的置换效率,当置换效率接近甚至达到最大值时就不再进行渗吸作用。数值模拟结果表明,注水过程中的驱替与焖井过程中的渗吸均能使注入水进入更远的地层,有效增加了注入水的波及面积。同时渗吸作用有效置换出基质中的原油,提升了洗油效率。本文认为,驱渗结合采油方法应选取裂缝孔隙度大于2.4%,基质渗透率大于0.135m D、初始含油饱和度不高于0.87的地层。施工参数选取裂缝半长140m、裂缝间距40m、焖井时间30天、注水压力21MPa时为最佳。

关键词：超低渗透油藏带压渗吸渗吸前缘有限元方法

致密油藏低伤害无返排胍胶压裂液渗吸采油机理研究

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致密油藏低伤害无返排胍胶压裂液渗吸采油机理研究

作者：姜璐中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

水平井大规模体积压裂已经成为致密油藏开发的重要手段,压裂过程具有改造规模大、返排率低的特点,合理利破胶液的渗吸作用增加采收率具有重要意义。目前对于胍胶压裂液渗吸的研究多为常压条件,与生产实际中的高压环境相差较大。因此,对... 详细信息

水平井大规模体积压裂已经成为致密油藏开发的重要手段,压裂过程具有改造规模大、返排率低的特点,合理利破胶液的渗吸作用增加采收率具有重要意义。目前对于胍胶压裂液渗吸的研究多为常压条件,与生产实际中的高压环境相差较大。因此,对于压裂过程中表面活性剂辅助胍胶压裂液带压渗吸采油机理尚不明确。本文以鄂尔多斯盆地HL致密油藏天然岩心为研究对象,利用带压渗吸实验,对比评价了新型低伤害无返排胍胶压裂液与常规胍胶压裂液的带压渗吸效果;其次结合接触角实验、界面张力实验及渗吸效果评价实验优选出0.3 wt%的阴离子型表面活性剂FSLF-04作为低伤害无返排胍胶压裂液的渗吸促进剂,并分析了渗透率、润湿性、温度和矿化度等主控因素对表面活性剂辅助带压渗吸的影响规律;最后基于核磁共振技术和压力脉冲衰减法剖析了表面活性剂辅助胍胶压裂液带压渗吸的微观机理。实验结果表明:在0.101-10 MPa的压力范围内,随围压的升高,胍胶压裂液渗吸采出程度和渗吸速度逐渐增加,岩心的渗透率和有效孔隙半径呈指数减小趋势,纳米级及亚微米级孔隙喉道系统中的可动油增加,其渗吸采收率显著提高。向破胶液中加入表面活性剂后,渗吸效果明显改善,其辅助渗吸的主要机理为:改善岩心润湿性、降低油水界面张力及减少油滴在岩石壁面的粘附功。表面活性剂的作用使得油滴从岩石壁面剥落,岩石壁面上形成了一层水膜,大大降低了油滴在多孔介质中运移的粘滞阻力,围压情况下连通性较差、结构复杂的小孔喉两端存在压差,加之有效应力增加,孔隙压缩,为油滴运移提供了动力,进一步降低了可动流体下限,扩大了可动油范围,同时由于表面活性剂降低了压裂液与原油间的界面张力,进一步增强了原油变形突破孔喉的能力,最终增加渗吸采出程度。

关键词：致密油藏低伤害无返排胍胶压裂液表面活性剂带压渗吸核磁共振技术渗吸微观特征

复兴地区页岩油藏渗吸提采机理及产能影响因素研究

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复兴地区页岩油藏渗吸提采机理及产能影响因素研究

作者：郑澳中国石油大学(北京)

学位级别：硕士

页岩油在全球储量巨大且分布较为集中,具有广阔的开采前景。但由于页岩油储层多具有低孔低渗的特点,因此现如今页岩油勘探开发增产手段主要利用的是水平井大规模体积压裂技术,而压裂过后裂缝与基质中存在的渗吸现象得到了专家们的广泛... 详细信息

页岩油在全球储量巨大且分布较为集中,具有广阔的开采前景。但由于页岩油储层多具有低孔低渗的特点,因此现如今页岩油勘探开发增产手段主要利用的是水平井大规模体积压裂技术,而压裂过后裂缝与基质中存在的渗吸现象得到了专家们的广泛关注。但目前对于页岩储层中压裂液的渗吸提采机理及对产能的影响因素认识并不全面,因此需要对其开展进一步的研究。本文以复兴地区页岩油储层为研究对象,首先通过室内实验对储层的孔隙结构、矿物组分、润湿特性等基础特征进行了分析。在此基础上开展了竖直方向与水平方向毛细管渗吸实验及页岩油岩心常压自发渗吸实验,筛选出了后续实验研究所用表面活性剂,并借助低场核磁共振技术进行多尺度压力下渗吸驱油实验,结合多种测量表征手段一同揭示了页岩油储层渗吸提采机理。此外,建立矿场尺度的水平井压裂数值模型开展水平井单井压后生产模拟研究,分析了复兴地区页岩油储层渗吸驱油规律及对产能的影响因素,对现场页岩油勘探开发具有科学的指导意义。研究结果表明阴离子表面活性剂C对于复兴地区页岩岩心渗吸提采效果较好,常压自发渗吸采收率可达37.4%。阴离子表面活性剂提高页岩自发渗吸采油的主要机理为润湿反转,并且油水间界面张力的降低能够促进润湿反转效应,但油水间界面张力降低对于非离子表面活性剂润湿性的改变影响并不大。阴离子表面活性剂的脱离机制对于润湿反转的效果要优于非离子表面活性剂的吸附机制,但脱离机制改变润湿性具有一定的时间效应。带压渗吸有助于提高渗吸效率及最终渗吸采收率,复兴地区页岩岩心发生渗吸的孔隙孔径范围主要集中于10 nm-100 nm之间,在高附加流体压力下,这部分孔隙能得到更大程度的动用。带压渗吸既可以使岩心内部产生裂缝或诱导微裂缝扩展进而大幅提高渗吸采油效率,但也可能会堵塞储层孔隙,造成储层孔渗物性的进一步降低导致渗吸采油效率降低。复兴地区页岩储层水平井压后累计产油量与基质渗透率及毛管压力成正比;累计产油量与压裂液粘度成反比;存在最优闷井时间使得产能最大化,约为20-40天。

关键词：页岩油自发渗吸表面活性剂带压渗吸

页岩储层压裂液渗吸期间微观孔隙原油动用特征

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中南大学学报（自然科学版） 2022年第9期53卷 3311-3322页

作者：孙庆豪王文东苏玉亮徐纪龙郭新成李冠群非常规油气开发教育部重点实验室山东青岛266580 中国石油大学(华东)石油工程学院山东青岛266580

为揭示页岩油储层压后闷井渗吸期间微观孔隙内原油的动用规律,并研究页岩组构相、渗吸方式等因素对渗吸效果的影响,针对沧东凹陷孔店组二段页岩油储层,利用纹层状组构相及块状组构相页岩,开展页岩压裂液自发渗吸及带压渗吸实验。首先,... 详细信息

为揭示页岩油储层压后闷井渗吸期间微观孔隙内原油的动用规律,并研究页岩组构相、渗吸方式等因素对渗吸效果的影响,针对沧东凹陷孔店组二段页岩油储层,利用纹层状组构相及块状组构相页岩,开展页岩压裂液自发渗吸及带压渗吸实验。首先,利用扫描电镜(SEM)及低温氮气吸附(LTNA)分析页岩微观孔隙结构特征;其次,利用低温氮气吸附对孔隙直径(孔径)与横向弛豫时间(T_(2))之间的转换系数进行标定,并利用核磁共振技术(NMR)揭示页岩孔径分布特征;最后,开展基于核磁共振技术的压裂液渗吸实验,分析渗吸过程中核磁共振T_(2)谱变化特性,研究不同孔径微观孔隙内的原油动用特征,并定量评价微孔、介孔和大孔的原油采出程度及其贡献度。研究结果表明:页岩渗吸过程分为快速渗吸段、过渡段以及平稳段3个阶段;页岩油采出程度主要取决于介孔,介孔对总孔原油采出程度贡献度可达50%以上;块状组构相页岩微孔及介孔中原油动用难度较大;相比于自发渗吸,带压渗吸时,大孔原油采出程度大幅增加。

关键词：页岩油自发渗吸带压渗吸微观孔隙结构组构相核磁共振

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纳米变黏滑溜水黏弹携砂机理与渗吸性能

钻井液与完井液 2022年第5期39卷 638-645页

作者：刘汉斌柏浩唐梅荣吕宝强韩创辉王文中周福建姚二冬长庆油田分公司油气工艺研究院西安710021 中国石油大学(北京)非常规油气科学技术研究院北京102249 长庆化工集团有限公司西安710021

纳米变黏滑溜水作为一种具有良好携砂性能和渗吸置换作用的新型压裂液体系,已成功应用于长庆油田页岩油体积压裂施工,现场试验结果表明其具有良好的携砂性能以及增产效果,40%砂比条件下加砂过程压力平稳,压裂施工完成后单井日产油量可达... 详细信息

纳米变黏滑溜水作为一种具有良好携砂性能和渗吸置换作用的新型压裂液体系,已成功应用于长庆油田页岩油体积压裂施工,现场试验结果表明其具有良好的携砂性能以及增产效果,40%砂比条件下加砂过程压力平稳,压裂施工完成后单井日产油量可达11.31 t,但其携砂机理与渗吸性能尚不明确。因此对现场使用浓度的纳米变黏滑溜水与常规EM30S可交联滑溜水体系进行室内实验研究,通过动态携砂运移、透射电镜(TEM)、流变性能评价以及储层温压条件下的带压渗吸等实验方法,揭示了纳米变黏滑溜水的携砂机理并评价了其渗吸性能。实验结果表明,滑溜水弹性模量与黏性模量的交点值反映了滑溜水溶液的携砂性能,交点值越小,其弹性携砂性能越强;相同黏度下的纳米变黏滑溜水CNI体系黏弹模量交点值仅为0.0741 Hz,远低于现场用滑溜水EM30S的0.181 Hz,致使其静态和动态弹性携砂性能远高于EM30S;电镜结果表明纳米乳液与变黏滑溜水存在强化缔合结构是滑溜水的弹性携砂性能增强的主要原因。此外,带压渗吸实验结果显示,纳米变黏滑溜水具有良好的渗吸置换性能,能够置换出页岩纳米孔隙中的原油,整体采收率可达36%;其中,不同孔隙类型的采收率排序依次为:介孔>微孔>宏孔。

关键词：纳米变黏滑溜水现场试验黏弹性动静态携砂微观结构带压渗吸