岩心渗透率和测井渗透率相对误差一般要控制多少
根据都区域水文质资料、场土层及水赋存条件水主要3种类型:赋存于填土层滞水二赋存于卵石层孔隙潜水三基岩裂隙水
层滞水主要赋存于粘土层填土层受气降水、沟渠附近居民用水其主要补给源由于其水量相工程基本影响
孔隙潜水赋存于细砂(2-4)、砂(2-5)、卵石层(2-6)、细砂(3-4)、砂(3-5)、卵石层(3-6)根据区域水文质资料及已工程资料、再结合初步勘察抽水试验结(2-6)层渗透系数约20-25m/d(3-6)层渗透系数约18m-25/d均属强透水性
冰水沉积含粘土卵石层(4-2):局部布富水性般渗透系数K约8.0m/d透水层冰水沉积含卵石粘土(4-3)富水性弱根据都区经验渗透系数K约0.001m/d微透水层
区内基岩白垩系灌口组紫红色泥岩水赋存于基岩裂隙含水量般较岩层较破碎情况形局部富水段根据相关水文质资料及已工程资料显示渗透系数K约0.027~2.01m/d平均0.44m/d属弱~等透水层
特殊岩心分析实验是指什么?
这类储层物性描述要靠一些特殊实验取得认识,通常包括:上覆岩石压力、润湿性、表面与界面张力、毛细管压力、相对渗透率。这些岩石物理数据直接影响着对烃类物质的数量和分布的计算,它是研究某一油藏流体的流动状态的重要参数。
(1)上覆岩石压力:埋藏在地下几千米的油藏承受着上覆巨厚地层的重量,即上覆压力,这个上覆压力是对储层施加的一种挤压力,通常岩石的孔隙压力接近于上覆压力。如果岩石的颗粒胶结得很好,典型的孔隙压力大约是每10米深度增大0.1兆帕,上覆压力与内部孔隙压力之间的压力差称为有效上覆压力。我们钻开油层采油,如果不补充能量,就像在一个大皮球上戳一个洞放气,在球内气体压力衰减过程中,大皮球就会扁下去,同样道理,在压力衰竭过程中,油层内部孔隙压力要降低,有效上覆压力会增大,这将使储层总体积减小,同时,孔隙间的颗粒膨胀。这两种变化都使孔隙空间减小,也就是减小了岩石孔隙度。通过特殊岩心分析实验我们就可以建立孔隙度或渗透率与有效上覆压力间存在的某种关系。
孔隙压力的变化会影响岩石孔隙体积的变化,也影响着孔隙内流体的饱和度变化,我们往往采用一个压缩系数的概念来表述这一特性,孔隙压缩系数(数学符号记为CP)也就是单位压力变化时的孔隙体积的相对变化值。
对大多数油藏,基岩和岩石体积压缩系数相对于孔隙压缩系数CP都很小,因此通常用地层压缩系数Cf来描述地层的总压缩系数,并让Cf=CP 。在油田开发中,油藏总压缩系数被广泛应用于瞬变的流动公式和物质平衡方程,它就像我们高中时学的物理学用容变模量的倒数来表征一个弹性体瞬变过程一个道理。油藏总压缩系数数学符号记为Ct,它包括了原油、束缚水、天然气和岩石的压缩系数,掌握了这个参数很有用,一个封闭性的油藏,如果我们已经计算出它的地质储量,想了解在弹性开采阶段能采多少油,我们只要将储量乘上总压缩系数(Ct)再乘上弹性期压力降数值就可以计算出它能采出多少油来,反过来,如果我们掌握了开采过程中油藏压力下降的情况和实际生产量,也可以反求出这个油藏应该有多少弹性储量。
(2)岩石润湿性:任何一种液体与另一种固体表面相接触,液体就会在固体表面产生扩散或附着的趋势。例如,将汞、石油、水滴在一块干净的玻璃板上,你可以看到水滴很容易散布在玻璃板上,石油大约呈半圆珠状,水银则保持圆珠状,这种特性就叫润湿性。这种扩散的趋势可以通过液固表面的接触角来表示,接触角度小,液体的润湿性就强,零度接触角表示完全不润湿,180°则表示完全润湿。
润湿性示意图油藏的岩石对流体的润湿性非常重要,如果岩石对水的润湿性很强(或者说亲水性很强),这类油藏就有利于用水来驱油;如果岩石对油的润湿性很强(或者说亲油性很强),原油黏附在岩石表面比较牢,那么,水驱油效果就会很差。
(3)表面与界面张力:液体和气体的接触面称为表面,不同液体之间的接触面称为界面。在同一液体内部任何一个分子与其周围分子之间的吸引力是球形对称的,各个相反方向上的力则彼此相互抵消。但液体和空气接触表面层的分子、液体内部分子对表面层分子的吸引力,远大于外部气体分子对它的吸引力,这种不均衡的作用力是沿着液体表面垂直作用于单位长度上的紧缩力,称为表面张力,用σ表示。表面张力总是力图缩小表面积,使表面如同一层富于弹性的橡皮膜。这种现象经常可见,如小孩吹肥皂泡,把一个金属环在肥皂液中浸一下,然后取出,金属环便有液膜形成,它很像一张拉紧了的橡皮膜,小孩轻轻地把液膜吹出去,一个圆圆的肥皂泡就会飘舞在空中。肥皂泡之所以能够形成就是肥皂液与空气的接触面形成的表面张力在起作用。
表面张力现象油和水两种液体作用在界面上的这种力称为界面张力。如果一个细细的玻璃管插入到一个盛水容器中,在与空气与水的表面张力和玻璃管管壁对水的润湿性的综合作用下,会使毛细管中的水面上升,超过盛水容器的液面,只有当使液体上升的力与液体的重力平衡后,水才不会再上升,这个力显然是与毛细管半径粗细、接触的表面积成正比,和两种液相的密度差成正比,和液相与固相之间的润湿性有关。
在油田开发中,所研究的提高原油的采收率的方法(如注入表面活性剂、混相开采等方法)都是力图降低油、水、气的表面张力或降低液相与岩石表面相接触形成的界面张力。
(4)毛细管压力:毛细管的虹吸作用是一种常见的物理现象。储藏油气的孔隙空间可看作由许多大大小小毛细管组成,毛细管压力是由岩石和流体间的表面张力或界面张力、孔隙大小、几何形状及润湿性综合作用的结果。毛细管压力可以通过半渗透隔膜法或压汞法等实验装置测定驱替压力与润湿相饱和度的变化关系而求得。任何两种不混相的流体在一条毛细管内都会产生弯曲的表面,这个弯曲的表面都具有变成单位体积最小面积的趋势。这种现象反映了两种流体间存在的压力差,这个压力差称之为毛细管压力,在油—水系统中,毛细管压力等于毛细上升高度的重力。
毛细管虹吸现象这些以前学习过的物理概念,有时觉得非常枯燥无味,但结合油田开发分析,你会发现许多有趣的现象和很有用的启示。通常认为一个油藏中的油都是从生油源岩中运移过来的。在没有形成油藏之前,储层内大大小小的毛细管都充满了水,当油或气运移到储层时,首先克服了最大毛细管的毛细管压力才开始进入储层,因为半径最大的毛细管的毛细管压力最小,这一最小的驱替压力称为阈压(pd)。随后,逐步驱替毛细管半径越来越小的孔隙,所需要的驱替压力也越来越大,一旦驱替压力不足以克服微细毛细管的压力,非润湿相就无法再占据原来润湿相的孔隙空间,这不能降低润湿相的饱和度即为原生水饱和度。由此知道,对于一个储层来说,毛细管压力是饱和度和储层孔隙结构的函数,这里所指的孔隙结构即毛细管半径大小的分布及形态等,它与储层孔隙度、渗透率紧密相关。对于一个油田,如果我们掌握了各类储层的毛细管压力曲线,就有可能了解各类储层微观的孔喉变化和含油气饱和度的数量和变化。下图为毛细管压力与水饱和度关系曲线,每块岩石样品看作由大大小小的毛细管组成,每条毛细管的渗透率大小也不一样,渗透率越低孔隙度越小,毛细管半径也越小。从图中可以看到,随着渗透率降低毛细管压力相应增大,这是孔隙大小对毛细管压力大小的影响,假定一块岩石样品代表一个油藏,我们可以看出,低渗透率油藏原生水饱和度比高渗透油藏高,也就是含油饱和度比较低,开采时则需要较大的生产压差,开采难度也比高渗透率油藏大。
毛细管压力与水饱和度关系示意图(5)相对渗透率:前面说的渗透率(K)往往是指用空气做测试流体而测出的岩石渗透率,称为绝对渗透率。用油做流体测得的渗透率叫油相的有效渗透率(Ko);用水做流体测得的渗透率叫水相的有效渗透率(Kw);用空气以外的气体(如天然气等)做流体测得的渗透率叫气相的有效渗透率(Kg)。但要注意,气体在砂粒表面有滑脱影响。1941年克林肯伯格(Klinkenberg)做实验发现了这个现象,称为克林肯伯格效应。在做达西实验时,取岩心实验时的入口压力p1与出口压力p2的平均值,即pm=(p1+p2)/2,在所测的渗透率与1/pm的关系图上外推至1/pm=0处,该渗透率就是空气绝对渗透率,它近似等于液体绝对渗透率(岩心被100%液体饱和)。当有两相以上的流体在多孔介质流动时,每一相流体通过多孔介质的能力都会随其饱和度的变化而发生变化,这个变化就以相对渗透率来表示。它的定义是某相有效渗透率与一个特定的渗透率的比值,以油、水两相为例:
绝对渗透率测定油相相对渗透率5134表示束缚水条件下的油相有效渗透率,平方微米;水相相对渗透率5134表示束缚水条件下的水相有效渗透率,平方微米。
根据不同相态的相对渗透率变化可以绘出相对渗透率曲线。相对渗透率曲线有两种类型,一种是指在岩石被水100%饱和的条件下,用非润湿相原油驱替润湿相水的测试结果,它描述了油藏形成过程的相渗透率变化,称为驱替类型的相对渗透率曲线。另一种是指在亲水岩石被束缚水(或称原生水)和原油两相饱和的条件下,再用水驱替非润湿相原油的测试结果,它描述了油藏中水驱油的过程,称为渗吸类型的相对渗透率曲线。对于亲水岩石来说,在驱替和渗吸两种流动过程中,水相相对渗透率曲线是重合的,而对油相相对渗透率曲线会有较明显的差异。在预测油藏水驱油的生产动态时,我们应使用渗吸的相对渗透率曲线。相对渗透率曲线用来预测油气藏生产动态是必不可少的重要参数。从下图油、水相对渗透率曲线可以看出:在水驱油开采过程中,油藏内含水饱和度将不断增加,油相的相对渗透率将不断降低。按照达西定律计算,很明显,产油量将不断减少。随着含水饱和度的不断增加,水相的相对渗透率也将不断升高,产水量也必然不断升高,最终导致油藏被水淹而废弃。由油、水相对渗透率曲线也可以估算出水驱油效率。以油、水相对渗透率曲线为例可以看到,该油藏原始含油饱和度为0.8(束缚水饱和度0.2),油藏水淹时剩余油饱和度为0.15(含水饱和度0.85),这两者之间的饱和度也就是可驱动的油饱和度,如果再除以原始含油饱和度(0.8),那么,驱油效率就可以计算出为81%。
油、水相对渗透率曲线
岩石渗透率的实验室测定
岩石渗透率的实验室测定方法都是基于达西定律,所以尽管采用各种不同的仪器设备,原理都是一致的。只要测出岩心样品两端的压力差和通过样品的流量,便可以依据所用流体的黏度,利用相应的达西公式计算出渗透率。
测试的样品有常规小岩心和全直径岩心两种。对于非均质储层,采用全直径岩心进行测定,结果更具代表性。测定时,如采用Hassler型岩心夹持器(图1-11),可分别测出同一岩样的水平方向和垂直方向的渗透率。
图1-11 Hassler型岩心夹持器的结构示意图
岩石绝对渗透率的主要测定条件有哪些
渗透率有压力差时岩石允许液体及气体通过的性质称为岩石的渗透性,渗透率是岩石渗透性的数量表示。它表征了油气通过地层岩石流向井底的能力,单位是平方米(或平方微米)。绝对渗透率绝对或物理渗透率是指当只有任何一相(气体或单一液体)在岩石孔隙中流动而与岩石没有物理�化学作用时所求得的渗透率。通常则以气体渗透率为代表,又简称渗透率.相(有效)渗透率与相对渗透率多相流体共存和流动于地层中时,其中某一相流体在岩石中的通过能力的大小,就称为该相流体的相渗透率或有效渗透率。某一相流体的相对渗透率是指该相流体的有效渗透率与绝对渗透率的比值。地层压力及原始地层压力油、气层本身及其中的油、气、水都承受一定的压力,称为地层压力。地层压力可分三种:原始地层压力,目前地层压力和油、气层静压力。油田未投入开发之前,整个油层处于均衡受压状态,没有流动发生。在油田开发初期,第一口或第一批油井完井,放喷之后,关井测压。此时所测得的压力就是原始地层压力。地层压力系数地层的压力系数等于从地面算起,地层深度每增加10米时压力的增量。低压异常及高压异常一般来说,油层埋藏愈深压力越大,大多数油藏的压力系数在0.7-1.2之间,小于0.7者为低压异常,大于1.2者为高压异常。油井酸化处理酸化的目的是使酸液大体沿油井径向渗入地层,从而在酸液的作用下扩大孔隙空间,溶解空间内的颗粒堵塞物,消除井筒附近使地层渗透率降低的不良影响,达到增产效果。压裂酸化在足以压开地层形成裂缝或张开地层原有裂缝的压力下对地层挤酸的酸处理工艺称为压裂酸化。压裂酸化主要用于堵塞范围较深或者低渗透区的油气井。压裂所谓压裂就是利用水力作用,使油层形成裂缝的一种方法,又称油层水力压裂。油层压裂工艺过程是用压裂车,把高压大排量具有一定粘度的液体挤入油层,当把油层压出许多裂缝后,加入支撑剂(如石英砂等)充填进裂缝,提高油层的渗透能力,以增加注水量(注水井)或产油量(油井)。常用的压裂液有水基压裂液、油基压裂液、乳状压裂液、泡沫压裂液及酸基压裂液5种基本类型。高能气体压裂用固体火箭推进剂或液体的**,在井下油层部位引火爆燃(而不是爆炸),产生大量的高压高温气体,在几个毫秒到几十毫秒之内将油层压开多条辐射状,长达2~5m的裂缝,爆燃冲击波消失后裂缝并不能完全闭合,从而解除油层部分堵塞,提高井底附近地层渗透能力,这种工艺技术就是高能气体压裂。高能气体压裂具有许多优点,主要的有以下几点,不用大型压裂设备;不用大量的压裂液;不用注入支撑剂;施工作业方便快速;对地层伤害小甚至无伤害;成本费用低等。油田开发油田开发是指在认识和掌握油田地质及其变化规律的基础上,在油藏上合理的分布油井和投产顺序,以及通过调整采油井的工作制度和其它技术措施,把地下石油资源采到地面的全过程。油田开发程序油田开发程序是指油田从详探到全面投入开发的工作顺序。1.在见油的构造带上布置探井,迅速控制含油面积。2.在已控制含油面积内,打资料井,了解油层的特征。3.分区分层试油,求得油层产能参数。4.开辟生产试验区,进一步掌握油层特性及其变化规律。5.根据岩心、测井和试油、试采等各项资料进行综合研究,作出油层分层对比图、构造图和断层分布图,确定油藏类型。6.油田开发设计。7.根据最可靠、最稳定的油层钻一套基础井网。钻完后不投产,根据井的全部资料,对全部油层的油砂体进行对比研究,然后修改和调整原方案。8.在生产井和注水井投产后,收集实际的产量和压力资料进行研究,修改原来的设计指标,定出具体的各开发时期的配产、配注方案。由于每个油田的情况不同,开发程序不完全相同。油藏驱动类型油藏驱动类型是指油层开采时驱油主要动力。驱油的动力不同,驱动方式也就不同。油藏的驱动方式可以分为四类:水压驱动、气压驱动、溶解气驱动和重力驱动。实际上,油藏的开采过程中的不同阶段会有不同的驱动能量,也就是同时存在着几种驱动方式。可采储量可采储量是指在现有经济和技术条件下,从油气藏中能采出的那一部分油气量。可采储量随着油气价格上涨及应用先进开采工艺技术而增加。采油速度油田(油藏)年采出量与其地质储量的比例,以百分比表示,称做采油速度。采油强度采油强度是单位油层厚度的日采油量,就是每米油层每日采出多少吨油。采油指数油井日产油量除以井底压力差,所得的商叫采油指数。采油指数等于单位生产压差的油井日产油量,它是表示油井产能大小的重要参数。采收率可采储量占地质储量的百分率,称做采收率。
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