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油气田在水驱开发过程储层物性变化特征
目前，低渗油藏主要采取注水开发的石油开采技术。由于注入水的长期冲刷,储层的宏观结构、微观结构、非均质性较开发初期均发生明显变化,尤其是影响渗流的主要渗流参数孔隙度、渗透率。对于不同类型的油藏，由于其储层的岩性、物性、含油性、电性的不同，在注水过程中将呈现出不同的变化规律。对于中高渗透油藏来说,粘土矿物在注水开发的过程中将会被水冲刷，并且发生运移，降低流动阻力，储层孔隙度和渗透率逐渐增大,油藏储层物性变好；而对于特低渗透储层来说，由于粘土矿物在和水接触时发生膨胀、水解、运移和分裂，堵塞原有的孔隙吼道，导致渗透率有所降低,但孔隙度仍然呈现出略有增大的趋势,储层的非均质性增强。
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研究储层物性变化的方法
根据研究表明，目前可以利用的方法如下：
压汞法进行孔隙结构研究；扫描电镜、铸体薄片、核磁共振、检查井分析、驱油实验和生产动态等资料，系统研究了不同渗透率储层水驱前后渗透率的变化规律[1]；用不同含水期检查井岩心分析资料统计、室内岩心水驱油实验、监测资料统计、热传导方程计算、数值模拟等多种技术手段。
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储层的物性变化
1、孔隙度
在注入水的冲刷下, 主要受孔隙结构、岩石物性、胶结状态等因素的影响。油层水淹后，岩石的矿物颗粒形态、胶结物粘土类型及含量的变化，都会直接引起孔隙结构的变化。
俞军[2]进行室内岩心冲刷实验（如图1）表明，,岩心孔隙度比冲刷前有所增大。
林光荣等[3]同样进行进行室内岩心水驱油试验，岩样经过较长时期注水冲刷,其孔、渗都呈下降趋势,全区渗透率平均下降11.86% ,孔隙度减少0.26% ,
图 1 注水前后岩石电镜扫描对比
2、吼道结构
压汞曲线可用来研究储层孔隙结构,通过形态和参数判断储层孔喉分布特征。靳文奇等[4]利用不同样品水驱前后压汞曲线形态和参数(表1、图2)可以看出,低渗储层长期冲刷后中值半径均变小,中值压力增大,最大汞饱和度整体呈减小趋势,平均减少2. 96%,退汞效率均降低,平均降低4. 39%,这些参数反映了喉道与孔隙的综合信息,其变化表明低渗储层长期受注水冲刷后储层变差、非均质性增强。
表 1 不同样品水驱前后孔吼结构特征
图 2 压汞曲线
张玉荣储层孔隙度在水淹前后的变化情况通过观察岩心水驱前后的压汞试验（图3）可知，进行水驱后样品的启动压力有所增加，压汞曲线的平缓段也会有明显的区别，即进行水驱后样品岩心进汞曲线要比水驱前的陡，且退汞曲线亦有相同的规律。这样说明，进行水驱后，岩心岩石内部孔隙结构发生了明显变化，孔隙结构的非均质程度增强，孔喉的分布变得不集中。
图 3 压汞曲线
3、渗透率
渗透率是储层岩石物性的重要参数之一,它能够反映储层的流动能力,由注水开发引起的地层孔隙压力变化也必然引起渗透率的变化
汤小燕等利用铸体薄片统计结果显示( 表 2) ，扶余油层孔隙度变化比较大，渗透率从低渗到高渗，变化比较大。
表 2 扶余油田铸体薄片孔隙参数统计表
图 4 扶余油田岩石薄片
靳文奇等通过岩心实验，结果如图5所示，水驱前后岩芯渗透率发生明显变化。经过注入水冲刷后岩芯渗透率总体明显降低,绝对变化量为(0～ 0. 085)× 10- 3μm2,但渗透率变化平均为4. 7%,最高可达22.46%,水驱后孔隙度略有增加,平均增大0.15%。
图 5 不同样品水驱前后渗透率及其变化特征
因此,对低渗储层而言,长期注水开发使储层渗透性变差而孔隙度略有增加,储层非均质增强,这与中高渗储层渗透率变化特征明显不同。中高渗储层经长期注水开发后在一定程度上提高了渗透率,改善了储层微观孔隙结构,说明低渗储层长期注水开发后储层变化规律更加复杂。
杜庆龙[1]通过21块不同渗透率（100~2500mD）岩样的室内水驱油实验，对比注水冲刷1000倍孔隙体积后渗透率与水驱前渗透率的变化，水驱前后渗透率 变化率与原始渗透率之间呈一定的对数关系（图6）。长期注水冲刷后原始渗透 率小于300ｍＤ的岩心渗透率明显降低，变化幅度最大可达20％；原始渗透率大于1300ｍＤ的岩心水驱前后渗透率有增大的趋势，变化范围在5%~10%；原始渗 透率在300~1300ｍＤ的岩心水驱前后渗透率有增有减，变化幅度在－５％～５％。
图 6 岩心水驱后渗透率变化率与原始渗透率的关系
参考文献
[1]杜庆龙，长期注水开发砂岩油田储层渗透率变化规律及微观机理，石油学报，2016（3），1159~1164
[2] 俞军,大庆油田注水开发后期储层性质变化研究 , 油气田地面工程,2007(26),15~16
[3]林光荣,陈付星,邵创国,张富田,马岭油田长期注水对油层孔隙结构的影响,西南石油学院学报，2001（16），33~37
[4]靳文奇,王小军,何奉朋,陈堂锁,安塞油田长6油层组长期注水后储层变化特征,地球科学与环境学报，2010（32），2039~2044
[5]王传禹,杨普华,马永海等.大庆油田注水开发过程中油层岩石的湿润性与孔隙结构的变化.石油勘探与开发,1981,7(1): 54～ 67
[6] 汤小燕，张伟杰，龚爱华，刘之,扶余油田注水开发过程中储层孔隙结构变化特征,西安科技大学学报，2016(37),507~513
文案：唐力辉
编辑：金杰 |
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发表于 2021-1-1 04:45:45
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