王苛宇 ，蒲萬芬 ，申哲娜 ，胡靜

（1.西南石油大學(xué)油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610500；2.中國石油西南油氣田公司川西北氣礦，四川 江油 621700）

0 引言

人們對(duì)中、高滲儲(chǔ)層巖樣相滲曲線的研究較多，而對(duì)特低滲油藏相滲曲線，尤其是關(guān)于溫度對(duì)其相滲曲線特征值的影響研究較少。在影響相滲曲線的諸多因素中，溫度的影響是最具爭(zhēng)議的［1-5］。

歷年來，人們對(duì)溫度是否會(huì)影響儲(chǔ)層相對(duì)滲透率和殘余油飽和度的看法不一，對(duì)不同溫度下水驅(qū)油效率的認(rèn)識(shí)也不盡相同。近年來，國內(nèi)各油田相繼開展了相對(duì)滲透率實(shí)驗(yàn)研究，特別是在低滲油田水驅(qū)油相對(duì)滲透率研究方面，張玄奇等［6-13］相繼報(bào)道了用非穩(wěn)態(tài)法所測(cè)低滲油藏相滲曲線的5種形態(tài)及特征，并對(duì)曲線形態(tài)異常的原因進(jìn)行了探討。隨著石油工業(yè)的發(fā)展，特低滲油藏的開發(fā)問題被提上日程［14-16］。因此，研究特低滲油藏巖心相滲曲線的特征及其變化規(guī)律，具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。

1 巖心流動(dòng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.1 裝置及材料

實(shí)驗(yàn)裝置由多功能巖心驅(qū)替裝置、ES-V型恒壓恒速泵、油水計(jì)量器、電子天平、壓力傳感器、秒表、回壓閥等組成；實(shí)驗(yàn)用油為地面脫氣原油，實(shí)驗(yàn)前對(duì)其進(jìn)行脫水及過濾處理，40℃下的原油黏度為7.7 mPa·s；實(shí)驗(yàn)用水為地層水，礦化度為113 g/L；實(shí)驗(yàn)巖心為1塊中滲巖心（L17）及取自同一口井、同一層段的3塊滲透率相近的特低滲標(biāo)準(zhǔn)巖心（Y7，Y16，Y19），巖心基礎(chǔ)數(shù)據(jù)見表1。

表1 實(shí)驗(yàn)巖心基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

1.2 實(shí)驗(yàn)步驟

實(shí)驗(yàn)前，檢查儀器，確保儀器誤差在允許范圍內(nèi)；清洗管線，確保管線內(nèi)無堵塞；連接實(shí)驗(yàn)裝置，加壓10 MPa，5 h內(nèi)系統(tǒng)不漏為合格。實(shí)驗(yàn)步驟具體如下：

1）將巖心洗油、烘干、抽真空、稱干重后，用實(shí)驗(yàn)用水充分飽和，稱濕重，計(jì)算巖心的孔隙體積和孔隙度。

2）連接設(shè)備，在設(shè)定實(shí)驗(yàn)溫度下測(cè)定巖心的水相絕對(duì)滲透率，連續(xù)測(cè)定3次，相對(duì)誤差小于3%。

3）以恒定注入速度飽和原油，直到兩端的壓差保持穩(wěn)定。在實(shí)驗(yàn)溫度下老化3 d，以模擬巖心的原始潤濕性，建立束縛水飽和度和原始含油飽和度，并測(cè)定束縛水飽和度下的油相有效滲透率，連續(xù)測(cè)定3次，相對(duì)誤差小于3%。

4）進(jìn)行水驅(qū)油，檢測(cè)出液端的出液及壓力變化情況，并準(zhǔn)確記錄見水時(shí)間、見水時(shí)的累計(jì)產(chǎn)油量、巖樣兩端的壓差、出液端的累計(jì)產(chǎn)油量和產(chǎn)液量。見水初期加密記錄，產(chǎn)油量下降時(shí)，可依據(jù)下降情況適當(dāng)延長記錄時(shí)間間隔，驅(qū)替至累計(jì)注入量為30 PV或含水率達(dá)99.95%時(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)束。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 不同滲透率巖心相滲曲線對(duì)比

在相同的實(shí)驗(yàn)條件（實(shí)驗(yàn)用油、水以及測(cè)試儀器和40℃溫度）下，測(cè)定Y7，L17號(hào)巖心的相滲曲線（見圖1）。2個(gè)巖心的相滲曲線特征值見表2。

表2 不同滲透率巖心相滲曲線特征值

由圖1和表2可以看出：在相同的測(cè)試條件下，Y7號(hào)特低滲巖心的相滲曲線相對(duì)L17號(hào)中滲巖心左移；隨含水飽和度增加，Y7號(hào)巖心的油相相對(duì)滲透率降低較快，而水相相對(duì)滲透率上升較慢；在殘余油飽和度端點(diǎn)，Y7號(hào)巖心的水相相對(duì)滲透率僅為0.065，而L17號(hào)巖心的水相相對(duì)滲透率為0.593；相比L17號(hào)巖心，Y7號(hào)巖心的束縛水飽和度較高，等滲點(diǎn)飽和度左移，殘余油飽和度較高，水驅(qū)最終采收率降低了近20百分點(diǎn)。

分析認(rèn)為：對(duì)于特低滲巖心，由于其孔隙度較小，實(shí)驗(yàn)特征表現(xiàn)為親水狀態(tài)，隨著含水飽和度的增加，油相失去連續(xù)性而呈液滴狀存在于較大的孔隙中，阻礙了水相的流動(dòng)；Y7號(hào)特低滲巖心的滲透率很低，油水兩相流體在流動(dòng)中的相互干擾更加嚴(yán)重，從而導(dǎo)致其相對(duì)滲透率的降低愈發(fā)明顯；巖心的滲透率和孔隙度越大，則孔隙通道越大、孔隙表面積越小，液體流動(dòng)的阻力也越小，Y7號(hào)特低滲巖心的比面大，吸附在巖石顆粒表面上的束縛水多，加之無效孔隙多，使其束縛水飽和度較高。

2.2 溫度對(duì)特低滲巖心相滲曲線的影響

在 40，80，100 ℃條件下， 分別測(cè)定 Y7，Y16，Y19號(hào)特低滲巖心的相滲曲線（見圖2），得出各巖心的相滲曲線特征值（見表3）。由圖2和表3可以看出，隨溫度升高，特低滲巖心的微觀孔隙結(jié)構(gòu)有所變化，其潤濕性和油水黏度比會(huì)相應(yīng)改變，導(dǎo)致相滲曲線的各項(xiàng)特征值也隨之發(fā)生改變。

表3 特低滲巖心相滲曲線特征值

1）束縛水飽和度隨溫度升高呈增大趨勢(shì)。分析認(rèn)為：溫度對(duì)巖石的潤濕性有較大的影響，隨溫度升高，親油巖石表面吸附的極性物質(zhì)在高溫下解吸，大量水轉(zhuǎn)而吸附于巖石表面，使原本油濕或中性油濕的巖心表面開始趨于水濕，巖石的束縛水飽和度增加；此外，由于巖心為特低滲巖心，孔喉多以細(xì)喉-特細(xì)喉、微喉為主，溫度升高會(huì)使巖石骨架和顆粒膨脹，堵塞細(xì)小的流動(dòng)通道，從而使無效孔隙增多，束縛水飽和度增加。

2）隨溫度升高，等滲點(diǎn)飽和度增加，等滲點(diǎn)右移。

3）隨溫度升高，殘余油飽和度降低。分析認(rèn)為：溫度的升高使原油黏度不斷降低，原油的流動(dòng)能力得到改善，從而使水驅(qū)油效率增加，殘余油飽和度降低；如前所述，溫度的升高改變了巖石的潤濕性，巖石由油濕轉(zhuǎn)為水濕，毛細(xì)管力指向非潤濕相（油），更利于驅(qū)油，從而使殘余油飽和度降低。

4）隨溫度升高，兩相共滲區(qū)范圍變窄，在40，80，100℃條件下，油水共滲區(qū)間大小依次為33.19%，32.86%，26.40%。

5）在等滲點(diǎn)左側(cè)，油相滲透率下降很快，幾乎呈直線下滑；水相滲透率上升幅度較小，最終值較低。分析認(rèn)為，由于特低滲巖心具有較強(qiáng)的敏感性，隨溫度升高，在巖心骨架膨脹、孔道空間減小的同時(shí)，孔道中的黏土礦物也會(huì)發(fā)生膨脹，堵塞喉道，流動(dòng)阻力大大增加，從而使油相相對(duì)滲透率下降較快，而水相相對(duì)滲透率增加幅度較小。

6）隨溫度升高，巖心的水驅(qū)最終采收率增大。

3 結(jié)論

1）特低滲儲(chǔ)層相滲曲線的兩相流動(dòng)區(qū)范圍較窄，殘余油飽和度條件下的水相相對(duì)滲透率總體較低，且隨溫度升高，束縛水飽和度增加，殘余油飽和度相應(yīng)降低，最終采收率增大。

2）升高溫度加熱油層，可以提高原油的最終采收率。這在一定程度上說明，熱水驅(qū)在特低滲油藏是一種有效的驅(qū)替方式。

3）研究特低滲儲(chǔ)層在高溫條件下的相滲曲線，可以為該類油藏?zé)岵蓴?shù)值模擬研究提供必要參數(shù)。

4）因特低滲儲(chǔ)層孔隙度、滲透率很低，存在一定的測(cè)量誤差，須尋求更好的相滲曲線測(cè)定方法。

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