孟 陽

(中石化勝利油田分公司，山東 東營 257000)

1 實驗

1.1 實驗材料

(1)實驗器材。主要實驗裝置包括巖心鉆取機、巖心切割機、索氏抽提器、STY－4氣體滲透率測定儀、ZYB－1抽真空飽和儀以及LCN－Ⅲ高溫高壓落球黏度計等。

(2)實驗流體。用稠油與煤油按照地層條件配制120℃條件下黏度為2.5 mPa·s的油樣;取定質(zhì)量的NaHCO3藥品和蒸餾水充分溶解，配制地層水，得到礦化度為13000 mg/L的水樣。

(3)實驗巖心。選取勝利油田渤35區(qū)塊全直徑巖心22塊，巖心的處理嚴(yán)格按照實驗標(biāo)準(zhǔn)SY/T5336－1996《巖心常規(guī)分析方法》進行。

1.2 實驗方案

(1)氣測巖心滲透率及測定巖心孔隙度，選取符合要求的不同滲透率級別巖心。

(2)根據(jù)實驗條件配制不同濃度和類型的注入流體。

(3)加工垂直縫(裂縫與滲流方向垂直)、水平縫(裂縫與滲流方向平行)實驗用巖心。

(4)采用穩(wěn)定法測定單相油啟動壓力，主要實驗步驟:設(shè)定圍壓，進行油驅(qū)水，當(dāng)末端有水流出時提高驅(qū)替速度，驅(qū)替至束縛水飽和度，老化24 h;恒定泵的流量，測定壓差—流量關(guān)系曲線。

(5)采用非穩(wěn)態(tài)法測定油水相對滲透率，主要實驗步驟:①地層溫度下飽和地層油，油驅(qū)巖心至末端不見水，油驅(qū)10倍孔隙體積以上，測油相滲透率，老化24 h;②以恒定速度水驅(qū)油，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，見水初期，加密記錄，后逐漸加長記錄的時間間隔，含水率達到99%時，測殘余油時的水相滲透率;③采出程度測定，含水率達99%后，繼續(xù)驅(qū)替24 h后記錄最終產(chǎn)油量，計算采出程度。

2 實驗結(jié)果與討論

2.1 不同裂縫形態(tài)巖心滲流規(guī)律

首先對沒有人工裂縫的巖心進行驅(qū)替實驗，然后選取巖心進行人工造縫，再次進行實驗研究，對比不同裂縫形態(tài)的巖心驅(qū)替實驗結(jié)果[1－7]。按照上述方法，進行了4個不同滲透率級別(5×10－3、10 ×10－3、30 ×10－3、50 ×10－3μm2)、3 種不同裂縫形態(tài)(無裂縫、垂直縫、水平縫)的巖心驅(qū)替實驗，得到了不同裂縫形態(tài)下擬啟動壓力梯度與滲透率的關(guān)系曲線，見圖1。

圖1 擬啟動壓力梯度與滲透率關(guān)系

研究資料表明，在低滲透油藏中流體的滲流規(guī)律不同于常規(guī)油藏，原油受巖石孔隙中的邊界層影響，中高滲透油藏的喉道半徑比較大，原油的邊界層影響很小，但對于低滲透油藏，孔隙系統(tǒng)基本上由小孔道組成，使得啟動壓力梯度影響明顯，流體滲流過程不符合達西定律。由圖1可知:當(dāng)巖心中存在垂直或水平裂縫時，擬啟動壓力梯度有所降低，這主要是由于裂縫一定程度上增加了基質(zhì)巖心的滲透率;滲透率越低，擬啟動壓力梯度下降程度越明顯;對于同一滲透率級別，水平縫對于降低單相油啟動壓力作用效果較垂直縫明顯。

按照油水相對滲透率測定方法，完成了不存在復(fù)雜裂縫、不同滲透率級別的相滲實驗，采用JBN方法[8－11]處理相滲曲線。油水兩相相對滲透率曲線測定結(jié)果見圖2。

圖2 不同滲透率級別、不同裂縫形態(tài)巖心相滲曲線

裂縫使油水相對滲透率曲線形態(tài)有明顯的改變。在水驅(qū)油過程中，水平縫的滲透率起到了主導(dǎo)作用，相對滲透率曲線形態(tài)變化最大，水相相對滲透率明顯大于其他裂縫形態(tài)下的值，同時等滲點左移。對比圖2可知:①人工裂縫對巖心相對滲透率曲線形態(tài)有明顯影響，垂直裂縫使得油相相對滲透率下降加快，但對束縛水飽和度、殘余油飽和度的影響與無裂縫條件相比差別不大;②水平裂縫形態(tài)下，隨滲透率增大，相滲曲線變化規(guī)律與無裂縫、垂直裂縫變化規(guī)律大致相同，水平裂縫使油相相對滲透率下降更快;③存在水平縫的巖心的油水相對滲透率曲線束縛水飽和度較大，殘余油飽和度也較大，且水相滲透率曲線上升更快，兩相滲流區(qū)變窄。

2.2 不同裂縫形態(tài)對水驅(qū)油效果影響

存在不同形態(tài)裂縫的巖心，水驅(qū)油的效果有差異，分別對4種不同滲透率級別的巖心進行水驅(qū)油實驗，結(jié)果見圖3～5。

圖3 滲透率和束縛水飽和度關(guān)系

圖4 滲透率和殘余油飽和度關(guān)系

圖5 滲透率和采出程度關(guān)系曲線

由圖3～5可知:①含垂直裂縫、水平裂縫的巖心束縛水飽和度比無裂縫的巖心要低(束縛水飽和度由低到高為垂直縫、水平縫、無裂縫)，并隨著滲透率增加，飽和度變化更加明顯;②隨著滲透率的增加，含垂直裂縫的殘余油飽和度差別不大;③最終含水率為98%時，含裂縫的巖心與無裂縫巖心差距較大(水驅(qū)最終采收率由高到低為垂直縫、無裂縫、水平縫);④垂直縫對水驅(qū)油效果的影響較小，水平縫則較大程度上影響水驅(qū)油效果。

這主要是由于復(fù)雜裂縫的存在增加了巖心的滲透能力，而水平縫貫穿于整個巖心，裂縫滲透率遠大于基質(zhì)滲透率，水竄現(xiàn)象嚴(yán)重。具體表現(xiàn)為初期產(chǎn)量高，含水率上升快，相同含水率下，最終驅(qū)油效率較低。因此，油藏中存在裂縫，一旦水淹，開采難度增大，不利于油藏的持續(xù)開發(fā)。

3 結(jié)論

(1)濁積巖低滲透巖心流體流動過程中存在啟動壓力梯度，隨巖心滲透率的增加，啟動壓力梯度越小;相滲曲線中束縛水飽和度越小，殘余油飽和度越大，兩相共滲區(qū)越大，等滲點左移且對應(yīng)相對滲透率越大。

(2)巖心存在復(fù)雜裂縫時，流體的滲流規(guī)律發(fā)生了明顯的變化。該結(jié)果表明，正確認識不同裂縫形態(tài)的分布對油藏開發(fā)有著重要的意義。

(3)當(dāng)存在垂直縫時，在一定程度上提高了巖心的滲透能力，與不存在復(fù)雜裂縫情況相比，巖心的擬啟動壓力梯度變小，油相相對滲透率下降變快，最終采出程度相對增加。

(4)當(dāng)存在水平縫時，在很大程度上增大了巖心的滲透能力，因此，對水驅(qū)油效果和采收率影響最大，束縛水飽和度低于無裂縫、垂直裂縫條件，初期采油速度快，見水快，但由于實驗中裂縫貫穿巖心，造成了注入水的突進，最終采出程度小于前兩者。

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