田鍵,康毅力,羅平亞,游利軍
(西南石油大學(xué) 油氣藏地質(zhì)及開(kāi)發(fā)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,成都 610500)
中國(guó)致密油藏地質(zhì)儲(chǔ)量豐富,分布廣泛[1],其中以鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組致密油藏的勘探最為引人關(guān)注[2-5]。越來(lái)越多的勘探實(shí)踐表明,致密砂巖氣藏和頁(yè)巖氣藏局部存在超低含水飽和度現(xiàn)象,即儲(chǔ)集層初始含水飽和度遠(yuǎn)小于由其毛細(xì)管力等物性控制的束縛水飽和度[6-7]。據(jù)密閉取心資料解釋?zhuān)鯛柖嗨古璧匮娱L(zhǎng)組長(zhǎng)7致密油藏原油充注程度高,平均含油飽和度超過(guò)70%,表明長(zhǎng)7致密油藏同樣局部存在超低含水飽和度現(xiàn)象[8]。含水飽和度是研究?jī)?chǔ)集層巖石毛細(xì)管自吸行為、相滲曲線特征,估算資源儲(chǔ)量和開(kāi)展儲(chǔ)集層損害評(píng)價(jià)的重要對(duì)象和指標(biāo)。因此,準(zhǔn)確得到巖心初始含水飽和度成了實(shí)驗(yàn)研究的客觀基礎(chǔ)。學(xué)者們對(duì)儲(chǔ)集層超低含水飽和度進(jìn)行了成因探索,并通過(guò)巖心驅(qū)替分別實(shí)現(xiàn)了對(duì)致密砂巖氣藏和頁(yè)巖氣藏超低含水飽和度的實(shí)驗(yàn)?zāi)M[9-12]。然而,致密油藏超低含水飽和度的相關(guān)實(shí)驗(yàn)?zāi)M卻未能引起足夠關(guān)注。
室內(nèi)通常采用“油驅(qū)水”的方式,對(duì)飽和模擬地層水后的巖心進(jìn)行驅(qū)替來(lái)模擬油藏原油充注過(guò)程以及儲(chǔ)集層初始含水飽和度形成過(guò)程。致密巖心孔喉細(xì)小,液體流量極低,油水兩相滲流時(shí)毛細(xì)管阻力極大,要想驅(qū)替出更多細(xì)小孔喉內(nèi)部的水相,以實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步降低致密巖心內(nèi)部含水飽和度,則要不斷增加驅(qū)替壓力梯度。文獻(xiàn)[13]通過(guò)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)?zāi)M出了致密油藏巖心超低含水飽和度狀態(tài),但實(shí)驗(yàn)中的高壓力梯度在油藏條件下難以存在。文獻(xiàn)[14]通過(guò)室內(nèi)巖心模擬原油充注實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)無(wú)論施加多大的驅(qū)替壓力也不能使原油充注,更談不上形成超低含水飽和度,并反推得出延長(zhǎng)組只能先成藏后致密的結(jié)論。這與后來(lái)學(xué)者們對(duì)于延長(zhǎng)組致密油藏先致密后成藏的認(rèn)識(shí)不符[15-17]。
在模擬致密巖心液體滲流時(shí),學(xué)者們沒(méi)有考慮巖心內(nèi)部液體在孔隙壓力下的憋壓狀態(tài),驅(qū)替時(shí)巖心內(nèi)部液體是從入口端開(kāi)始建立孔隙壓力并克服滲流阻力。當(dāng)以致密巖心為研究對(duì)象進(jìn)行油驅(qū)水得到含水飽和度時(shí),出口端附近的油水在開(kāi)始流動(dòng)前需要很長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)建立起足夠的孔隙壓力來(lái)克服流動(dòng)阻力,因此往往需要一個(gè)極高的驅(qū)替壓力。鑒于原地層條件下油水在流動(dòng)前已經(jīng)處于孔隙流體憋壓,本文結(jié)合油藏條件下的油水滲流行為和原油充注過(guò)程,探索了在巖心出口端加回壓來(lái)模擬不同孔隙壓力對(duì)致密巖心單相液體滲流能力的影響,并在此基礎(chǔ)上優(yōu)選出實(shí)驗(yàn)回壓,對(duì)選取的鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組長(zhǎng)7致密油藏柱塞巖心開(kāi)展“油驅(qū)水”原油充注實(shí)驗(yàn)來(lái)模擬回壓作用下的致密油藏儲(chǔ)集層初始含水飽和度形成過(guò)程,得到了與該區(qū)塊密閉取心分析一致的超低含水飽和度結(jié)果。
密閉取心是當(dāng)前較為準(zhǔn)確獲取儲(chǔ)集層含油(氣)、水分布狀態(tài)的手段,可信度高[18]。通過(guò)對(duì)鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組長(zhǎng)7儲(chǔ)集層進(jìn)行密閉取心,得出該儲(chǔ)集層含油飽和度主要為65.0%~85.0%,平均含油飽和度高達(dá)72.8%;而初始含水飽和度較低,主要為10.8%~56.4%,平均含水飽和度僅為27.2%.由于受到物性的控制,致密儲(chǔ)集層存在較高的束縛水飽和度,一般為40%~60%,且?guī)r石越致密,束縛水飽和度越高。傳統(tǒng)方法驅(qū)替結(jié)果得到的致密巖心束縛水飽和度一般接近50%,甚至可能更高,遠(yuǎn)低于密閉取心測(cè)得的儲(chǔ)集層初始含水飽和度。鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組長(zhǎng)7儲(chǔ)集層密閉取心飽和度分析結(jié)果顯示,儲(chǔ)集層初始含水飽和度遠(yuǎn)低于其束縛水飽和度,表明儲(chǔ)集層存在超低含水飽和度現(xiàn)象。延長(zhǎng)組長(zhǎng)7段致密油藏室內(nèi)巖心核磁共振分析得出初始含油飽和度為64.0%,初始含水飽和度為36.0%,其實(shí)驗(yàn)結(jié)果與密閉取心分析結(jié)果相接近[19],間接證實(shí)了長(zhǎng)7致密油藏原地存在局部超低含水飽和度現(xiàn)象。致密油藏成藏過(guò)程中,原油持續(xù)充注、高壓生烴排液和高溫蒸發(fā)等作用,造成了高含油飽和度和低含水飽和度現(xiàn)象[20]。致密油藏儲(chǔ)集層含油飽和度達(dá)到30%就可以聚集成藏[20],要想形成大面積連續(xù)分布的致密油藏,則儲(chǔ)集層含油飽和度要超過(guò)40%[21].超低含水飽和度現(xiàn)象使得致密油藏現(xiàn)實(shí)儲(chǔ)量明顯增加,油相動(dòng)用能力得到提高,證明油藏具備商業(yè)開(kāi)發(fā)的潛力;否則,在其自身物性等因素影響下,很難形成工業(yè)油流和進(jìn)行商業(yè)開(kāi)發(fā)。
實(shí)驗(yàn)巖心選自鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組長(zhǎng)7致密砂巖,主要礦物為石英和長(zhǎng)石,其中黏土礦物以綠泥石為主,應(yīng)力敏感性弱。結(jié)合致密油藏物性界定范圍并依據(jù)長(zhǎng)7致密油藏儲(chǔ)集層物性劃分,選取了3.0 MPa圍壓下三類(lèi)空氣滲透率級(jí)別的巖樣開(kāi)展實(shí)驗(yàn),分別定義為相對(duì)低滲、相對(duì)中滲和相對(duì)高滲。實(shí)驗(yàn)巖樣基礎(chǔ)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1.
表1 鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組長(zhǎng)7致密油藏實(shí)驗(yàn)巖樣基本物性參數(shù)
分別采用模擬地層水和煤油作為實(shí)驗(yàn)液體進(jìn)行飽和水單相滲流實(shí)驗(yàn)和原油充注實(shí)驗(yàn)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)巖樣所在層位地層水分析數(shù)據(jù),配制的模擬地層水信息見(jiàn)表2.實(shí)驗(yàn)之前,對(duì)配制的模擬地層水進(jìn)行過(guò)濾處理,防止其中固相顆粒堵塞巖心孔喉對(duì)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)結(jié)果帶來(lái)影響。
表2 鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組長(zhǎng)7致密油藏模擬地層水配方
自行設(shè)計(jì)并組裝了實(shí)驗(yàn)裝置,主要包括工作精度為0.001 mL/min的微計(jì)量驅(qū)替泵、巖心夾持器系統(tǒng)、壓力傳感器和回壓閥(圖1)。在實(shí)際驅(qū)替過(guò)程中,通過(guò)氣瓶來(lái)調(diào)節(jié)巖心出口端回壓。在開(kāi)展原油充注實(shí)驗(yàn)前,首先要確定一個(gè)實(shí)驗(yàn)回壓。因此,先通過(guò)改變回壓來(lái)模擬不同孔隙壓力下的飽和水單相液體流量測(cè)試實(shí)驗(yàn),根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果優(yōu)選出最佳實(shí)驗(yàn)回壓。然后,分別開(kāi)展致密巖心出口端無(wú)回壓和施加優(yōu)選出的實(shí)驗(yàn)回壓下的滲透率測(cè)試對(duì)比實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證回壓的作用。最后,根據(jù)儲(chǔ)集層初始含水飽和度形成過(guò)程,采用恒壓驅(qū)替開(kāi)展飽和水致密巖心原油充注實(shí)驗(yàn),對(duì)比分析出口端有無(wú)回壓對(duì)驅(qū)替得到致密巖心含水飽和度結(jié)果的影響。
圖1 油水驅(qū)替實(shí)驗(yàn)裝置示意圖
致密巖心液體流量測(cè)試實(shí)驗(yàn)流程:①對(duì)實(shí)驗(yàn)巖心進(jìn)行飽和模擬地層水處理,測(cè)試不同壓差下的液體流量;②保持驅(qū)替壓差不變,測(cè)試一系列回壓下液體流量的穩(wěn)定值。實(shí)驗(yàn)壓差設(shè)計(jì)為1.0 MPa,1.5 MPa,2.0 MPa,2.5 MPa,3.0 MPa和 3.5 MPa,回壓設(shè)定從0 MPa依次增大至7.0 MPa(為保護(hù)設(shè)備及管線,同時(shí)縮短測(cè)試時(shí)間,只測(cè)試到7.0 MPa結(jié)束)。實(shí)驗(yàn)初始圍壓為5.0 MPa,并在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中根據(jù)回壓的改變,保持1.0 MPa的增幅進(jìn)行設(shè)定。
原油充注實(shí)驗(yàn)流程:將飽和后的巖心裝入夾持器,采用傳統(tǒng)驅(qū)替不加回壓的方法開(kāi)展恒壓3.0 MPa驅(qū)替實(shí)驗(yàn),監(jiān)測(cè)出口端產(chǎn)液情況,當(dāng)只監(jiān)測(cè)到出油且連續(xù)三次測(cè)得穩(wěn)定流量時(shí),結(jié)束驅(qū)替并取出稱(chēng)重,隨后將巖心裝回巖心夾持器,在巖心出口端設(shè)定所選取的實(shí)驗(yàn)回壓,保證驅(qū)替壓差不變進(jìn)行驅(qū)替,并重復(fù)上述步驟,結(jié)束驅(qū)替并取出稱(chēng)重。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,使用同一天平對(duì)巖心進(jìn)行稱(chēng)量。
實(shí)驗(yàn)前測(cè)得模擬地層水密度為1.035 g/cm3,煤油密度為0.800 g/cm3.驅(qū)替前后巖心內(nèi)部油水飽和度計(jì)算公式如下:式中 m1——驅(qū)替前巖心質(zhì)量,g;
m2——驅(qū)替后巖心質(zhì)量,g;
S——所求液相飽和度,%;
ρw,ρo——分別為水和油的密度,g/cm3;
Vp——巖心孔隙體積,cm3.
當(dāng)驅(qū)替前后巖心質(zhì)量差大于0時(shí),S為水相飽和度,反之,S則為油相飽和度。
選取YC-2巖樣作為實(shí)驗(yàn)樣品,探索致密巖心單相液體流量在回壓作用下的變化情況。測(cè)試時(shí),在每一個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)下驅(qū)替至少2 h后開(kāi)始連續(xù)測(cè)試3組數(shù)據(jù),待誤差低于3%時(shí),認(rèn)為流量穩(wěn)定,并取算術(shù)平均值作為測(cè)試值。為了分析不同回壓下致密巖心液體流量的變化趨勢(shì),需對(duì)測(cè)得的流量進(jìn)行歸一化處理。以回壓0 MPa下測(cè)得的液體流量作為基準(zhǔn),對(duì)相同壓差不同回壓下測(cè)得的液體流量進(jìn)行數(shù)據(jù)歸一化,分析流量變化趨勢(shì)。從圖2可以看出,與傳統(tǒng)測(cè)試中不加回壓相比,在回壓作用下,測(cè)得的液體流量均呈現(xiàn)一個(gè)增加趨勢(shì),且壓差越大,增幅越明顯。當(dāng)回壓達(dá)到3.0 MPa時(shí),液體流量的增幅達(dá)到最大。從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來(lái)看,與回壓0 MPa下流量相比,存在一個(gè)“臨界回壓”能夠測(cè)得當(dāng)前致密巖心液體流量的最大值。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,選擇3.0 MPa作為實(shí)驗(yàn)回壓,用來(lái)開(kāi)展后續(xù)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)。
圖2 YC-2巖樣不同回壓下液體流量變化曲線(引自文獻(xiàn)[22])
為了驗(yàn)證3.0 MPa實(shí)驗(yàn)回壓能夠提高致密巖心液體滲流能力,選用YC-3巖樣對(duì)比開(kāi)展了有無(wú)回壓作用下的致密巖心液體滲透率測(cè)試實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,致密巖心液體視滲透率與壓力梯度相關(guān),當(dāng)壓力梯度達(dá)到一定值后,所測(cè)得的視滲透率保持不變。對(duì)比無(wú)回壓和3.0 MPa回壓下實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出,在傳統(tǒng)方法下測(cè)試YC-3巖樣液體穩(wěn)定視滲透率時(shí),所需要的壓力梯度高達(dá)108 MPa/m;而在3.0 MPa回壓作用下,測(cè)得YC-3巖樣液體穩(wěn)定視滲透率時(shí),所需的壓力梯度降至約29 MPa/m,降幅達(dá)到73.14%.傳統(tǒng)方法測(cè)試穩(wěn)定視滲透率所需的壓力梯度顯然難以在油藏環(huán)境下實(shí)現(xiàn)。可見(jiàn),在3.0 MPa回壓作用下可以顯著降低實(shí)驗(yàn)測(cè)試所需壓力,提高測(cè)試效率。
圖3 YC-3巖樣不同回壓下液體視滲透率與壓力梯度的關(guān)系(引自文獻(xiàn)[22])
此外,對(duì)比流量變化趨勢(shì)可以看出,傳統(tǒng)方法測(cè)試時(shí),在壓力梯度低于約70 MPa/m下出現(xiàn)了明顯的非線性滲流階段,表明存在啟動(dòng)壓力梯度現(xiàn)象;當(dāng)在巖心出口端施加3.0 MPa回壓后,70 MPa/m下的非線性滲流現(xiàn)象得到弱化甚至消失(圖4)。
在確定3.0 MPa實(shí)驗(yàn)回壓后,對(duì)3塊飽和模擬地層水后的巖心開(kāi)展油驅(qū)水原油充注實(shí)驗(yàn),來(lái)模擬儲(chǔ)集層成藏時(shí)的初始含水飽和度形成過(guò)程。根據(jù)鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組致密油藏埋深和地層壓力系數(shù)[9,21],估算儲(chǔ)集層有效應(yīng)力在15.0~20.0 MPa.實(shí)驗(yàn)中設(shè)計(jì)驅(qū)替壓差3.0 MPa,考慮有效應(yīng)力不變,因此分別設(shè)定0 MPa回壓下的實(shí)驗(yàn)圍壓為17.0 MPa,3.0 MPa回壓下的實(shí)驗(yàn)圍壓為20.0 MPa.考慮到巖心孔隙體積在高圍壓會(huì)受到一定程度壓縮,因此,實(shí)驗(yàn)中測(cè)得高圍壓下的孔隙體積作為計(jì)算用的孔隙體積。通過(guò)完全飽和單相液體巖心在不同圍壓繼續(xù)驅(qū)替足夠時(shí)間后,測(cè)量巖心質(zhì)量來(lái)計(jì)算巖心孔隙體積。巖心孔隙體積在圍壓20.0 MPa和17.0 MPa測(cè)試結(jié)果基本一致,故以17.0 MPa下巖心孔隙體積作為基準(zhǔn)值進(jìn)行含水飽和度計(jì)算。測(cè)試出實(shí)驗(yàn)巖樣YC-1,YC-2和YC-3在圍壓17.0 MPa下完全飽和水后的孔隙體積分別是2.083 cm3,3.024 cm3和1.860 cm3.3塊致密巖心原油充注實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3.
圖4 YC-3巖樣不同回壓下液體流量與壓力梯度的關(guān)系(引自文獻(xiàn)[22])
從表3來(lái)看,3.0 MPa恒壓驅(qū)替下,傳統(tǒng)方法得到的3塊致密巖心含水飽和度為40.8%~49.9%,平均為46.2%;保持驅(qū)替壓差和有效應(yīng)力不變,在巖心出口端施加3.0 MPa回壓后,此時(shí)3塊致密巖心的含水飽和度降低至28.4%~32.1%,平均為29.9%,降低了16.3%.在3.0 MPa回壓作用下,致密巖心最終含油飽和度平均提高幅度為23.2%,達(dá)到70.1%.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在恒壓驅(qū)替下,采用3.0 MPa回壓驅(qū)替能夠得到更低的含水飽和度。
表3 鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組長(zhǎng)7致密油藏實(shí)驗(yàn)巖樣原油充注實(shí)驗(yàn)結(jié)果
從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看,相對(duì)高滲巖心(樣品YC-1)在傳統(tǒng)方法驅(qū)替下得到的最終含水飽和度為40.8%,3.0 MPa回壓作用下,含水飽和度進(jìn)一步降低至31.6%,降低幅度為22.54%;相對(duì)中滲巖心(樣品YC-2)在傳統(tǒng)方法驅(qū)替下得到的最終含水飽和度為49.9%,3.0 MPa回壓作用下,含水飽和度進(jìn)一步降低至29.7%,降低幅度為40.48%;相對(duì)低滲巖心(樣品YC-3)在傳統(tǒng)方法驅(qū)替下得到的最終含水飽和度為47.8%,3.0 MPa回壓作用下,含水飽和度進(jìn)一步降低至28.4%,降低幅度為40.58%.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,滲透率相對(duì)更小時(shí),回壓對(duì)驅(qū)替實(shí)驗(yàn)得到的低含水飽和度的貢獻(xiàn)越大。圖5分別對(duì)比了本文3.0 MPa回壓下驅(qū)替得到的長(zhǎng)7致密油藏實(shí)驗(yàn)巖樣油水飽和度實(shí)驗(yàn)結(jié)果和傳統(tǒng)驅(qū)替方法下得到的結(jié)果以及文獻(xiàn)[9]中密閉取心測(cè)試分析的油水飽和度結(jié)果。通過(guò)對(duì)比可知,在3.0 MPa回壓下驅(qū)替得到的巖心內(nèi)部油水飽和度與取心解釋得到的儲(chǔ)集層初始油水飽和度基本一致,證明了3.0 MPa回壓下驅(qū)替致密巖心得到的油水飽和度的可靠性。
圖5 不同回壓下鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組長(zhǎng)7致密油藏實(shí)驗(yàn)巖樣油水飽和度驅(qū)替結(jié)果與取心數(shù)據(jù)對(duì)比
鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組長(zhǎng)7致密油藏在成藏過(guò)程中,儲(chǔ)集層持續(xù)生烴所形成的高孔隙壓力為原油充注提供強(qiáng)大的動(dòng)力,并最終造成儲(chǔ)集層原油充注程度高和含水飽和度低[23]。儲(chǔ)集層條件下,油水在開(kāi)始流動(dòng)之前已經(jīng)在地層液體孔隙壓力作用下處于憋壓狀態(tài),建立起了足夠的孔隙壓力。只要充注壓力能夠克服流動(dòng)阻力,原油充注就能沿著運(yùn)移路徑發(fā)生并排除原來(lái)孔隙中的水相。前人在開(kāi)展致密油藏原油充注實(shí)驗(yàn)研究時(shí),一般只考慮和模擬了巖心入口端附近的液體在驅(qū)替壓力下的憋壓狀態(tài),巖心出口端則設(shè)定為大氣壓。這樣一來(lái),導(dǎo)致驅(qū)替時(shí)巖心出口端附近的液體一方面受到的有效應(yīng)力更大,另一方面則需要足夠長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)建立巖心整體內(nèi)部液體的孔隙壓力用以克服流動(dòng)阻力。
致密巖心物性極差,流量測(cè)試?yán)щy,因此傳統(tǒng)方法常采用極高的驅(qū)替壓差開(kāi)展原油充注實(shí)驗(yàn)。由于孔喉非均質(zhì)性的影響,粗孔喉排驅(qū)壓力相對(duì)更小,導(dǎo)致壓差一定時(shí)只有粗孔喉內(nèi)部水能被油驅(qū)替,細(xì)孔喉內(nèi)部仍是飽和水狀態(tài)。增大驅(qū)替壓差可以波及更多細(xì)孔喉,但先前粗孔喉在驅(qū)替壓差下已經(jīng)形成優(yōu)勢(shì)滲流通道,阻礙壓力進(jìn)入更細(xì)孔喉。此時(shí),巖心含水飽和度在整體上很難降低。致密巖心飽和水后模擬遞增壓差下的原油充注實(shí)驗(yàn)表明[21],即便當(dāng)實(shí)驗(yàn)巖心兩端的驅(qū)替壓力梯度超過(guò)7 MPa/cm,含水飽和度也不再變化,實(shí)驗(yàn)巖樣最終平均含水飽和度為46.0%.要想通過(guò)驅(qū)替得到更低的含水飽和度,就要使得巖心整體上更多孔喉內(nèi)部的水相被驅(qū)替走。一般而言,巖石滲透率越高,孔喉的連通性也越好,主流孔喉尺寸也相對(duì)較大,油相更容易通過(guò)孔喉驅(qū)替走水相[23];隨著巖石滲透率降低,細(xì)小孔喉數(shù)量增加,驅(qū)替時(shí)在油水兩相滲流界面阻力及優(yōu)勢(shì)通道等效應(yīng)下,油相在壓差作用下很難進(jìn)入細(xì)小孔喉中驅(qū)替并置換出水相。
液體在致密巖心中滲流屬于微流動(dòng)[24],其滲流行為和機(jī)理等與人們對(duì)常規(guī)巖心液體滲流的認(rèn)識(shí)差異顯著。其中,液體邊界層的存在對(duì)滲流的影響是區(qū)別于常規(guī)巖心最為明顯的地方,導(dǎo)致致密巖心液體滲流存在流量低、阻力大、非線性滲流等效應(yīng)[25-26]。在油藏條件下,無(wú)論是粗孔喉還是細(xì)孔喉內(nèi)部的油水在流動(dòng)前已經(jīng)處于孔隙壓力憋壓狀態(tài)。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法沒(méi)有考慮驅(qū)替前孔喉內(nèi)部液體的整體憋壓,導(dǎo)致驅(qū)替結(jié)果與測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)存在較大差異。本文實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,傳統(tǒng)方法測(cè)試中采用低壓差驅(qū)替時(shí),并非致密巖心內(nèi)部所有液體均能參與滲流,只有當(dāng)驅(qū)替壓力梯度達(dá)到一定值后,巖心內(nèi)部液體整體上才趨于流動(dòng)穩(wěn)定,才可以測(cè)得穩(wěn)定的滲透率。對(duì)比分析可知,在回壓的作用下,可以促進(jìn)相同壓差下更多孔喉內(nèi)部的液體參與流動(dòng),提高孔喉內(nèi)部液體可動(dòng)性,弱化非線性滲流特性且能夠在低壓差下排除更多的水相,改變了傳統(tǒng)方法測(cè)試致密巖心液體流量和模擬原油充注實(shí)驗(yàn)需要極高的壓差的狀態(tài)。這表明,回壓可以整體建立巖心內(nèi)部液體的孔隙壓力,特別是巖心出口端液體的孔隙壓力能夠有效建立,弱化優(yōu)勢(shì)滲流通道效應(yīng),提高細(xì)孔喉內(nèi)部液體的可動(dòng)性達(dá)到整體上增強(qiáng)液體流量,并顯著降低致密巖心液體滲流實(shí)驗(yàn)所需的測(cè)試壓力[27-28]。實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)于室內(nèi)研究致密儲(chǔ)集層原油充注、油水相滲行為等有一定的指導(dǎo)意義。
(1)鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組長(zhǎng)7致密油藏儲(chǔ)集層原油充注程度高,整體上平均含油飽和度超過(guò)70.0%,儲(chǔ)集層初始含水飽和度低,一般低于30.0%,局部存在超低含水飽和度現(xiàn)象。
(2)流量低、壓差大、時(shí)間長(zhǎng)是致密巖心液體滲流實(shí)驗(yàn)面臨的難題。通過(guò)模擬回壓作用下的液體滲流行為,可以顯著提高致密巖心液體流量,降低測(cè)試實(shí)驗(yàn)壓力。
(3)在無(wú)回壓下驅(qū)替時(shí)得到的致密巖心平均含水飽和度為46.2%;在回壓作用下驅(qū)替得到的致密巖心平均含水飽和度為29.9%,平均降低了16.3%,與儲(chǔ)集層密閉取心的含水解釋結(jié)果一致。
(4)室內(nèi)開(kāi)展致密巖心液體滲流實(shí)驗(yàn)時(shí),可采用回壓方法來(lái)提高致密巖心液體滲透率測(cè)試效率。