人造岩心渗透率影响因素试验研究

本文利用正交试验法对影响人造岩心渗透率的因素进行了室内试验研究，确定了砂型、胶结物含量、加压压力、加压时间对试验结果影响的主次顺序和变化趋势，这对于不同渗透率人造岩心的制作具有重要的应用价值。

三元复合驱室内物理模拟实验研究——天然岩心与人造岩心的差异

在三元复合驱室内物理模拟实验中,选取两种相对分子质量(1 200×104和2 000×104)的聚合物以及两种岩心(人造岩心和天然岩心).研究了三元复合体系注入段塞大小和注入前置及后续段塞大小等不同注入方式对驱替效果的影响.实验结果表明,使用不同相对分子质量聚合物配制的三元体系,其高浓度小段塞比低浓度大段塞的驱油效率高,而且高相对分子质量聚合物驱比低相对分子质量聚合物驱效果的差别更明显;在注入方式相同的条件下,人造岩心的驱油效果优于天然岩心;随着化学剂用量的降低,这种差异会更大.

混合泥质砂岩人造岩心的设计和制作

基于沉积岩石学有关岩石形成理论和油层物理相关知识，采用正交试验设计方法对纯砂岩人造岩心进行了5因素5水平的渗透率试验设计．结果表明，不同粒级石英砂和胶结物的质量对渗透率的影响不同，其主次因素顺序为：粒径小于o．074mm的砂粒质量，粒径在0．150～0．250mm的砂粒质量，粒径在0．100～0．150的砂粒质量，粒径在0．074～O．100mm的砂粒质量以及胶结物质量．根据正交试验设计结果，形成了混合泥质砂岩人造岩心的制作方法．

人造岩心与天然岩心孔隙结构差异及对驱油剂渗流特性的影响

为进一步了解驱油剂在人造岩心和天然岩心中的渗流特性及差异,以高分子材料学、物理化学和油藏工程等为理论指导,以仪器检测、化学分析和物理模拟等为技术手段,以大庆油田萨中开发区储层岩心和驱油剂为研究对象,开展人造岩心和天然岩心孔隙结构测试及驱油剂渗流特性实验研究。结果表明,在渗透率相近的条件下,与人造岩心相比,天然岩心孔隙结构复杂,分选较差,孔喉大小不一,连通性较差,非均质性较强。低渗透人造岩心与高渗透人造岩心孔隙结构差异主要为孔喉半径的差异。当聚合物溶液、聚合物/表面活性剂二元复合体系、强碱三元复合体系和弱碱三元复合体系在岩心中流动达到稳定时,天然岩心与人造岩心阻力系数之比平均值分别为1.69,1.73,1.78和1.65,表明在渗透率相同或相近的条件下,与人造岩心相比,驱油剂在天然岩心中滞留量较大,渗流阻力较大,注入压力较高,但压力仍趋于稳定,不会发生堵塞。

大尺寸石英砂环氧树脂胶结人造岩心制备技术研究及应用

大尺寸人造岩心不仅可以模拟储层的非均质性、注采井网关系,还可以模拟油水在平面或者纵向上的运移规律及饱和度分布,近年来大尺寸人造岩心被广泛地应用在油气藏开发各类物理模拟实验中。为制作出与真实油藏物性尽可能接近的大尺寸人造岩心,从渗透率、孔隙结构、润湿性控制、黏土矿物添加等方面研究了其制作工艺,并研究了石英砂粒度中值、加压强度、胶粘剂用量、黏土矿物含量等对人造岩心渗透率和孔隙度的影响。通过介绍的制作方法实际制作了与某非均质油藏物性相似的层内、层间、平面非均质大尺寸石英砂环氧树脂胶结人造岩心,物性参数测定结果显示制作的大尺寸非均质人造岩心渗透率、孔隙结构等物性参数与实际油藏非常接近,可以代替真实油藏岩心进行部分模拟实验,为油藏物理模拟实验的发展提供了新的技术和手段。

砂岩人造岩心与天然岩心基本特性对比

为评价砂岩人造岩心与天然岩心在岩性、物性、渗透性、孔隙和敏感特性等方面的区别，进行了X衍射、普通薄片、扫描电镜、铸体薄片、压汞法、敏感性分析等实验。结果表明：通过X衍射分析得到的人造岩心岩性参数和镜下观察到的矿物与天然岩心岩性矿物类型相同，含量接近；人造岩心和天然岩心的渗透率、孔隙度等主要物性参数和汞饱和度、平均孔隙半径、分选系数、结构系数等孔隙参数均接近；人造岩心与天然岩心颗粒大小、岩石结构、孔喉分布及孔隙与喉道连通关系比较接近；人造岩心和天然岩心均无速敏现象，水敏指数均为50％～70％，属于中等偏强水敏。研制的砂岩人造岩心具有天然岩心的特性，且外观完好。

一种多重孔隙结构人造岩心的制备新方法及其应用

制备已知孔隙结构的人造岩心是实验研究多重孔隙结构岩石物理性质的基础。通过前期大量试验,筛选确定了一种制备多重孔隙结构人造岩心的新方法。该方法采用天然岩屑颗粒作为岩心骨架,环氧树脂胶结剂作为固结材料,岩屑颗粒间形成粒间孔隙。制备岩心时,在岩心骨架中嵌入易溶于水的无机盐颗粒(如NaCl颗粒)和与强酸或强碱反应的金属薄片(如铝箔片、薄铁片);岩心固结成形后,分别采用蒸馏水、与金属薄片反应但不与岩屑颗粒反应的酸或碱液淋滤岩心,将嵌在骨架中的无机盐颗粒和金属薄片溶蚀,形成中空的溶孔和裂隙;并通过实验确定了骨架中无机盐颗粒和金属薄片完全溶蚀的判断方法。实验证明该多重孔隙结构人造岩心的制备方法能够定量控制岩心的裂隙和溶孔参数;制备出的人造岩心可为测试研究多重孔隙结构岩石的微观渗流机理、声波特性、电特性等提供实验岩心。

砂岩人造岩心与天然岩心流动实验的对比评价

为对比砂岩人造岩心与天然岩心在封堵、伤害和酸溶等方面的特性，开展了动态岩心流动实验和静态实验。动态岩心流动实验评价结果表明：天然岩心和人造岩心对调削剂的堵水率均在99．3％～100．0％，耐冲刷性能均在98．8％～100．0％；完井液伤害规律为完井液1伤害率最小，完井液3伤害率最大，完井液2伤害率介于2者之间；压裂液伤害规律均为低伤害压裂液伤害率最小，常规胍胶压裂液伤害率最大，常规改性胍胶压裂液伤害率介于2者之间；酸化液酸溶规律为人造岩心渗透率提高率均低于天然岩心，渗透率提高率均为土酸最高、复合酸次之、盐酸最低。静态实验评价结果表明：天然岩屑和岩末在5种酸液中的静态溶蚀率均比人造岩屑和岩末高。砂岩人造岩心在调剖剂封堵、压裂液和完井液伤害、酸化液酸溶实验中与天然岩心规律一致。可代替天然岩心进行采油工程措施部分室内模拟实验。

宝北区块不同角度裂缝人造岩心驱油对比试验

宝浪油田宝北区块是典型的低孔低渗油藏,裂缝存在致使水淹、水窜严重,储层改造效果不佳。为对比研究低渗砂岩储层不同角度裂缝的开发特征,设计了不同角度裂缝人造岩心水驱油试验,并对不同驱替时刻、不同参数关系的驱油效率进行分析。研究发现:①裂缝的面夹角越大,渗滤能力越强,驱替压力越小,驱油效率越大,越容易早淹,对开发的影响越大。②交叉裂缝相对单裂缝而言,含水上升与驱油效率增大有更好的协调性。③高角度裂缝和交叉裂缝对注水强度和驱替速度相对更为敏感。

国内人造岩心物理研究进展

鉴于天然岩心、特别是大尺寸的天然岩心获取困难,人造岩心在油气藏工程研究室内实验评价中具有重要作用。为了获得可以进行室内实验的三维大尺寸疏松岩心,在调研大量相关文献的基础上,综述了人造岩心的物理特性、渗流特性及制作方法,探讨了不同制作方式的特点、岩心物性的影响因素以及人造岩心的渗流特征。采用环氧树脂胶结河砂,制作了三维大尺寸岩心。结果表明:人造岩心在模拟天然岩心的非均质性、骨架性质、孔隙结构及孔隙性、渗透率、力学性质等物理特性以及渗流特性方面取得了较好的效果。制作的大尺寸岩心在各方面与天然岩心相似,可满足相关室内实验研究。通过对人造岩心的调研与大尺寸岩心的制作,认为结合人造岩心物理实验和虚拟岩石物理来解决油气勘探开发中的实际问题是发展趋势,应进一步开展大尺寸和非常规人造岩心制作的研究。

石英砂环氧树脂胶结人造岩心的技术与应用

介绍了石英砂环氧树脂胶结人造岩心的技术。该技术制备的人造岩心模拟砂岩油藏,对地层的非均质性、渗透率、孔隙度模拟度高,具有良好的实验重复性,能够很好地进行开发方案对比,化学剂评价。这种岩心广泛用于油气田开发、钻井领域的室内物理模拟,同时,这种人造岩心的外观形状的任意性也使其具有了更好的普适性。

特殊人造岩心的类型及应用

介绍了石英砂环氧树脂胶结人造岩心的技术及优点以及特殊人造岩心的类型和应用,包括含黏土或砾岩颗粒人造岩心、特低渗岩心和带裂缝岩心以及加长的方形岩心和平面岩心的不同井网部署,平面可视胶结和填砂模型。石英砂环氧树脂胶结制备的人造岩心可以模拟砂岩油藏,在非均质性、渗透率、孔隙度方面模拟度高。实验的可对比性好,外观形状具备任意性。

人造岩心制备技术研究

文章从人造岩心结构、成分、配方、工艺方面进行了研究,建立了石英砂粒度中值与渗透率的关系曲线、粘土矿物的添加方法以及不同润湿性人造岩心制备,对石英砂粒径的配比、温度、压力、时间和胶结物含量对孔、渗的影响因素进行了分析,确立了在不同压力、温度和不同石英砂配比下制备人造岩心的技术。

基于人造岩心研究二氧化碳对高渗透油藏的驱油效果

高渗透油藏具有典型的三高特征,即"高渗透率、高产能、高丰度"。我国的高渗透油气资源所占比例较低,但众多学者并没有放弃对高渗透油藏提高采收率的研究,其后期开采阶段的采收率有待进一步提高。本文基于人造高渗透岩心开展CO_2驱油实验,观察注入压力和注入PV数对最终油气采收率的影响。最终优选出最佳注入压力为12.1MPa,最佳注入PV数为2.0PV。

疏松砂岩人造岩心制作方法研究

疏松砂岩储层岩石胶结性差、结构疏松及强度小,在常规取心条件下取得的岩心不能满足室内流动实验的要求,且现场取心成本高,给室内研究工作造成很大困难。在调研大量相关文献的基础上,形成了疏松砂岩人造岩心制作方法,制作并评价了疏松砂岩人造岩心相似性。结果表明:疏松砂岩人造岩心在非均质性、骨架性质、孔隙结构及孔隙性、渗透率等物理特性与储层岩心相似,可满足室内研究需求。

非常规人造岩心研究进展综述

大量文献表明:非常规人造岩心中的水合物岩心与泥页岩岩心的制作技术处于初期阶段,数字岩心已形成一些理论方法,其在微观渗流领域的应用具有文阔的前景.

基于地质背景约束的低渗透–致密人造岩心制备研究

基于地质背景约束的高温高压物理模拟实验,开展低渗透-致密人造岩心制备研究,明确关键温度300℃与关键压力220 MPa,制备的岩心孔隙度小于12%,渗透率小于1.0 mD。利用激光共聚焦显微镜、扫描电镜、微米CT及高压压汞系统分析人造岩心与相同物性真实岩心孔隙结构,结果表明,人造砂岩岩心整体孔隙结构与真实地质样品孔隙结构相似度高,孔隙形态、大小与空间分布与真实地质样品具有可比性,发育石英等自生矿物。该方法立足真实成岩演化过程,在温度和压力控制下正演成岩作用过程,更为真实地还原了地质样品形成过程,制备的人造岩心可替代真实地质样品开展孔隙结构与流动机理模拟等基础研究,为储层有效性评价提供重要参考依据。

应用人造岩心测定入井流体膨胀率

用膨润土和石英砂按比例混配砸制而成的人造岩心,替代天然岩心进行了射孔液、完井液等入井流体的膨胀率测定实验。实验对比了两种岩心在清水、2%KCl、模拟地层水、不同密度的射孔液溶液中的膨胀变化规律,通过实验确定了岩心膨胀时间。实验证明,用人造岩心替代天然岩心进行膨胀率的测定是可行的。

基于BP神经网络原理的人造岩心配比设计模型

利用人造岩心模拟已知物性参数的地层条件来替代天然岩心,已成为天然岩心存量较少条件下石油开发室内研究的一种趋势。通过综合全面地考虑人造岩心物性参数的影响因素,制定人造岩心配比设计正交方案,制备人造岩心,测试物性参数,分析预考虑影响因素与物性参数的关系;采用灰色关联法,明确岩心孔隙度、渗透率、粒度中值的主要控制参数,进一步分析和判断预考虑影响因素的合理性;基于影响因素分析结果、实验数据、BP神经网络原理,建立人造岩心配比设计数学模型。结果表明,预考虑影响因素的全面性和影响因素数据化、定量化是建立模型的基础。影响人造岩心物性参数的影响因素主要有砂型配比、胶结物加量、压制压力和加压时间等。其中,胶结剂加量和压制压力对孔隙度影响程度大;粒径为0.224数0.45 mm石英砂加量对渗透率影响最大;0.154数0.28 mm石英砂加量对粒度中值影响最大;0.074数0.18 mm石英砂加量对孔隙度、渗透率和粒度中值的影响最弱。由配比设计模型计算岩心制备加量,根据计算结果制备的人造岩心物性参数测试值与期望值的总体相对误差小于10%。该方法可用于指导定制物性参数模拟误差小的人造岩心。

特高渗疏松砂岩人造岩心的制作及评价

由于疏松砂岩胶结程度低、结构疏松、强度小,现场取心成本昂贵且难以成型,不适用于室内实验,因此提出制作特高渗疏松岩心代替部分储层岩心。为评价人造岩心的可靠性及代表性,从岩样的粒度组成、矿物成分、孔隙度、渗透率、胶结方式、胶结指数、孔隙结构、压缩系数、力学性质以及渗流特性等方面进行了研究。结果表明,压制压力越小、胶结物含量越少、水驱强度越大,岩石强度越低,岩石越疏松越容易破坏。岩心屈服应力随压制压力的减小呈幂函数降低,随胶结剂含量的减小呈对数降低,随水驱强度的增加呈对数减小。制备具有一定强度的特高渗疏松岩心至少需要压制压力4 MPa,胶结剂含量在5%左右。研制的疏松岩心在各方面与储层岩心相似,可代替储层岩心进行相关实验,同时为特高渗疏松岩心的研究提供借鉴。