基于合金注入与大视域图像技术的致密储层孔隙与喉道表征

致密油气是我国油气资源的重要组成部分,对其孔喉结构的研究有利于推进致密油气地质理论的丰富和完善。以鄂尔多斯盆地三叠系延长组致密储层为例,通过高温高压合金注入装置,结合大视域图像拼接技术与图像孔隙提取方法,建立了致密储层孔隙结构表征新方法。结果表明,将合金注入致密储层孔隙中可以较好地反映孔隙连通性特征,使孔隙形貌和结构更加容易辨别。大视域图像拼接方法解决了孔隙分布非均质性强、小视域观察代表性差的问题。鄂尔多斯盆地延长组致密储层主要发育粒间孔、粒内孔和粒间—粒内混合孔,其中粒间孔最为发育。孔隙缩小型喉道、缩颈型喉道、管束型喉道、片状喉道和弯片状喉道是其发育的5种喉道类型,其中弯片状喉道最为发育。石英和长石的孔隙明显大于其他矿物孔隙,对致密储层面孔率的贡献率达74%,是致密油气重要的赋存空间。

碱对部分水解聚丙烯酰胺分子聚集形态的转变影响

阐明碱对部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)分子形貌的影响规律对其在提高原油采收率中的应用具有重要意义。使用激光扫描共聚焦显微镜(LSCM)、原子力显微镜(AFM)与冷冻刻蚀透射电镜(Cryo-TEM)三种技术联用的新方法观察了碱对聚丙烯酰胺溶液宏观黏度与微观分子形态的影响规律。结果表明,碱对聚丙烯酰胺溶液宏观黏度影响较大,反映到分子微观形态中,表现为随着碱含量的增多,LSCM观察到聚丙烯酰胺分子链由初始舒展的线性状态向蜷缩状态发生转变;AFM观察到单个分子由分散细棒状形态向颗粒聚集态转化;Cryo-TEM观察到分子膜状由线性舒展状态同样向颗粒聚集态转化。

Langmuir-Blodgett膜技术的应用研究进展

综述了Langmuir-Blodgett(LB)膜及膜技术的产生及发展过程、表征方法和具有可控堆积密度的成膜特性。分别介绍了LB膜技术在检测传感器、界面纳米结构、化学催化等方面的应用进展,重点阐述了其气体传感器、仿生学传感器、电化学传感器等领域的应用和研究现状,并讨论了应用过程中存在的优缺点,总结了LB膜技术的缺陷,并对膜制备材料与功能性溶剂毒性的问题进行了展望。

二元超低界面张力泡沫体系渗流特性

为了充分认识和研究二元泡沫体系在多孔介质中的渗流机理，在石英砂填充的长20cm、内径2．0cm的填砂管模型上，对一种新型的聚合物／表面活性剂二元泡沫体系的渗流特性进行了研究。结果表明，该泡沫复合体系在不同剪切条件下泡沫的均匀性和在岩心出口出现的时间变化不大，在流动状态下具有良好的稳定性和泡沫封堵能力；同时随着气液比的增加泡沫驱压差增加，但增加幅度不大；相同配方条件下，随着气液比的增加阻力系数和残余阻力系数增加。研究结果证实了该二元泡沫体系具有良好的注入能力和封堵能力。

水平井CO_(2)缝间驱替产能影响因素

致密油藏衰竭式开发产量递减快,能量亏损严重。为探索更有效的开发方式,采用CMG-GEM软件建立水平井CO_(2)缝间驱替模型,模拟CO_(2)注入量、注入压力、储集层温度、裂缝间距以及裂缝长度对水平井产能的影响。结果表明:水平井CO_(2)缝间驱替能够较大程度地增加CO_(2)波及面积,充分挖掘剩余油,提高开发效果;注入压力为25 MPa时,CO_(2)注入量应接近且不超过10×10^(4) m^(3);日产量峰值随注入压力、裂缝间距和裂缝半长的增大而增大;储集层温度为80℃时,日产量峰值相对于其他温度较高,储集层温度越高,日产量达到峰值所需的时间越短。

低渗透油藏自发渗吸驱油实验研究

通过低渗透亲水岩心自发渗吸实验,探讨了低渗透油藏不同界面张力体系的渗吸驱油过程。研究结果表明,注入水渗吸体系因毛细管力较高、毛细管力与重力比值较大,其渗吸过程为毛细管力支配下的逆向渗吸。与注入水渗吸结果相比,化学剂溶液因降低油水界面张力,在孔隙介质中能使更多的原油参与渗流过程,使更多的剩余油变为可动油,提高了渗吸平衡时的原油采出程度,因而提高了低渗透油藏原油的采收率。

微尺度下的非线性渗流特征

用与低渗透储集层孔喉尺度相近的微管模拟储集层微小孔喉,以流体在微管中的流动特征为研究对象,采用微尺度方法研究低渗透储集层非线性渗流规律。对半径分别为10.0μm、7.5μm、5.0μm和2.5μm的熔融石英微管中去离子水的流动特征进行实验研究,分析了4种尺寸微管中去离子水的平均流速与压力梯度的关系、压力梯度对流体边界层的影响以及流动阻力系数与雷诺数的关系。研究结果表明:微管中流体的低速流动具有非线性特征,且随着微管半径的减小,流动的非线性程度增强,可以用二次函数对非线性流动特征进行拟合;微流动中,有效流体边界层厚度占微管管径的比例随压力梯度的增大而降低;雷诺数可作为非线性流动的判据,雷诺数小于10-3的低速流动具有非线性特征。

影响原油乳状液稳定性的因素研究

研究了室内制备油包水型原油乳状液的制备参数(转速、乳化时间)、含水率、水电导率以及温度等因素对原油乳状液稳定性的影响。结果表明,转速对原油乳状液的形成起决定性作用,转速为7000r/min,乳化时间为8min时形成了乳状液,而且转速越大、乳化时间越长,水滴粒径越小,粒径分布越均匀,原油乳状液越稳定;含水率越高,原油乳状液稳定性越差;原油乳状液电导率的大小取决于乳状液中水电导率的大小,能够反映原油乳状液的稳定性。温度升高,原油乳状液的稳定性降低。

不同结构破乳剂对原油乳状液的适用性研究

采用大庆油田采油四厂杏二中原油和污水,在室内配制原油乳状液,研究了不同结构破乳剂(SP169、BP169-21、AE9901、AR36、AP221、TA1031)及其浓度对不同矿化度原油乳状液的适用性。结果表明:AR36脱水速度最快、水色清、油水界面清晰,最大脱水率为88%,适用于大庆杏二中原油乳状液的脱水;AE9901的脱水率为72%,SP169为70%,TA1031为64%,BP169-21为58%,AP221为54%。AR36存在最佳使用浓度(200mg/L);SP169、AP221脱水率随浓度的增加而增大。破乳剂浓度增加,可降低油水界面黏度,减弱界面膜强度,从而提高脱水效率。AR36脱水率随矿化度增加而增大,适用于高矿化度乳状液脱水;BP169-21脱水率随矿化度增加而减小,不适合高矿化度乳状液脱水。其它4种破乳剂的脱水效率与矿化度无对应关系。

孪连型表面活性剂SL–1提高采收率研究与应用

孪连型表面活性剂具有表面活性高、临界胶束浓度低、泡沫稳定性好等特点,国外学者对其结构、性质等方面进行了研究,而国内研究起步较晚。介绍了季铵盐型表面活性剂的化学结构和合成方法,详细介绍了此种表面活性剂的驱油机理。表面张力法测得各种阳离子孪连表面活性剂的临界胶束浓度在0.08%～0.12%范围。孪连活性水在0.1%浓度下与大庆原油之间的瞬时最低界面张力达到10–2mN/m。聚合物的存在会增加油水界面张力达到平衡值的时间,但不会影响值的大小。水驱之后注入0.15 PV表面活性剂溶液,提高采收率10%左右。现场试验表明,该表面活性剂能起到很好的降压增注、提高油井产量的效果。

大庆扶余油层致密储层孔隙结构及非均质性研究

扶余油层是大庆油田的主力产油层之一,发育的致密储层为非常规油气聚集的重要场所,但是孔隙结构较为复杂,非均质性极强。为了研究扶余油层不同类型致密砂岩储层的孔隙结构及其非均质性,应用分形几何理论,在高压压汞实验资料的基础上,结合物性测试以及矿物分析对矿物组分的测定,选取扶余油层K 1 q 3、K 1 q 4的8块样品进行分析,根据压汞曲线形态的差异、孔喉半径及排驱压力特征划分出3类储层:低排驱压力微-微细喉道型、中排驱压力-微喉道型、高排驱压力-吸附喉道型。计算致密砂岩储层孔隙结构的分形维数并讨论其地质意义。结果发现:各类储层均呈现两段式分形特征,得到两个分形维数:D 1为2.9908~2.9956,平均为2.9933,D 2为2.5738~2.6664,平均为2.6101。大庆扶余油层孔喉结构的复杂程度及非均质性对致密储层的储集空间和储层的渗流能力具有较强的控制作用,可用分形维数进行定量表征,分形维数越大,孔喉结构越复杂,非均质性越强。

ASP复合体系在多孔介质中的传输特性

复合驱中,各种化学剂在液液和液固相互作用中的损耗不同,使得他们在多孔介质中存在色谱分离现象。为了更好地描述和分析化学剂在多孔介质中的传输规律,利用修正的传质扩散方程解析解处理实验资料,求出了方程中化学剂运移滞后系数和综合扩散系数参数。实验结果表明,对于单一的,不同的驱油剂,相同流动条件下的综合扩散程度和运移滞后程度存在差异,这种差异导致了色谱分离现象;相同流动条件下,三元复合驱油体系中由于聚合物的加入和竞争吸附的原因,使得其综合扩散程度和运移滞后程度小于单一驱油体系化学剂综合扩散程度和运移滞后程度。

致密砂砾岩储层孔隙结构对比及差异机制研究

致密储层孔隙结构研究对于致密油气的勘探和开发具有重要意义,也是当前致密储层研究的热点。本文以准噶尔盆地三叠系百口泉组致密砾岩和鄂尔多斯盆地三叠系延长组致密砂岩为研究对象,重点开展二维大面积背散射扫描电镜成像技术(Maps)、高压压汞、微米CT和聚焦离子束扫描电镜技术(FIB-SEM)等分析测试,采用定性和定量相结合的方法对致密砾岩和致密砂岩孔隙结构特征进行表征和对比,并进一步揭示了两者的成因机制差异。研究结果表明:百口泉组致密砾岩较延长组致密砂岩储层物性好,前者孔隙度和渗透率平均为9.29%和1.65×10^(-3)μm^(2),后者孔隙度和渗透率平均为8.85%和0.39×10^(-3)μm^(2)百口泉组致密砾岩较延长组致密砂岩孔喉尺寸偏大、孔隙连通性较差及孔隙结构更为复杂,前者孔喉半径主要分布在0~200 nm和2~10μm范围内,平均连通率60.63%,平均孔喉配位数3.0446,后者孔喉半径主要分布于0~4μm范围内,平均连通率73.60%,平均孔喉配位数2.7832;差异化沉积作用和成岩作用是导致百口泉组致密砾岩和延长组致密砂岩孔隙结构特征差异的根本原因。

含悬浮颗粒注入水对低渗透油藏岩心伤害预测

为了快速、准确描述含悬浮颗粒注入水对低渗透油藏储层伤害的影响，提高注入水的注入能力，有效补充低渗透地层能量，结合恒速压汞数据与室内注水实验结果，并在已有理论的基础上，得到了适用于低渗透油藏的注入水悬浮颗粒堵塞的数学模型。同时，利用榆树林油田注入水悬浮颗粒浓度与粒径的物理模拟实验数据对该模型进行了验证。结果表明，注入能力的倒数与注入时间具有良好的线性关系，可以利用该模型预测含悬浮颗粒注入水对低渗透油藏岩心的伤害程度。

泡沫复合驱微观驱油机理实验研究

利用微观仿真光刻玻璃模型进行了驱油实验,利用图像采集系统将驱替过程的图像转化为计算机的数值信号,然后采用图像分析技术对表面活性剂\聚合物泡沫复合驱的微观驱油机理进行了研究,直观的观察了泡沫复合驱过程中泡沫的生成与消灭以及泡沫驱油过程。实验结果表明,泡沫的形成主要有三种形式:在入口端发生的分离作用、在孔隙和喉道间发生的缩变作用、在孔隙中发生的挤压作用;泡沫破灭主要的形式是泡沫对油滴的挤压作用,使得两个气泡合并成一个气泡。

非均质条件下聚表二元驱可视化物理模拟研究

为了能够更好地认识平面非均质油藏的油水流动动态及二元体系(聚合物/表面活性剂)在非均质油藏中的应用,采用可视化物理模拟方法直观研究了平面非均质油藏的注水驱油机理。向水驱之后的模拟油层注入二元体系,通过观察模型中二元驱体系流动情况来分析注入二元体系后不同段塞在模拟油层的情况。实验证明二元体系可以有效地提高油层采收率和波及系数。

回注污水水质对油藏储层渗透率影响规律

研究回注污水水质对油藏储层渗透率影响规律对油田提高注水效果具有重要意义。针对大庆杏南油田7种不同渗透率的油藏天然岩心,设计了6种不同水质的污水(不同浓度及粒径的悬浮固体浓度、不同含油量)室内岩心流动实验,揭示了污水水质对油藏储层渗透率的影响规律。结果表明:污水中悬浮物对储层的堵塞类型为贯穿性堵塞、过渡性堵塞和浅部堵塞三种形式,其中贯穿性堵塞起主要作用;堵塞形式主要受水中悬浮物粒径控制;建立了6种回注污水对不同渗透率储层的影响图版,为油田现场提供了技术指导;针对大庆杏南油田,建议3×10^(-3)、7×10^(-3)、20×10^(-3)、50×10^(-3)μm^2储层注入回注污水界限为5.3.1水(悬浮固体浓度5 mg/L、粒径3μm、含油量1 mg/L),110×10^(-3)、180×10^(-3)μm^2储层注入回注污水界限为5.5.2水,250×10^(-3)μm^2储层适合注入回注污水界限为8.5.2。

辽河油田欢50块表面活性剂/碱驱油研究

辽河油田欢５０ 块为低渗透油藏，孔隙度小，岩性致密，地层温度高，原油含蜡量高，凝固点高，导致生产时产量下降快，产能低，采出程度低。针对生产中的问题，进行了碱／ 表面活性剂复合驱提高原油采收率的研究。通过研究复合体系溶液与欢５０ 块原油的界面张力、复合体系溶液的长期热稳定性，从７ 种表面活性剂中筛选出既能降低油水界面张力，又能适应该油藏９９℃高温的表面活性剂，并研究了该表面活性剂和碱形成的复合体系在欢５０ 块油砂上的吸附以及复合体系溶液驱油效率。该体系在９９ ℃时能大幅度降低欢５０块原油的油水界面张力（达０．０１ ｍＮ／ｍ 以下） ， 并具有很高的驱替效率，水驱后注入复合体系段塞，平均采收率达６５．２４ ％ ，相对于水驱，提高采收率平均为１８．４％ 。并运用核磁共振成像技术研究复合体系溶液的驱油机理，复合体系注入前后核磁共振成像结果表明，复合驱能提高驱替效率，在复合体系前缘形成富集油带，对进一步采出水驱剩余油明显有效。

复合驱中碱型对储层的影响研究

二类油层不同于主力油层的地质条件及储层物性条件,使得以往的用于主力油层体系配方、注入方式等无法全盘套用。其中,碱型如何选择对开发的影响很大,需要深入研究复合驱强碱配方体系和弱碱配方体系对不同渗透率储层的适应性。研究了强碱NaOH和弱碱Na_2CO_3与不同矿物的溶蚀作用,进行了碱分别在人造岩心和天然岩心中的流动实验。实验结果表明,强碱对储层渗透率的影响大于弱碱,在渗透率较低的二类储层开展复合驱时,体系配方应以弱碱为主。

蒙脱石与碱性驱替剂反应室内实验研究

用聚四氟乙烯塑料惰性反应器在25℃条件下,以20 g/L的固液比,研究了蒙脱石与不同质量分数的NaOH和Na2CO3碱性驱替剂间的作用,反应时间为0～120 h,根据硅、铝标准曲线,对反应后液相中的硅、铝元素质量分数参数分别进行了分光光度法测定,根据反应前后碱液质量分数的变化,计算各条件下的绝对碱耗量,测定NaOH溶液驱替过程中,蒙脱石填砂管渗透率和注入压力变化。实验结果表明:蒙脱石在碱溶液溶蚀,在溶蚀反应前期溶液中硅铝离子明显增加。相同温度下,蒙脱石在NaOH溶液中比Na2CO3溶液中碱耗量高。在碱溶液驱替过程中,渗透率经过几个波动之后逐渐稳定,稳定之后下降幅度小,呈指数关系。