粘弹性聚合物溶液孔喉模型流变动力分析

针对多孔介质中聚合物溶液的粘弹特性难描述的问题,通过对其在多孔介质中流动特征的分析,提出将粘弹性流体在孔喉模型中流动过程分为入口收敛阶段、通过孔喉阶段和挤出孔喉阶段,并将各个阶段压降分解为粘性耗散压降和弹性拉伸压降。通过张量分析的方法,综合考虑了聚合物溶液的假塑性、弹性和弹性回复特性以及多孔介质的孔喉比和孔隙因子(喉道长度与喉道直径之比)等因素,推导了各个阶段的粘性耗散压降和弹性拉伸压降的表达式,建立了粘弹性聚合物溶液通过孔喉模型的压降数学模型。实例计算结果表明,建立粘弹性本构模型时,必须考虑通过孔喉阶段和挤出孔喉阶段以及弹性流体的弹性回复;弹性特性是造成压降损失的影响因素,在聚驱过程中不可忽略。

部分水解聚丙烯酰胺溶液在孔喉模型中机械降解的主控因素

为明确驱油用部分水解聚丙烯酰胺溶液在孔喉模型中机械降解的主控因素,开展部分水解聚丙烯酰胺溶液在孔喉模型中的机械降解实验,分析其流速、质量浓度及储层孔喉比和地层水总矿化度等因素对其机械降解的影响。实验结果表明:部分水解聚丙烯酰胺溶液在孔喉模型中机械降解的主控因素为流速和孔喉比,其质量浓度和地层水总矿化度对部分水解聚丙烯酰胺在孔喉模型中机械降解的影响不明显;部分水解聚丙烯酰胺溶液在孔喉模型中机械降解导致的粘度损失率随流速增加而增加,且存在临界流速和极限流速2个机械降解流速特征值;部分水解聚丙烯酰胺溶液通过串联孔喉模型时,机械降解主要发生在前4个孔喉模型,说明部分水解聚丙烯酰胺溶液在油藏中发生机械降解的关键部位是近井地带。

鄂尔多斯盆地致密砂岩气藏微观孔喉球棍模型表征方法

以鄂尔多斯盆地J地区下石盒子组致密砂岩气藏储层为研究对象,利用Avizo软件的数据处理和数值模拟功能,处理多尺度三维CT成像技术提供的图像信息.提出核磁阈值分割法,应用该方法对研究区目的层岩石样品进行多尺度三维孔喉分维数重构,建立非常规致密砂岩气藏储层纳米级三维孔喉分布和孔喉球棍模型.利用数字岩心分析模块对孔隙空间进行计算,获得喉道半径、孔隙半径、配位数、喉道长度、喉道形状因子、孔隙形状因子等定量参数,进而应用上述表征参数进行孔喉结构定量评价.研究表明,纳米尺度下致密砂岩储层孔隙呈球状,喉道呈杆状、棍状和管束状分布,孔喉分布随机性强.多尺度三维CT成像技术具有无损、高分辨率等特点,能够在多个分辨率和不同视域获得较为清晰的二维、三维图像.建立的球棍模型,能够直观、定量表征孔喉大小、几何形态、空间分布、连通性等,对微细观尺度储层孔喉研究具有重要意义.

渤中凹陷深层特低孔特低渗砂砾岩储层储集空间精细表征

利用自动矿物定量识别系统(QEMSCAN)、二维大尺寸背散射图像拼接技术(MAPS)、多尺度微米CT、铸体薄片、恒速压汞等实验技术,对渤中凹陷深层孔店组特低孔特低渗砂砾岩储层的储集空间进行了二维、三维多尺度精细表征,并系统研究了砂砾岩储层渗流能力影响因素。实验结果显示,研究区砂砾岩孔隙毫米-微米-纳米级多尺度连续分布,孔隙度相对大的储层,孔径分布范围较宽,储层粒间原生孔、粒间溶蚀孔等大孔隙占比较高,粒内溶蚀孔、晶间孔占比较低。基于三维孔喉网络模型,孔隙主要半径分布区间为1.5~60μm,喉道半径分布在0.5~8.0μm之间,孔喉连通性的分布形态有条带状、连片状、孤立状,储集性较好的储层孔喉在三维空间多为连片状,渗透率相对较差的储层孤立状的大孔较多。孔隙型储层的渗透率与孔喉形态、喉道半径、配位数等参数密切相关。裂缝明显改善了砂砾岩的物性,也为酸性流体对储层的溶蚀提供了有效通道,导致溶蚀孔隙相对发育。综合研究认为,渤中凹陷深层砂砾岩储层的渗流能力受裂缝发育程度、孔喉连通性双重控制,储层中黏土矿物和碳酸盐矿物胶结对孔隙结构、储层渗流能力有重要影响。

基于CT扫描受压注浆体试块三维孔裂隙结构参数表征

目的为研究注浆体试块单轴压缩过程中孔裂隙结构演化特征,方法以级配砂砾注浆体试块为研究对象,对其单轴压缩过程分阶段进行工业CT扫描,并采用AVIZO对CT切片进行分析,重构孔裂隙结构三维模型,定量表征孔裂隙与孔喉特征参数。结果结果表明:单轴压缩下,试块依次经历孔裂隙萌生、发育、扩展与贯通阶段,孔裂隙演化特征比较明显,萌生阶段孔隙数增幅为14.41%,无明显贯通;发育阶段孔隙数增加326.91%,伴有一定数目孔隙贯通;扩展阶段孔隙数减少了57.79%,孔隙等效直径最大值增幅为223.45%,大部分孔隙贯通为裂隙;贯通阶段孔裂隙数目几乎不变,孔隙等效直径最大值增幅为92.83%,裂隙贯通后形成多个破裂面。峰值后试块出现连通孔隙,该阶段注浆体孔隙与喉道发育完全,试块破坏。结论研究结果可为后续破碎岩石注浆工程实践提供参考。

清洁压裂液破胶液渗吸过程中油水两相的运移规律

目前针对清洁压裂液破胶液渗吸机制的研究主要聚焦于岩心宏观润湿性、油水界面张力及岩心尺度采收率,缺乏对于渗吸过程微纳米孔隙中油水两相运移规律直观而有效的认识。以清洁压裂液破胶液为实验流体,利用2.5维高仿真微观孔喉阵列模型,模拟清洁压裂液破胶液在毛管力渗吸作用下的油水两相动态分布规律。结果表明,清洁压裂液渗吸过程中润湿相毛管力(驱动力)与界面扩张、贾敏效应及黏性力损耗(阻力)存在多次动态平衡过程,油水两相运移形成"吸水-排油-吸水"交替的分阶段过程。当油相动用效率分别达到10.98%、19.09%与37.27%时,吸水与排油交替进行,产生类似"憋压"的效果。微纳米孔隙中油水两相运移规律对认识清洁压裂液的渗吸作用机制具有重要参考意义。图30参12。

基于CT的数字岩心三维建模

为研究储层微观孔隙结构和建立微观渗流模型,本文通过对东营凹陷沙三中亚段H152井区的典型低渗透储层岩样进行CT(computed tomography)扫描及图像处理,建立了微观尺度的数字岩心模型;继而经过对该模型进行分析和计算,提取了储层孔喉网络模型,在三维空间上直观、清晰地显示了不同尺度的孔隙及喉道的形态、大小和分布;最后通过对孔隙结构特征、孔隙度、渗透率和压降等动静态参数的分析和计算,建立了储层岩样的微观渗流模型。根据算法对比和参数分析结果认为:与传统中值滤波相比,非局部均值滤波算法可在相似性比较的基础上进行滤波处理,从而提高模型的准确性;基于CT的数字岩心建模可为地质研究提供可靠的数字模型;根据近似等压面假设的微观渗流数值模拟分析了流体渗流特征,为揭示低渗透储层流体渗流规律提供了一种新的途径。

松科二井深层沙河子组泥岩三维显微CT成像及对深部油气预测的启示

为深化认识松科二井深层页岩气垂向变化规律,选取沙河子组3500~5700 m层段开展了X射线三维计算机断层扫描(X-ray 3D Computed Tomography,简称CT)成像实验。对19块直径2 cm的柱状岩心进行X射线CT扫描,获取了无损岩心扫描数据,并将其转化为灰度值信息。灰度值信息反映了样品中不同的组分,灰度高值代表骨架和矿物,灰度低值代表孔隙和裂缝。在此基础上,建立分辨率高达15μm的岩心三维图像空间结构,对重建岩心孔隙模型的孔隙形态、空间展布和配位数进行了对比,对样品孔隙度和连通性在垂向上的分布规律进行了统计分析。结果表明,等效孔隙直径大的区域孔隙度高,配位数大的区域连通性好,孔隙度和连通性的垂向分布规律与传统认识相符,与测录井信息可以相互印证。实验证明,基于三维CT成像的数字岩心技术具有数据分辨率高、信息丰富的优势,可作为今后深部油气预测与评价的重要辅助手段。

基于显微CT成像的数字岩心建模及参数表征

在二维尺度下,观察非常规储层岩石孔喉特征是无法精确、真实地刻画储层特性的。提出了基于显微CT成像的数字岩心建模及参数表征技术:一是利用显微CT成像设备采集储层岩石的高分辨率数据,通过图像去噪、增强、滤波等处理得到符合分析要求的孔隙结构三维体数据;二是构建孔隙和骨架三维模型,将复杂的孔隙空间抽象为相互连通的孔隙和喉道,得到孔喉球棒模型,实现岩心三维定量参数表征。以某岩心样品为研究对象进行实例分析,总孔隙度为5.75%,连通孔隙度为5.23%,接近实测孔隙度6.02%,并定量计算得到了表征储层孔隙、喉道、连通度的各参数。基于显微CT成像的数字岩心建模及参数表征技术实现了油气储层岩石从传统二维表征向三维表征的跨越,极大提高了参数表征精度,将在油气储层评价及预测方面发挥重要作用。