疏松砂岩中微粒迁移问题的研究

疏松砂岩储集层出砂是石油开采中的严重问题,砂岩微粒被冲蚀形成的大孔道会造成严重水窜,迁移的微粒被捕获会导致地层堵塞,使渗透率和产油量下降。为了详细研究疏松砂岩中微粒迁移问题,修正了孔隙介质中微粒冲蚀和捕获的毛细管模型,采用特征线方法给出了模型的解析解,利用有限差分方法求出了模型的数值解,并且将数值解与解析解进行了对比。根据对模型的研究得出结论,对于渗透率较低的油藏,出砂时砂微粒浓度在达到峰值以前就已经发生了地层堵塞,胶结疏松且渗透率较高的油藏更容易形成大孔道。

水驱黏土微粒迁移理论及作用

大部分砂岩油藏中皆含有少量的黏土成分,采用水驱技术会导致黏土微粒迁移。黏土表面电荷、扩散双电层结构、黏土矿物类型、可交换阳离子、矿化度、水膜等皆为导致黏土微粒迁移的重要因素。经过对黏土微粒迁移文献分析可知,黏土微粒只有在黏土微粒浓度大于孔隙壁面的临界微粒滞留浓度时,才会迁移,以此推导论证Bedrikovetsky临界滞留浓度模型。尽管黏土微粒迁移与黏土膨胀的结果都会带来地层伤害,但根据微粒迁移理论分析可知,微粒迁移改善了地层孔隙度和渗透率的非均质性,改变油层润湿性,封堵高渗透层,提高洗油效率,降低含水率。因此,适当控制好黏土微粒迁移量,能提高原油采收率。

低矿化度水驱技术增产机理与适用条件

针对最新提出的注入水低矿化度提高原油采收率问题,展开了对低矿化度水驱技术全方位研究。通过对文献调研、实验和油田试验数据对比分析,表明低矿化度水驱增产的主要原因是黏土微粒迁移储层微观改造和润湿性转变,其机理包括微粒迁移、多官能团离子交换、阳离子交换、高价阳离子桥接、双电层离子扩散、pH值变化、低界面张力、降低油水流度比、盐溶作用和胶结物溶解等,各种机理相互协同作用增加原油采收率,由于储层条件不同,会出现某种机理缺失或者某种机理占主导的情况。如果油田具备低矿化度水驱的必备条件,那么控制好注入水的矿化度便能够提升5%~20%的原油产量。低矿化度水驱技术不仅成本低、油田施工步骤相对简单和环境污染小,还可以用于开发海上油田,充分展现了该技术在未来油田开发的潜在价值和广阔空间。

致密砂岩气藏应力敏感的全模拟试验研究

高温高压全模拟全直径致密砂岩气藏岩石降压开采试验数据揭示了致密砂岩气藏高速开采可对储层造成渗透率损害 ,损害的机理是孔隙介质中微粒迁移堵塞孔喉和高速开采所导致有效上覆压力增加使孔喉缩小所造成的综合效应。微粒迁移可通过提高生产压差解决 ,而防止大压差生产所引起的应力敏感则必须严格控制生产压差在 0 .2～ 8MPa范围内 ;,对渗透率低于 0 .2× 1 0 - 3μm2

砂岩油藏智能水驱提高采收率作用机理实验

智能水驱是一项低成本、环保、潜力巨大的油田开发新技术。以国外众多学者的研究成果为依据,分析归纳智能水驱提高采收率的作用机理主要包括:类碱驱、微粒迁移、多组分离子交换和储层润湿性转变,并通过物理模拟实验验证智能水驱的提高采收率机理。研究结果表明:用智能水驱进行岩心流动实验时,产出水的pH值明显高于高矿化度水驱,最大pH值能够达到8.23,说明智能水驱能够发挥类似碱驱的作用从而提高采收率;用智能水分别驱替未煅烧和650℃下煅烧过的岩心,最终采收率分别为56.48%和53.45%,因煅烧过的岩心内粘土不再发生迁移,其采收率明显低于未煅烧的,说明智能水驱过程中微粒的迁移能够提高采收率;检测智能水驱产出液中各离子的质量浓度发现,Ca^(2+)的质量浓度先大幅度增加后逐渐降低,Mg^(2+)的质量浓度先小幅度增加再逐渐减小,最终逐渐趋于平稳,说明水驱过程中存在少量Mg^(2+)交换Ca^(2+)以及智能水中的H^+交换粘土表面大量的Ca^(2+)的过程,可见智能水驱过程中多组分离子发生了交换,从而提高了采收率;70 h后在油滴1周围改滴智能水,油滴与岩心的接触角由最初的124°逐渐减小,最终降至67°,润湿性由亲油性变为亲水性,可见智能水驱能够使岩心表面的润湿性发生转变,从而提高采收率。

Lattice Boltzmann Simulation of One Particle Migrating in a Pulsating Flow in Microvessel

A lattice Boltzmann model of two dimensions is used to simulate the movement of a single rigid particle suspended in a pulsating flow in micro vessel The particle is as big as a red blood cell, and the micro vessel is four times as wide as the diameter of the particle. It is found that Segrd-Silberberg effect will not respond to the pulsation of the flow when the Reynolds number is relatively high. However, when the Reynolds number is low enough, Segrd-Silberberg effect disappears. In the steady flow, different initial position leads to different equilibrium positions. In a pulsating flow, different frequencies of pulsation also cause different equilibrium positions. Particularly, when the frequency of pulsation is closed to the human heart rate, Segrd-Silberberg effect presents again. The evolutions of velocity, rotation, and trajectory of the particle are investigated to find the dynamics of such abnormal phenomenon.