弱胶结储层微观出砂形态与出砂机理可视化实验模拟研究

宏观出砂规律模拟难以揭示微观出砂本质,为了探究弱胶结储层的微观出砂过程、形态与机理,开展了系列弱胶结岩心微观出砂过程模拟实验。实验使用不同浓度环氧树脂在80℃条件下固化2.5 h得到一系列不同强度的弱胶结岩心,采用显微放大手段观察不同胶结条件的岩心样品在流体驱替过程中的出砂形态演变过程及其最终出砂形态。根据实验结果提出了连续垮塌式、类蚯蚓洞式和孔隙液化式3种典型的微观出砂形态和出砂机理。通过分析,胶结强度和颗粒尺寸是出砂微观形态的主要因素;类蚯蚓洞式出砂形态下,出砂量m与驱替流量Q2/3大致呈线性关系;驱替流体对颗粒间胶结强度有削弱作用,长时间驱替可能诱使出砂加剧引起微观出砂形态转变;出砂形态是决定出砂量大小的重要因素,孔隙液化式的出砂量仅为类蚯蚓洞式的15%。初步形成的微观出砂形态与机理为后续微观出砂过程模拟、出砂规律定量预测提供了重要指导和依据。

含聚合物疏松砂岩岩心出砂形态微观模拟实验

聚合物驱的疏松砂岩油藏中,生产井近井地带聚合物衍生物聚集会造成储层堵塞,同时也会对储层出砂产生影响。为探究聚合物驱油藏注聚井和油井聚合物赋存条件下的出砂机理和出砂形态,利用可视化微观出砂模拟实验装置,使用粒径中值为0.3 mm的地层砂,固化胶结得到聚合物赋存条件下的弱胶结岩心薄片;分别使用清水和新鲜聚合物进行出砂驱替实验,并借助光学显微镜观察实验过程中岩心薄片颗粒微观运移过程和出砂形态,分析新鲜聚合物及聚合物衍生物对弱胶结储层出砂形态的影响。结果表明:新鲜聚合物因黏性流体的拖曳作用增大了出砂风险,亏空区域面积是无聚合物条件下的7~10倍;聚合物衍生物聚团会阻挡出砂的类蚯蚓洞延伸,边界绕流加剧聚合物堵塞区边缘出砂,在近井高流速区尤为严重,亏空区域面积是无聚合物条件下的2~5倍。利用岩心微观模拟方法,可实现对不同聚合物赋存状态下出砂形态的刻画,可开展储层出砂形态微观模拟实验的研究,对聚合物驱防控砂和聚合物驱储层开采优化具有一定的指导意义。