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3.2 储层岩石的润湿性

某盆地储层敏感性特征研究

哈尔滨工程大学 硕士学位论文 某盆地储层敏感性特征研究 姓名:彭柏群 申请学位级别:硕士 专业:应用化学 指导教师:张密林 20030301

摘要 本文根据某盆地大量现场施工资料,选取20口井的岩心,进行了其粘十矿物组成分析、岩心薄片形貌及结构分析,以及敏感性特征分析。 通过对储层岩矿特征、孔隙结构特征和物性特征分析,证明盆地的多数井段储集层含油、气性较差,仅少数井段较好。 根据粘十矿物的基本结构,结合粘土的水化膨胀、絮凝、分散情况,从理论上分析了粘士矿物对油层潜在的损害方式。通过大量的粘土矿物分析数据,表明盆地粘十矿物在纵向上由浅到深的变化规律是:蒙皂石一高岭石组合(以蒙皂石为主)、高岭石一蒙皂石组合(以高岭石为主)、高岭石一伊利石组合(以高岭石为主)、伊利石一高岭石组合(以伊利石为主)、伊利石一绿泥石组合。根据这些结果得出粘土矿物在盆地的浅层主要以膨胀的形式损害储层:在中层,主要以微粒运移的形式损害储层;在深层,主要以微粒运移和酸敏的形式损害储层。 储层敏感性实验研究证明,盆地的速敏性为弱到中速敏,水敏性第。和第三凹陷较强,而第二凹陷的水敏性相对较弱;酸化研究表明,现场目前使用的几种酸型配比不适合对该盆地进行酸化改造,必须探索新的酸化途径和配方。 由敏感性实验证明,整个盆地的敏感性主要以水敏和速敏为主,因此

本文的储层敏感性研究为油层保护提出如下解决方案:第一凹陷水敏性较强,要特别注意防止粘上矿物的水化膨胀:第二凹陷速敏性较强,要注意防止微粒迁移:第三凹陷渗透性较差,应以压裂改造为主。 关键词:粘土矿物储层敏感性油层保护速敏水敏

ABSTRACT Thispaperisbasedonagreatdealofon-the—spotdatainsomebasins.Logcoresfromtwentywellsareselectedtoperformclaymineralcompositionanalysis,shapeandstructureofslicecoreanalysis,andsensitivityanalysis. ThroeIghanalyzingrockfeature,porestructurefeatureandphysicalfeatureofreservoiLitturnsoutthattheoilandgaspotentialinmostwellintervalsisbadandonlyafewwellintervalsaregood. Basedonbasicstructure,connectedwithhydrousexpansion,flocculateanddisintegration,thepotentialmethodbywhichclaymineraldoesdamagetoreservoirisanalyzedtheoretically.Throughmuchclaymineralanalysis,itschangingregularityisshownfromshallowtodeepverticallNi.e.:smectite--kaolinitecombination(mainlysmectite),kaolinite--smectitecombination(mainlykaolinite),kaolinite—illitecombination(mainlykaolinite),illite—kaolinitecombination(mainlyillite),itlite—chloritecombination.Soitisconcludedthatintheshallowlayer,claymineraldoesdamagetoreservoirbymeansofexpansion,inthemiddlelayerbymeansofparticulatetransmit,inthedeeplayerbymeansofparticulatetransmitandacidsensitivitN Thereservoirsensitivitytestturnsoutthatthevelocitysensitivityofthebasinisweaktomedium,watersensitivityisstronginfirstsagandthirdsagandweakinthesecondsag.Acidtreatmentindicatesthatseveraltypesofacidonthespotareunfitforacidstimulationinthebasinanditisnecessarytodiscovernewacidtreatmentmethodandprescription. Thereservoirsensitivitytestturnsoutthatthewholebasinismainlywater

应力敏感分析

问题1. 渗透率越低,应力敏感性越强原因分析。(直接编到报告的相关位置) 低渗储层岩石孔喉相对细小。当在有效应力的作用下,小孔喉的微小变化,对微小孔喉直径来说,可能是一个相对较大的减小,从而而导致岩石的渗透能力较大幅度下降,所以有效应力对低渗岩心的渗透率影响比较明显。相反,对于中、高渗岩心,孔道大,被压缩时,其收缩量相对孔喉直径来说,可以忽略不记,因此,有效应力对中、高渗岩心的渗透率影响不明显。同时,低渗储层组成岩石骨架的颗粒细小,胶结物含量比较高也是储层应力敏感性的另一个重要原因。 问题2. 应力敏感对产量影响分析。(下面的内容直接编到报告里就行) 6.1 地层压力下降与储层岩石渗透率的关系 图6-1是S6区块岩样的渗透率随净围压变化的趋势:随围压的增加,渗透率将 逐渐降低。 00.511.522.533.544.50 5 10 15 20 25 30 35 净围压/MPa 渗透率/10-3 μm 2 图6-1 储层渗透率与净围压的关系 对于描述储层压力与渗透率的关系可以采用两种函数拟合,即幂函数和二次多项式函数。对于油井一般采用幂函数法,而对于气井可采用二次项函数法。 1、幂函数法 c i i K p a K p -???= ???? (6-1) 式中,i K —岩心初始渗透率,10-3μm 2; K —岩心当前渗透率,10-3μm 2; p ?—有效压差,MPa ;i p ?—初始有效压差,MPa ;,a c —实验系数,a 可近似 为1.0;c 为应力敏感系数或压敏因子。

该式表明渗透率(K )与当前有效覆压有关。c 越大,则应力敏感性越强,当c 为0,即不考虑应力敏感性时,则K 为常数,且等于初始条件下的渗透率值。 2、二次多项式法 212o o o eff eff effo K c p c p c K =++ (6-2) K —不同应力条件所对应的渗透率,μm 2; 012,,c c c —拟合系数; ()effo effo over P P P P =-—有效应力,MPa ; effo K —原始地层条件下的有效渗透率μm 2; over p —上覆岩石压力,MPa ; p — 孔隙压力,MPa 。 6.2 产量预测的方法 1、幂函数预测公式(油井)[22] 根据上面拟合的岩心渗透率和有效压力的幂函数关系式(6-1)和平面径向流理论, 其公式为: 2dr kh dp r q πμ= (6-3) 把(6-1)代入(6-3)得下式: 21 c b i i hk a p dr p d p r q πμ-?=?? (6-4) 将(6-4)积分的产量公式: ln ()2(1) ue e i i uw w r aK p q p p h r c πμ?=-- (6-5) 其中, 11,c c u e u w ue uw i i p p p p p p p p --???? --==?? ?? ?????? (6-6) 式中,u p —上覆岩层压力,MPa ;e p —储层孔隙压力,MPa ;w p —井底压力,MPa ;c —应力敏感系数。 如果将原始地层压力条件下的产量用i q 表示,则可得相对于原始地层压力条件下由于地层压力降低引起的应力敏感对产量影响的关系式:

储层岩石力学概述

储层岩石力学概述 发表时间:2019-09-11T14:30:47.063Z 来源:《基层建设》2019年第11期作者:王祥程 [导读] 摘要:岩石力学是一门边缘交叉学科,它与工程实践密切联系而得到发展。 成都理工大学能源学院 610059 摘要:岩石力学是一门边缘交叉学科,它与工程实践密切联系而得到发展。深入了解研究岩石力学的性质和相关参数对于工程上的开发具有十分重要的作用。 关键词:岩石力学;石油工程;研究方法 1. 岩石力学的概述 岩石包括组成岩石的固体骨架、孔隙、裂缝以及其中的流体,因此岩石力学往往会应用到弹性力学、塑性力学、流体力学、渗流力学等力学学科的诸多理论方法。岩石的性质几乎牵涉到所有力学分支,岩石力学的研究是各种力学理论的综合运用。不同岩石力学问题的研究,可能包括瞬时变形运动,也可能包含与地质演化时间相关的长期变形运动。 岩石力学是力学的一部分。岩石材料赋存于地下,其力学性质难于直接测试和观察,而若将其取至地面进行测试则岩石的力学性质往往发生了较大的变化,加之岩石中的流体存在于裂隙或孔隙之中,与岩石骨架相互作用,使岩石的受力情况更加复杂。 2.岩石力学的研究方法 岩石力学是一门边缘交叉学科,它与工程实践密切联系而得到发展。岩石具有特殊的固体介质力学特性,这个特殊的力学性质与它所处的环境有关,如天然岩石所处应力状态一般称为岩石的初始应力状态。在岩石受到工程活动扰动后,岩体的应力出现了变化,这时岩石所处的应力状态称为次生应力状态。此时将岩石力学和工程地质相结合进行研究是十分重要和必要的。对于节理岩体,特别需要了解岩体结构面的分布、网络特性、岩体结构类型,才能进行岩体的数值模拟和分析。 一般而言,岩石力学的研究方法可分为如下四大类: (1)地质研究方法:对岩体进行地质方面的研究始终是岩石力学研究的基础,在整个岩石工程过程中,地质性质的研究应当列在第一位。①岩石岩相、盐层特征的研究,如软弱岩体的成分、可溶盐类、含水蚀变矿物、不抗风化岩体成分以及原生结构。②岩体结构的地质特性研究,如断续结构面的几何特征、岩体力学特征、软弱面的充填物及地质特性。③赋存地质环境的研究,如地应力的成因、地下水分布与化学特征以及地质构造对环境的影响。 (2)物理力学研究方法:①岩体结构的探测,应用地球物理化学方法和技术来探查各种结构面的力学特征和化学特征。②地质环境的物理性质分析与测量,如地应力的形成机制及分布、地质环境中热力与水力存在的性状、水化学的分布特征,应用大规模地质构造层析技术、地质雷达探测技术确定岩体构造。③岩体物理力学性质的测定,如岩块力学特性的室内试验、原位岩体的力学性质测试、钻孔测试、工程变形监测、位移反分析等。主要运用的手段是基于震动的动态测试,如超声波测试、地震波测试、电磁波测试、计算机层析方法(CT)测试。这些测试利用岩体的波动特性,来研究岩体的力学特性。 (3)数学力学分析方法:岩石力学的研究,除了以上地质方法、物理力学方法的研究外,还要进行数学力学方法研究,从而构成岩石力学的理论基础,包括:①岩石本构关系的研究-对岩石进行宏观到细观甚至微观的力学特性研究。②数值分析方法。由于计算机计算性能的发展,岩石力学的数值分析方法得到了大力发展。在数值分析方法方面,由岩体连续力学发展到非连续力学,出现了离散元法(DEN)和不连续变形分析法(DDA)、流形法(BEM)、无单元法(EFM)和快速拉格朗日法(FLAC)。③多元统计和随机分析。这两种方法可以深人地研究因岩体介质的随机分布特性而造成传统方法难以解决的问题。④物理和数值模拟仿真分析。 (4)整体综合分析法:就整个工程进行多种分析的方法,并以系统工程为基础的综合分析。 3.石油工程岩石力学研究对象及特点 石油工程岩石力学所研究的,所涉及的地层深度大多在8000m范围内,研究对象主要是沉积岩层,岩石处于较高的围压、温度和孔院压力作用下其性质已完全不同于浅部地层,它可能经过脆-塑性转变成塑性,也可能由于高孔院压力的作用呈现脆性破坏。 (1)石油工程岩石力学所涉及的围压可达200MPa。非均匀的原地应力场形成了地层之间的围压,若垂向应力源于地层自重,那么应力梯度平均为0.023MPa/m,多数地区最大水平应力往往大于垂向应力,且两个水平地应力梯度的比值通常达到1.4~1.5以上。在山前构造带地区,不但地应力梯度高,最大和最小水平地应力的比值也很大。因此在研究地应力分布规律(包括数值大小及主方向)时,主要依靠水力压裂、岩石剩磁分析、地震和构造资料反演、测井资料解释等间接方法。 (2)石油工程岩石力学所涉及的温度可达250℃。一般的地温梯度是3℃/100m,高的可超过4℃/100m,具体的地温梯度往往需要实际测定。当温度超过150℃后,温度对岩石性质的影响将变得十分明显。 (3)石油工程岩石力学中所涉及到的孔隙和裂隙中的高压流体的孔隙压力可高达200MPa.一般情况下,常规的静水孔隙压力梯度为 0.00981MPa/m,但是异常高压可超过0.02MPa/m。 4.结束语 岩石力学是一门十分重要的,它涉及到了工程领域的各个行业。因此,正确理解学习岩石力学的理论知识以及探究其影响等具有十分重要的意义。 参考文献 [1]王路,徐亮,王瑞琮.岩石力学在石油工程中的应用[J].石化技术,2017, 24(3):157-157. [2]陈勉.我国深层岩石力学研究及在石油工程中的应用[J].岩石力学与工程学报,2003,23(14):2455-2462. [3]杨永明,鞠杨,刘红彬,etal.孔隙结构特征及其对岩石力学性能的影响[J].岩石力学与工程学报,2009,28(10):2031-2038. [4]陈新,杨强,何满潮,etal.考虑深部岩体各向异性强度的井壁稳定分析[J].岩石力学与工程学报,2005(16):2882-2888. [5]陈德光,田军,王治中,etal.钻井岩石力学特性预测及应用系统的开发[J].石油钻采工艺,1995,17(5):012-16. [6]王大勋,刘洪,韩松,etal.深部岩石力学与深井钻井技术研究[J].钻采工艺,2006,29(3):6-10. [7]阎铁.深部井眼岩石力学分析及应用[D].2001. [8]陈新,杨强,何满潮,etal.考虑深部岩体各向异性强度的井壁稳定分析[J].岩石力学与工程学报,2005(16):2882-2888.

储层的敏感性特征及开发过程中的变化

储层的敏感性特征及开发过程中的变化 摘要:由于储层岩石和流体的性质,储层往往存在多种敏感性,即速敏、水敏、盐敏、 酸敏、碱敏、应力敏感性和温度敏感性等七种敏感性。不同的敏感性产生的条件和产生的影响都有各自的特点。本文主要从三个部分研究分析了储层的敏感性特征。即:粘土矿物的敏感性;储层敏感性特征;储层敏感性在开发过程中的变化。通过这三个方面的研究,希望能给生产实际提供理论依据,进而指导合理的生产。 关键词:粘土矿物;储层;敏感性 1.粘土矿物的敏感性特征 随着对储层研究进一步加深,除了进行常规的空隙结构和空隙度、渗透率、饱和度等的研究外,还必须对储层岩心进行敏感性分析,以确定储层与入井工作液接触时,可能产生的潜在危险和对储层可能造成伤害的程度。 由于各种敏感性多来至于砂岩中粘土矿物,因此它们的矿物组成、含量、分布以及在空隙中的产出状态等将直接影响储层的各种敏感性。 1.1 粘土含量 在粒度分析中粒径小于5um 者皆称为粘土,其含量即为粘土总含量。当粘土矿物含量在1%~5%时,则是较好的油气层,粘土矿物超过10%的一般为较差的油气层[1]。 1.2 粘土矿物类型 粘土矿物的类型较多,常见的有蒙皂石、高岭石、绿泥石、伊利石以及它们的混层粘土[2]。粘土矿物的类型和含量与物源、沉积环境和成岩作用阶段有关。不同类型的粘土矿物对流体的敏感性不同,因此要分别测定不同储集层出现的粘土矿物类型,以及各类粘土矿物的相对含量。目前多彩采用X 射线衍射法分析粘土矿物。常见粘土矿物及其敏感性如表 1 所示。 1.3 粘土矿物的产状 粘土矿物的产状对储层内油气运动影响较大,其产状一般分为散状(充填式)、薄层状(衬底状)和搭桥状[1]。在三种粘土矿物类型中,以分散式储渗条

储层应力敏感性评价

储层应力敏感性评价 陈宗耀 022092 20091003175 摘 要 储层应力敏感性评价是合理工作制度确定和储层保护方案设计的重要依据。在油藏开发过程中,随着储层流体的流出和注入流体的流入,使得岩石原有的受力平衡状态受到破坏。从而使岩石发生形变,导致储层渗透率发生改变,影响油藏的开发。因此储层应力敏感性的研究对更好的开发油藏,提高油藏采收率有着重要意义。 关键字:储层 应力敏感性 储层损害 一、 引言 储层应力敏感性是指在钻井、完井及开发过程中,由于有效应力变化引起储层渗透率改变的现象。储层应力敏感性评价对于改善储层渗透率,更好的保护储层和开发油藏都有着重大意义。同时,储层应力敏感性评价对于更好的制定生产工作方案和制度有着重要指导作用。 二、 储层应力敏感性评价 2.1储层应力敏感性评价研究目的 研究储层应力敏感性是为了准确地评价储层,通过模拟围压条件测定孔隙度可以将常规孔隙度值转换成原地条件下的值,有助于储量评价;通过对储层应力敏感性评的研究,可以求出岩心在原地条件下的渗透率,有利于建立岩心渗透率和测试渗透率的关系,也有利于认识地层电阻率。研究储层应力敏感性的最终目的是为了确定合理的生产压差 ,更好的开发油藏,提高油藏采收率。 2.2应力敏感的损害率 通常采用公式(1)来计算渗透率损害率,此公式的好处是明确体现了渗透率随着有效应力增加而降低,还可将常规岩心渗透率转变成原地应力情况下的渗透率进行计算,并把应力敏感计算和常规 “五敏”的计算评价有机的联系起来,但是这样做忽略了应力敏感的特殊性。 %100)(1min 1?-=K K K D K (1) K D —渗透率损害率。 1K —第一个应力点对应的岩样渗透率,10-3μm 2。 min K — 达到临界应力后岩样渗透率的最小值,10-3μm 2。 由于实际油藏开发过程中原地有效应力是有效应力波动的初始点。而且,实际测试中由于人为主观性的影响实验仪器的限制,对同一块岩心所得到的渗透率损害率就不统一,这会给实

岩石润湿性测定实验

中国石油大学 渗流物理 实验报告 实验日期: 成绩: 班级: 学号: 姓名: 教师: 同组者: 岩石润湿性测定实验 一.实验目的 1.了解光学投影法测定岩石润湿角的原理及方法; 2.了解界面张力的测定原理及方法; 3.加深对岩石润湿性、界面张力的认识。 二.实验原理 1.光学投影法测定岩石润湿角 液体对固体表面的润湿情况可以通过直接测定接触角来确定。将待测矿物磨成光面,浸入油(或水)中,如图1所示,在矿物光面上滴一滴水(或油),直径约1~2mm ,然后通过光学系统将一组光线投射到液滴上,将液滴放大、投影到屏幕上,直接测出润湿角,或测量液滴的高度h 和它与岩石接触处的长度D ,按下式计算接触角θ: D h tg 22= θ 式中, θ—润湿角,°; h —液滴高度,mm ; D —液滴和固体表面接触的弦长,mm 。 图1 投影法润湿角示意图 2.悬滴法测定液滴界面张力 悬滴法适用于密度差较大的测定液-液或气-液之间的界面张力,测量范围为 10-1~10-2 mN/m 。 液体自管口滴落时,当液滴接近最大直径时,用光学设备记录下液滴图像。测量液滴的相关参数,利用下式计算界面张力: , 21ρρρ-=Δ , e sn n d d S = 式中,σ—界面张力,mN/m ; 2 e gd H ρσ?=

21ρρ、—待测两相流体的密度,g/cm3; ρ?—两相待测试样的密度差,g/cm3; e d —实际液滴的最大水平直径,cm ; sn d —从液滴底部算起,高度为e d n 10高度处液滴的直径,cm ; n S —液滴e d n 10高度处的直径与最大直径的比值; H —液滴形态的修正值,由n S 查表得到。 a )烧杯中气泡或液滴形状 ( b ) 气泡或液滴放大图 图2 悬滴法测界面张力示意图 三.实验仪器 图3 HARKE-SPCA 接触角测定仪器

什么叫做储层敏感性

1、什么叫做储层敏感性?储层敏感性包含哪些方面? 答:广义概念:油气储层与外来流体发生各种物理或化学作用而使储层孔隙结构和渗透性发生变化的性质,即称为储层的敏感性。 狭义概念:储层与不匹配的外来流体作用后,储层渗透性往往会变差,会不同程度地损害油层,从而导致产能损失或产量下降。因此,人们又将储层对于各种类型储层损害的敏感性程度,称为储层敏感性。 储层敏感性包含:速敏性、水敏性、盐敏性、酸敏性和碱敏性。 2、简略概述如何评价储层的敏感性? 答:储层敏感性评价包括两方面的内容:一是从岩相学分析的角度,评价储层的敏感性矿物特征,研究储层潜在的伤害因素;二是在岩相学分析的基础上,选择代表性的样品,进行敏感性实验,通过测定岩石与各种外来工作液接触前后渗透率的变化,来评价工作液对储层的伤害程度。 3、在注水开发过程中储层的性质会有哪些变化? 答:1)储层岩性参数的变化;2)储层物性参数的变化;3)储层孔隙结构参数的变化;4)储层含油性的变化;5)储层渗流参数的变化。 4、储层速敏的机理是什么?开发过程中应注意哪些问题? 答:在储层内部,总是不同程度地存在着非常细小的微粒,这些微粒或被牢固地胶结,或呈半固结甚至松散状分布于孔壁和大颗粒之间。当外来流体流经储层时,这些微粒可在孔隙中迁移,堵塞孔隙喉道,从而造成渗透率下降。 在开发过程中:1)确定油井不发生速敏伤害的临界产量;2)确定注水井不发生速敏伤害的临界注入速率,如果注入速率太小,不能满足配注要求,应考虑增注措施;3)确定各类工作液允许的最大密度。 5、储层水敏的机理是什么?开发过程中应注意哪些问题? 答:在储层中,粘土矿物通过阳离子交换作用可与任何天然储层流体达到平衡。但是,在钻井或注水开采过程中,外来液体会改变孔隙流体的性质并破坏平衡。当外来液体的矿化度低(如注淡水)时,可膨胀的粘土便发生水化、膨胀,并进一步分散、脱落并迁移,从而减小甚至堵塞孔隙喉道,使渗透率降低,造成储层损害。 开发中的应用:1)如无水敏,则进入地层的工作液的矿化度只要小于地层水矿化度即可,不做严格要求;2)如果有水敏,则必须控制工作液的矿化度大于Cc1;3)如果水敏性较强,在工作液中要考虑使用粘土稳定剂。 6、储层酸敏的机理是什么?开发过程中应注意哪些问题? 答:油层酸化处理是油井开采过程中的主要增产措施之一。酸化的主要目的通过溶解岩石中的某些物质以增加油井周围的渗透率。但在岩石矿物质溶解的同时,可能产生大量的沉淀物质,如果酸处理时的溶解量大于沉淀量,就会导致储层渗透率的增加,达到油井增产的效果,反之,则得到相反的结果,造成储层损害。

第二节 储层岩石的孔隙度

第二节 储层岩石的孔隙性(3学时) 一、教学目的 掌握孔隙的分类、定义、 测量方法和影响因素。 二、教学重点、难点 教学重点 1、孔隙的分类和定义 教学难点 1、孔隙的分类和定义 三、教法说明 课堂讲授并辅助以多媒体课件展示相关的数据和图表 四、教学内容 本节主要介绍四个方面的问题: 一、孔隙度的定义和分类 二、孔隙度的测量 三、影响孔隙度的因素 (一)、孔隙度的定义和分类 1、孔隙度的定义 岩石的孔隙度是指岩石的孔隙体积与岩石外观体积的比值,常用百分数表示,记为φ 式中: Vr——岩石的骨架体积,米3,cm3 Vp——岩石的孔隙体积,米3,cm3 V f——岩石的视体积,米3,cm3 φ——岩石的孔隙度,% 2、孔隙度的分类 我们已知讲过,孔隙空间可以分为有效孔隙和无效孔隙,所以相应地,孔隙度也可以分为: A、绝对孔隙度,φa 绝对孔隙度是指岩石所有孔隙体积(有效+无效)与岩石视体积之比。 Vap——总孔隙体积,=V有效+V无效 V f——岩石的视体积 φa——岩石的绝对孔隙度

B、有效孔隙度 由于储油岩石孔隙的复杂性,所以在岩石孔隙中,并非所有的孔隙都是有用的,比如说函端孔隙和孔道半径很小(r<0.0001mm)的孔隙,这样的孔隙实际上对流体的流动毫无价值,所以人们将流体能在其中流动且相互连通的孔道称为有效孔隙,有效孔隙与岩石视体积的比值称为有效孔隙度。 Vep——岩石有效孔隙体积 V f——岩石的外观体积 φe——岩石的有效孔隙度 大家值得注意的是:由于流体只能在大于0.0001mm半径的孔道中流动,因此,孔道小于0.0001mm的那些孔隙也被看作是死孔隙,同样被这些微小孔道包围的大孔道当然也属于死孔隙之列。 另外,从上面的分析中我们不难看出,还应当存在一种孔隙度。 C、流动孔隙度φm Vmp——流动孔隙度 V f——岩石的外观体积 φm——流动体积 很显然,流动体积是指有效孔隙中,允许流何流动的那一部分孔道体积。它不仅排除了死孔隙,也包括束缚水占据的部分以及岩石表面吸附流体所占据的孔道部分。可见,在相互连通的孔隙中并不是全部孔道都能让流体流动。直得注意的是被吸附流体的厚度有时相当可观,可把原来流动的孔道堵住,或者使渗重能力下降,这一点在三次采油中尤为重要。 综合上述的三种孔隙度不难看出: φa>φe>φm 对于砂岩:φa≈φe>φm 泥质砂岩:φa>>φe>φm 泥岩:φa>>>φe>φm 岩石孔隙度在油田中应用极广,通常在地质储量计算中用有效孔隙度φe,在计算可采储量时要用流动孔隙度,而绝对孔隙度只有岩石学上的意义,应用很少。 利用岩石的孔隙度(有效孔隙度)还可以用来进行油层评价,一般砂岩φe=10~25% φ 评价 5~10% 差

岩石润湿性对油层的损害

岩石的润湿性对油气层的损害 周杨 摘要: 储层岩石的润湿性决定流体的流动性, 对油藏岩石润湿性的研究可以有效的指导油藏的开发, 提高油藏采收率。本文从岩石的润湿性对剩余油饱和度分布、相对渗透率大小、毛管力、微粒的运移以及油层的采收率等方面的影响, 具体分析油气层损害原因在现象, 为推荐和制定各种油气层保护和解除油气层损害方案提供借鉴。 关键字:岩石润湿性剩余油饱和度分布渗透率毛管力微粒运移采收率油气层损害 引言 油田进入中后期开发, 油气藏地层都受到了不同程度的损害, 不仅降低了油气井的产出或注入能力及油气的采收率, 还可能损失宝贵的油气资源, 增加勘探开发成本。因此了解生产过程中造成的油气层损害的机理, 不但有助于采取保护油气层的措施,而且也是判断油气层损害程度的基础。润湿性是研究外来工作液注入(或渗入)油层的基础,是岩石—流体间相互作用的重要特性。了解岩石的润湿性是对储层最基本的认识之一,它至少是和岩石孔隙度、渗透率、饱和度、孔隙结构等同样重要的一个储层基本特性参数。特别是油田注水时,研究岩石的润湿性,对判断注入水是否能很好地润湿岩石表面,分析水驱油过程水洗油能力,选择提高采收率方法以及进行油藏动态模拟试验等方面都具有十分重要的意义。本文通过对岩石润湿性油水的微观分布、相对渗透率大小、毛管力、微粒的运移以及油层的采收率等可能产生的各种影响分析其对油气层的损害。 1 润湿机理 液体和固体接触时, 会产生不同的形状。如果我们在固体表面上滴一滴液体, 这液滴可能沿固体表面立即扩散开来, 也可能仍以液滴形状附着于固体表面。我们将液滴或气体在固体表面的扩散现象称为润湿作用, 当液滴在固体表面立即扩散, 即称给该种液体润湿固体表面, 当液滴呈圆球状, 不沿固体表面扩散, 则称为该液体不润湿固体表面。在一般情况下, 水可以润湿固体表面, 而油则不润湿固体表面 [ 1]( 见图 1) 。 液体对固体的润湿程度用润湿接触角表示,它是固体表面与液体——空气或液体——液体界面之间的夹角, 并规定从密度大的液体一方算起。当< 90°, 液体润湿固体( 见图 1a) , = 0°, 为完全润湿;当 > 90°, 液体不润湿固体, ( 见图1b) ; = 180°, 为完全不润湿。凡能被液体所润湿的, 称亲液性固体, 常见的是水, 在这种情况下, 就说固体是亲水的; 不能液体所润湿的, 称憎液性固体, 对水来说就是憎水的。 2 影响润湿性的因素 岩石润湿性是岩石与地层流体在特定条件下综合作用的结果, 同一岩石的润湿性也不是一成不变的, 它会随着各种外在条件( 如润湿顺序, 时间, 地层压力和温度等) 的不同而改变, 但影响岩石润湿性的

中国石油大学(华东)岩石润湿性测定实验

岩石润湿性测定实验 一、实验目的 1、了解光学投影法测定岩石润湿角的原理和方法; 2、了解界面张力的测定原理和方法; 3、加深对岩石润湿性、界面张力的认识。 二.实验原理 1.光学投影法测定岩石润湿角 液体对固体表面的润湿情况可以通过直接测定接触角来确定。将待测矿物磨成光面,浸入油(或水)中,如图1所示,在矿物光面上滴一滴水(或油),直径约1~2mm,然后通过光学系统将一组光线投射到液滴上,将液滴放大、投影到屏幕上,直接测出润湿角,或测量液滴的高度h和它与岩石接触处的长度D,按下式计算接触角θ: 2h tg= 2D 式中,θ—润湿角,°; h—液滴高度,mm; D—液滴和固体表面接触的弦长,mm。 图1 投影法润湿角示意图 2.悬滴法测定液滴界面张力 悬滴法适用于密度差较大的测定液-液或气-液之间的界面张力,测量范围为10-1~10-2mN m。

液体自管口滴落时,当液滴接近最大直径时,用光学设备记录下液滴图像。测量液滴的相关参数,利用下式计算界面张力: 2 gd =H ερσ? ,12=ρρρ?- ,sn n d =d S ε 式中,σ—界面张力,mN m ; 12ρρ、 —待测两相流体的密度,3 g cm ; ρ?—两相待测试样的密度差,3g cm ; d ε—实际液滴的最大水平直径,cm ; sn d —从液滴底部算起,高度为n d 10 ε高度处液滴的直径,cm ; n S —液滴 n d 10 ε高度处的直径与最大直径的比值; H —液滴形态的修正值,由n S 查表得到。 (a )烧杯中气泡或液滴形状 (b )气泡或液滴放大图 图2 悬滴法测界面张力示意图 三、实验仪器

胜利油田储层敏感性分析

1?流速敏感性实验 油气储集层在采油、注水等过程中,当流体在地层中流动速度增大到一定时,引起地层中微粒运移并堵塞喉道处造成渗透率的下降,引起渗透率明显下降的流体流动速度称为该岩石的临界流速(V c)。流速敏感性实验的目的在于确定合理的注采速度提供科学依据。 流速敏感性实验所用岩样是绥1油田冷冻取心岩样,岩样两端添加丝网,周壁为铅皮包裹。实验中为了保证岩样与岩芯夹持器钢套间无串流,用环氧树脂填封岩样与钢套间的间隙,环氧树脂固化后岩样进行驱替实验,实验流速的确定相同于常规流速敏感性实验。 用地层水作介质,进行了流速敏感性实验,结果如表1所示。 根据表1的综合数据,可以得到如下的结论和认识: 胜利油田储层敏感性分析 张宁 哈尔滨石油学院石油工程学院 黑龙江 哈尔滨 150027 摘要:本文利用储集层真实岩石,通过敏感性评价实验可帮助了解在钻井和开发过程中储层损害的因素,以便合理设计储层保护方案。 关键词:渗透率?储层损害?敏感评价 Analysis?of?reservoir?sensitivity?in?Shengli?Oilfield Zhang?Ning School of Petroleum Engineering;Harbin Petroleum College, Heilongjiang Harbin 15002 Abstract:This?paper?uses?the?real?reservoir?rock,through?the?sensitivity?evaluation?experiment?can?help?us?understand?the?factors?in?the?development?process?of?drilling?and?reservoir?damage,so?that?the?reasonable?design?of?reservoir?protection?scheme. Keywords:permeability;?Reservoir?damage;?Sensitivity?evaluation 表1?绥1油田储层流速敏感性实验结果 区块井号岩样号深度/m Kg/μm2孔隙度,%临界流速/ (m·d-1) 速敏损害指数损害程度备注 G G1*******.70 6.81834.8912.710.319中等261538.05 1.43532.6718.180.289弱321550.85 2.73833.1713.470.306中等 B B72-11428.150.51728.53 5.2460.349中等 2-21431.850.59629.157.7020.319中等 2-31433.68 1.55331.5414.240.171弱 4-21373.780.09826.59.850.057弱 胜利油田测 试结果 1-61347.600.26230.310.940.123弱 3-71372.84 2.97929.8无 5-21428.41 3.54233无 1)速敏实验结果表明,G区岩样的临界流速在12.71~18.18m/d之间,速敏损害指数为0.289~0.319,速敏损害程度为弱至中等。 2)B区岩样的临界流速为2.64~14.24m/d。速敏损害程度为弱至中等偏强。 2?水敏性评价? 在油层钻开之前,粘土矿物与地层水达到膨胀平衡,在作业过程中,钻井液中的化学成分和矿化度都与地层水不一致,而使得岩石中的粘土进一步膨胀而造成储层的损害。进行水敏性评价实验的目的就是要了解这一膨胀、分散、运移的过程,以及最终使油气层渗透率下降的程度。 水敏损害程度与岩石中粘土的种类和含量有关,水敏性最强的粘土矿物是蒙脱石,其次是伊/蒙混层;可膨胀性粘土含量越高,水敏性损害越强。由绥1油田粘土矿物分析结果知,B区块和G区块岩石中伊蒙混层矿物含量很高,因此导致了油田具有中等偏强至极强的水敏性。 3?盐敏评价实验 盐敏性实验是指由高到低逐渐改变通过岩样的流体矿化度,测定不同矿化度下岩样渗透率的变化。其目的是了解储层对所接触流体矿化度变化的敏感性程度,找出盐度递减条件下渗透率明显下降的临界矿化度,从而为油田入井流体矿化度的选择提供依据。 绥1油田岩样的盐敏实验结果如表2所示。 129

储层五敏性实验

储集层敏感性及五敏试验 1.基本概念 所谓储集层敏感性,是指储集层岩石的物性参数随环境条件(温度,压力)和流动条件(流速,酸,碱,盐,水等)而变化的性质。岩石的物性参数,我们主要研究孔隙度和渗透率。衡量储集层岩石的敏感程度我们常用敏感指数来,敏感指数被定义为在条件参数变化一定数值时,岩石物性减小的百分数,习惯上用SI 来表示。我们以渗透率这个物性参数为例,给出其一个基本公式: i i k p K K K SI -= (1-1) 上标表示岩石物性参数,用下标表示条件参数。 上式定义的是渗透率对地层压力的敏感指数。 敏感指数的物理含义是指条件参数变化一定数值以后,岩石物性参数损失的百分数(主要是孔隙度和渗透率)。所以我们要想了解油藏的敏感指数就必须了解条件参数的变化幅度,从而我们可以求出敏感指数。 在实际矿场中,渗透率比孔隙度更能影响储集层产能。因此渗透率的研究尤为重要。储集层渗透率因为地层压力的改变而呈现出的敏感性质,称作储集层的压力敏感,压力敏感指数用符号P SI 表示。 由以上可以知道下面的概念。 储集层渗透率因为地层温度的改变而呈现出的敏感性质,称作储集层的温度敏感,简称热敏,用T SI 表示。 储集层渗透率因为渗流速度的改变而呈现出的敏感性质,称作储集层的温度敏感,简称热敏,用v SI 表示。 储集层渗透率因为注入液体的盐度的改变而呈现出的敏感性质,称作储集层的盐度敏感,简称盐敏,用sal SI 表示。 储集层渗透率因为注入液体的酸度的改变而呈现出的敏感性质,称作储集层的酸度敏感,简称酸敏,用aci SI 表示。 储集层渗透率因为注入液体的碱度的改变而呈现出的敏感性质,称作储集层的碱度敏感,简称酸敏,用alk SI 表示。 储集层渗透率因为注入淡水而呈现出的敏感性质,称作储集层的水敏性质,简称水敏,用w SI 表示。

岩石润湿性的测定实验报告

中国石油大学 油层物理 实验报告 实验日期: 2010.12.17 成绩: 班级: 石工10-15班 学号: 10131504 姓名: 于秀玲 教师: 王玉靖 同组者: 秘荣冉 宋文辉 岩石润湿性的测定 一.实验目的 1.了解光学投影法测定岩石润湿角的原理及方法; 2.加深对岩石润湿性的认识。 二.实验原理 液体对固体表面的润湿情况可以通过直接测定接触角来确定。将待测矿物磨成光面,浸入油(或水)中,如图1所示,在矿物光面上滴一滴水(或油),直径约1~2mm ,然后通过光学系统将一组光线投射到液滴上,将液滴放大、投影到屏幕上,直接测出润湿角,或测量液 滴的高度h 和它与岩石接触处的长度D ,按下式计算接触角θ: D h tg 22 = θ 式中, θ—润湿角,°; h —液滴高度,mm ; D —液滴和固体表面接触的弦长,mm 。

三.实验仪器 HARKE-SPCA接触角测定仪如图2所示 四.实验步骤 1.将直流电源的插头一端插入接线板内另一端插入仪器后面的电源插座内。 2.将通讯线连接主机与计算机COM2通讯口。 3.打开接线板的电源开关。 4.旋转仪器后面的光源旋钮,顺时针旋转,看到光源亮度逐渐增强。 5.打开接触角软件图标。 6.开启视频。 7.调整滴液针头。初次使用接触角测定仪对焦比较繁琐,首先向下移动滴液针头,停在变倍显微镜水平线以下的位置,然后旋转固定在上下移动器上的水平移动旋钮,左右调整针头,当软件图像显示窗口出现针头虚影时停止。 8.调整调焦手轮,直到图像清晰。 9.将显微镜放大倍数调整到1.5倍。 10.将吸液管吸满液体安装在固定夹上。旋转测微头,液体将缓缓流出,形成液滴。11.用脱脂巾擦干针头上的液体,再在工作台上放置被测的固体试样。最好是长条的20×60mm左右。 12.点击配置栏,在试验设置对话框,在相关栏添入相关数值。 13.上升移动工作台至界面上红色水平线的下方(1mm左右),见图3。 14.旋转测微头,当针头流出大约3-5ul左右的液体时停止。 15.旋转工作台升降手轮,使试样表面接触液滴,然后下降一点。液滴显示在视窗内,见图4。 16.点击开始试验绿色三角形图标,试验将按照设置的时间间隔自动拍摄图像,直至完毕。17.关闭视频,点击软件界面下面的电影图片任意一张,图片将显示在大窗口中,见图5。 图3 图4 图5五.接触角分析方法 1. 切线法

第二节 油藏岩石的润湿性

第二节油藏岩石的润湿性 一.名词解释 1.润湿性(wettability): 2.附着功(adhesive power): 3.润湿滞后(wetting hysteresis): 4.润湿反转(wetting reciprocal): 5.润湿接触角(wetting contact angle): 6.斑状润湿(dalmatian wettability): 7.混合润湿(mixed wettability): 8.吸吮过程(imbibition process): 9.驱替过程(drainage process):

二.判断题,正确的在括号内画√,错误的在括号内画× 1.附着功愈小,则润湿程度愈强。()2.自吸吸入法测岩石润湿性时,若被水驱出的油相体积大于被驱出的水相体积,则岩石润湿性为亲水。()3.自吸过程的毛管力必定大于驱替过程的毛管力。()4.湿相流体与固体间的界面张力越大,则润湿程度越强。()5.润湿现象的实质是表面张力的下降。()6.亲油油藏的水驱效率高于亲水油藏。()7.驱替过程的润湿接触角必定大于自吸过程。() 三.选择题 1.在自吸法测定岩石的润湿性时,若吸入水量大于吸入油量,则岩石的润湿性为 A.亲水表面 B.亲油表面 C.中性表面 D.不确定( ) 2.按润湿接触角的定义,若接触角等于115度,则岩石表面润湿性为。 A.亲水表面 B.亲油表面 C.中性表面 D.不确定( ) 3.表面张力愈,附着功愈,则润湿程度愈强。 A.大,大 B.大,小 C .小,大 D.小,小( ) 4.岩石润湿性发生显著变化后,下列参数中测定结果将发生显著变化的是。 A. 比面, B. 孔隙度 C. 绝对渗透率, D. 相对渗透率( )

岩石润湿性的测定

中国石油大学油层物理实验报告 实验日期: 2014.9.24 成绩: 班级: 石工12-7班 学号: 12021307 姓名: 李东杰 教师: 张俨彬 同组者: 董希鹏 岩石润湿性测定实验 一.实验目的 1.了解光学投影法测定岩石润湿角的原理及方法; 2.了解界面张力的测定原理及方法; 3.加深对岩石润湿性、界面张力的认识。 二.实验原理 1.光学投影法测定岩石润湿角 液体对固体表面的润湿情况可以通过直接测定接触角来确定。将待测矿物磨成光面,浸入油(或水)中,如图1所示,在矿物光面上滴一滴水(或油),直径约1~2mm ,然后通过光学系统将一组光线投射到液滴上,将液滴放大、投影到屏幕上,直接测出润湿角,或测量液滴的高度h 和它与岩石接触处的长度D ,按下式计算接触角θ: D h tg 22 = θ 式中, θ—润湿角,°; h —液滴高度,mm ; D —液滴和固体表面接触的弦长,mm 。 图 1 投影法润湿角示意图 2.悬滴法测定液滴界面张力 悬滴法适用于密度差较大的测定液-液或气-液之间的界面张力,测量范 围为10-1~10-2 mN/m 。 液体自管口滴落时,当液滴接近最大直径时,用光学设备记录下液滴图像。测量液滴的相关参数,利用下式计算界面张力: , 21ρρρ-=Δ , e sn n d d S = 式中,σ—界面张力,mN/m ; 21ρρ、—待测两相流体的密度,g/cm 3; 2 e gd H ρσ?=

ρ?—两相待测试样的密度差,g/cm 3 ; e d —实际液滴的最大水平直径,cm ; sn d —从液滴底部算起,高度为e d n 10 高度处液滴的直径,cm ; n S —液滴e d n 10 高度处的直径与最大直径的比值; H —液滴形态的修正值,由n S 查表得到。 (a )烧杯中气泡或液滴形状 (b ) 气泡或液滴放大图 图2 悬滴法测界面张力示意图 三.实验仪器 图3 HARKE-SPCA 接触角测定仪 四.实验步骤 1.打开电源开关。 2.顺时针旋转仪器后面的光源旋钮,看到光源亮度逐渐增强。

页岩气储层岩石物理性质研究

页岩气储层岩石物理性质研究 学生:袁亚丽陈改杰蔡家琛李龙指导老师:樊振军 (数理学院) 【摘要】页岩气藏开采首先要对其进行评价,充分考虑其储层性质和开采能力。储层性质主要通过储层参数来描述,通过对相关参数的分析进一步评价储层的生产能力,制定相应的增产措施和开采方案。本实验以龙马溪组页岩为例,采用电阻率测试装置、YS-Hf岩电声波综合测试仪器等仪器对页岩气储层岩石的物理性质进行了测试,并分析总结页岩气储层物理参数对页岩气开采的指导意义,为提高我国页岩气岩石物理实验分析技术和研究水平,为我国页岩气勘探开发奠定坚实的基础。 【关键词】页岩气;电导率;横波;纵波;泊松比 【项目编号】2015AB061 【背景意义】页岩气藏开采首先要对其进行评价,充分考虑其储层性质和开采能力.储层性质主要通过储层参数来描述,通过对相关参数的分析评价储层的生产能力,制定相应的增产措施和开采方案。页岩气储层以纳米级孔隙为主的特性,使得页岩岩石物理基础实验及相关理论模型研究在页岩气储层测井评价中发挥举足轻重的作用。页岩气地质条件和形成机理完全不同于传统石油地质理论,国内外针对页岩气形成机理、富集规律和主控因素等尚未完全搞清。由于页岩储层低孔隙度、超低渗透率、以纳米级孔隙为主的特性,使得页岩气储层岩石物理基础实验及相关理论模型研究在页岩气储层评价中发挥重大的作用,而中国目前在这方面的研究尚处于起步阶段。因此,急需了解和借鉴国外相关实验技术和研究方法,提高我国页岩气岩石物理实验分析技术和研究水平,为我国页岩气勘探开发奠定坚实的基础。. 1.电阻率测井 页岩气储层识别所利用的常规测井方 法有: 自然伽马测井、声波时差测井、体密度测井、中子密度测井、岩性密度测井、电阻率测井、井径测井等[2],本实验采用电阻率的方法对页岩含有机质量进行了评价,有机质不导电,随 TOC含量增加电阻率增大。在测井中可采用电阻率测井对有机质含量进行评价。本实验采用电阻率测试装置对四川沙坝乡龙马溪组的页岩的电阻率进行了测试,数据如表1所示;天津蓟县页岩的数据如表2所示:

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