低渗透储层原油边界层对渗流规律的影响

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第24卷第2期大庆石油地质与开发P．G．0．D．D．2005年4文章编号：1000—3754(2005)02-0057-03低渗透储层原油边界层对渗流规律的影响李中锋，何顺利(石油大学石油天然气工程学院．北京102249)摘要：通过大量的室内实验，探讨了原油边界层厚度与毛管半径、压力梯度、流体粘度和组分的关系。边界层反映了储层、流体物性条件(储层孔隙度、渗透率、流体粘度、组分)和开发条件(压力梯度)的综合影响，认为边界层厚度随着毛管半径的增大而减小；在毛管半径相同的情况下，边界层厚

2、度随压力梯度的增大而减小，最后达到一个临界值；毛管半径一定时，边界层厚度随粘度增加而增大；极性组分含量越大，吸附越明显，边界层厚度越大；边界层厚度越大，非达西渗流特征越明显。最后通过毛管柬模型给出了描述低渗透油藏单相流体非达西渗流特征的经验方程。关键词：毛管半径；压力梯度；边界层；低渗透；非达西流；毛管束模型中图分类号：TE348文献标示码：A低渗透油藏储层的主要特征是渗透率低，油水流持器和驱替泵均为Quizix公司生产，实验温度设为动的孔隙比较小，渗流阻力大，固液界面及液液界面23℃。之间的相互作用对渗流的影响大。由于上述特征

3、使得1．2实验结果与讨论渗流规律偏离了达西定律⋯，使得经典的达西线性1．2．1边界层对渗流特征的影响渗流理论不再适用，有人提出了非达西渗流概念，认实验是在定流量条件下完成的，在不同流速下进为流体在孔隙中存在边界层流体。但目前对边界行实验，待压力稳定后，计量各流速下的压力梯度，层的研究多数处于定性分析阶段。本文是通过实验与结果见图1。理论相结合的方法研究边界层对渗流规律的影响，结合前人研究的成果，并在实验的基础上，推导出理论模型的渗流方程。昼21低渗透岩心渗流实验研究＼毽1．1实验设备与材料笔者进行了大量低渗透岩心的渗流物理实验，

4、这些岩心包括人造岩心和来自大庆油田、长庆油田的天然岩心，大部分岩心渗透率都小于10×10Ixm。压力梯度／0．18Pa·cm-注：同一渗透率岩心的两条渗流曲线，为了考查流体的性质对渗流的影响，选用了不同上面为模拟油，下面为原油性质的两种油。实验用油为原油与煤油配置的，粘度图1不同渗透率岩心模拟油、原油渗流曲线为2．5mPa·s；模拟油为白油与煤油按一定比例混由图1可以看出：边界层的影响与渗透率有关。合，粘度为2．5mPa·S；而为了研究渗透率的影响，渗透率越小，边界层的影响越大，渗透率越大，边界实验用不同渗透率的3块岩心进行，岩

5、心的渗透率分层的影响越小。另0为0．7510×10一，1．510×10一，5．0×10一m。低速渗流时的物理过程可以描述为：在压力梯度实验主要仪器、仪表包括Quizixsc—lOlO高精度较小时，因固体表面分子的表面作用力滞留的束缚流柱塞泵(精度为0．0004mL／min)、高精度压力传感体形成不动层，并且不动层中流体的粘度不同，越靠器和流量传感器、恒温系统，岩心夹持器等。岩心夹收稿日期：2004．09．24作者简介：李中锋(1976一)，男，河南遂平人，石油大学(北京)石油天然气工程学院在读博士。维普资讯http://www.

6、cqvip.com58大庆石油地质与开发P．G．0．D．D．第24卷第2期近壁面粘度越大。所以边界层的厚度随着压力梯度的界层，cd段称为不可动边界层。增加而减小，即体相流体横截面积增大，这样随着压力梯度的增大，粘度大的边界流体开始流动，流体流动性增大，使得多孔介质允许流体通过的能力增大。1．2．2原油边界层对渗透率的影响E为研究边界层对渗透率的影响，进行了两组实＼验，第一组是先饱和模拟油，测模拟油渗透率，然后卧呔用原油驱替，再测原油的渗透率；第二组是先用原油饱和，测原油的渗透率，而后利用模拟油进行驱替，测模拟油的渗透率(注：原油

7、与模拟油的粘度相同)。结果如表1所示。表1边界层对渗透率的影响结果图2边界层厚度与压力梯度的关系2．3，2毛管半径的影响由于储层渗透率不同，在相同的沉积环境中，储层的原油动用程度不同，这主要是由于储层孑L隙半径从表1中可以看出，在第一种情况下K模拟油>对原油的有效边界层厚度有很大的影响。为了研究这原油，而第二种情况K模拟油=K原油。可以看出，模拟油种影响，测定了不同半径毛细管中原油有效边界层的的吸附比原油的吸附要小的多。所以，在模拟油以后厚度。实验结果如图3。渗流的原油其沥青质的吸附增加，从而降低渗透率，但在原油之后渗流的模拟油

8、，并不改变渗透率。2毛细管渗流实验研究E2．1实验设计基本思想j＼蜊根据边界层理论，流体在低速流动时是不符合箔酤噬稷叶定律的。因此，在相同条件下，根据箔稷叶定律昧计算有效毛管半径，即可对比出不同流体的边界层厚度有效：一√1TAptn：一，一有效(1)2．2设备与