油藏岩石热物理性质测试

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1、大庆石油学院学报第33卷第5期2009年1O月JOuRNALOFDAQINGPETROLEUMINSTITUTEV01．33No．5Oct．2009油藏岩石热物理性质测试李继山(胜利油田有限责任公司地质科学研究院，山东东营257015)摘要：石油热采过程中，油藏岩石传热行为复杂．在油藏温度与压力条件下，通过实验分析油藏压力、岩石孔隙度、含水饱和度等参数与岩石导热系数关系，探讨油藏内传热特点；根据含水饱和度、孔隙度关系，提出油藏岩石导热系数的经验公式．结果表明，影响油藏岩石导热系数的参数是孔隙度和含水饱和度；热采过程中，油藏中导热机制以岩石一油～水三相体

2、系为主，油藏岩石导热系数越大，热能传输越快，油藏热波及效率越大．关键词：导热系数；油藏压力；孔隙度；含水饱和度；热波及效率中图分类号：TU43文献标识码：A文章编号：1000—1891(2009)05～0023—040引言在稠油热采过程中，岩石导热性能在数模计算和工程设计中影响注汽量、注汽速度和最终采收率n]，需要准确确定油藏条件下岩石的导热性质．稠油油藏的岩心疏松，取心困难；在大多数情况下，油藏总是三相系统(岩石相、油相和水相)，甚至是四相系统(岩石相、油相、水相和气相)，油藏岩石热传导受制于多种因素L2]．目前对油藏岩石导热系数的实验研究多是单相饱

3、和流体条件下的结果，并且相关经验公式计算复杂，没有考虑温度、压力对导热系数的影响口]，不适应于所有油藏岩石．在油藏温度和压力下，分析油藏岩石孔隙度、含水饱和度和油藏压力等参数对岩石导热系数的影响，并提出相关的经验公式，能够为稠油热采参数设计和热采工程设计等提供实验数据和理论依据。1实验1．1材料胜利油区临南油田模拟地层水，临南油田模拟油(温度为5O℃，黏度为15．5mPa·S，)，胜利油区临南油田下第三系沉积岩．1．2设备及原理常规岩心驱替流程，TCProbe热导仪(美国Prics公司生产)．导热系数测试采用线性热源，即电热丝通以电流产生热能．测试时，

4、先加热样品温度，待温度分布均匀后，向电热丝通以恒定电流，通过热电偶测试电热丝温度上升，记录温度变化．根据冷却过程中温度衰减，计算导热系数，即一4n铬[T(￡2)一(T(t1)]，’㈩式中：为导热系数；q1为单位长度的加热功率；t，t，t分别为记录时刻；T(t)，T(t)分别为记录时刻的温度．1．3方法将岩心洗油，烘干，抽真空，饱和地层水，测试岩心孑L隙度．收稿日期：2008—12—22；审稿人：范洪富；编辑：任志平基金项目：中石化科技攻关项目(P07071)作者简介：李继山(1972一)，男，博士，主要从事油气田开发方面的研究大庆石油学院学报第33卷2

5、009年(1)饱水岩心导热系数．将饱和水的岩心放入导热系数实验装置，在实验温度和压力条件下测试岩心导热系数．(2)风干岩心导热系数．将饱和水的岩心风干后放入导热系数实验装置，然后在实验温度和压力条件饱下测试岩心导热系数．水(3)岩石一气一水系统导热系数．将饱和水的岩心放在室内干燥处．干燥时间不同，含水饱和度不同．将不同含水饱和度的岩心放人导热系数实验装置，在实验温度和实验压力条件下测试岩心导热系数．鼹(4)岩石一油一水系统导热系数．将饱和水的岩心风干、放入烘箱干燥、稳态油驱水、地层水稳态驱替，以调整岩心含水饱和度．将不同含水饱和度的岩心放入导热系数实验

6、装置，在实验温度和实验压力条裂件下测试岩心导热系数．粉粉缝砂砂粉岩岩砂岩2岩石导热特性导热系数除了受固一液两相导热系数比值和介质孔隙度影响外，还受孔隙分布、排列方式和流体分布捣628模式的制约，不管介质孑L隙中充满气还是饱和水，裂隙在不同程度上构成热量传递的壁垒E9-1s]．油藏岩石导热系数主要取决于油藏岩石矿物成分及油水在油藏孔隙中的分布．在具有相同或相似岩石相的油藏体系中，油藏孔隙度和含水饱和度、含油饱和度是影响热量传递的重要因素，含水、含油反映油藏组成成分的变化，孔隙度反映孔隙对油藏结构的贡献．2．1油藏压力化似压力每增加10kPa，岩石导热系数

7、增加百分之几，因此在油藏压力下岩石导热系数与常压实验结果有一定差异．风干致密低渗岩心和饱水致密低渗岩心，在12MPa测得的导热系数与常压下测试结果见表1．实验增压方式是轴向增压，实验温度为75℃．表1砂岩岩心在等轴压力下的导热系数10．48．7l8．7注：1一生云X100，为砂岩岩一1MPa时的导热系数，2为砂岩岩心12．oMPa时的导热系数；≠为孔隙度．由表1可见，与0．1MPa下测试结果相比，岩心在12．0MPa下的导热系数均增加，增压在饱水岩心上引起的导热系数增值比风干岩心小．此外，增压使裂缝闭合，岩心导热系数急剧增加；压力使岩石致密，岩石颗粒趋

8、于紧密排列，部分裂隙趋于封闭，增强岩石颗粒传热效果，导热系数增加．在油藏条件下岩石的导热系数比