低渗透储层水锁伤害机理核磁共振实验研究.pdf

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1、2010年9月西安石油大学学报(自然科学版)Sep．2010第25卷第5期JournalofXiallShiyouUniversity(NaturalScienceEdition)Vo1．25No．5文章编号：1673-064X(2010)05-0046-04低渗透储层水锁伤害机理核磁共振实验研究刘建坤，郭和坤，李海波，牛小虎(1．中国科学院渗流流体力学研究所，河北廊坊065007；2．中国科学院研究生院，北京100049；3．中国石油勘探开发研究院廊坊分院，河北廊坊065007；4．陕西省天然气股份有限公

2、司发展计划部，陕西西安710016)摘要：客观准确地评价低渗透储层的水锁伤害是入井流体优选、增产改造措施和水锁防治解除措施合理运用的基础．对孔隙介质中水的赋存状态、储层伤害原因、黏土吸水伤害和水锁伤害微观机理进行了深入分析；利用低磁场核磁共振T，谱技术，结合常规流动实验手段，对同一性质岩心开展了黏土吸水伤害和水锁伤害实验，提出了水锁伤害核磁共振实验评价方法．通过实验，准确给出了水锁伤害程度；建立了束缚水增加量与黏土吸水伤害程度、可动水相滞留量与水锁伤害程度之间的对应关系；从而对引起水锁伤害的原因做出更精确的

3、判断，实现了对水锁伤害的客观评价．关键词：低渗透储层；水锁伤害机理；核磁共振；束缚水；可动水；实验评价中图分类号：TE258．1；TE258．3文献标识码：A水锁伤害已成为油气藏开发中普遍存在的问实际伤害，难以准确判断引起渗透率伤害的主要原题，是低渗透储层最重要的伤害因素，严重制约油气因，无法对外来水侵入岩心后的分布及变化进行分藏的及时发现、准确评价和经济开发，降低了油气开析．本文把低磁场核磁共振T：谱技术运用于常规水发采收率；因而系统地分析水锁产生原因及机锁伤害实验中，提出了水锁伤害的核磁共振实验评理，客

4、观准确地对水锁伤害进行实验评价意义重大．价方法，实现了对引起水锁伤害原因的更精确判断，Bennion等对水锁伤害的机理和影响因素进行了客观准确地评价了水锁伤害程度，对人井流体和水深入探讨分析；张振华等剖通过测定岩心在束缚锁防治解除措施的优选、储层保护具有重要意义．水饱和度状态下和外来水相侵人后的油相渗透率损1岩心孑L隙介质中水的赋存状态害率来评价低渗透油藏的水锁伤害；林光荣等通过测定干岩心状态和气驱至束缚水状态下的气测低渗透储层多孑L介质中的流体赋存状态可分为渗透率伤害率来评价低渗透气藏的水锁损害；孟小束缚

5、流体和自由(可动)流体．其中存在于极微小的海等_1通过测定岩样在束缚水状态和提高含水饱孔隙和较大孔隙的壁面附近的流体，由于受岩石骨架的作用力较大，被毛管力所束缚而难以流动的流和度后的气测渗透率来评价低渗透气藏的水锁损体称为束缚流体；而赋存于较大孔隙中间的流体受害．上述水锁伤害室内实验研究中，基本都是采用常规流动实验方法来评价水锁伤害，以渗透率总伤害岩石骨架的作用力相对较小，在一定的外加驱动力作用下流动性较好的流体称为自由流体或可动流率直接作为评价水锁伤害程度的依据，把黏土吸水体．利用低磁场核磁共振T：谱技术

6、，不仅能够测等引起的束缚水增加而导致的绝对渗透率伤害也作为水锁伤害的一部分，造成水锁评价结果往往大于量岩心孔隙内的流体总量，而且能够通过T弛豫时收稿日期：2010-05—15基金项目：中国石油天然气股份有限公司基础研究项目“油层物理与化学渗流基础研究”(编号：2008A1402)资助作者简介：刘建坤(1984一)，男，硕士，主要从事渗流理论、储层评价和核磁共振技术应用方面的研究．E—mail：liujk84@163．tom刘建坤等：低渗透储层水锁伤害机理核磁共振实验研究一47一间差异，定量地分别给出束缚流体

7、量和可动流体量，伤害，而会造成黏土吸水伤害．岩心中的束缚水包括通过T截止值可以把核磁共振T谱分成可动流体黏土束缚水和毛管束缚水两部分；由于外来活性水和束缚流体．图1为一块低渗透储层岩样的典型T2相表面张力低于地层水，所以侵人岩心后基本不会谱，形状为双峰结构，其中左峰下的面积代表束缚流引起毛管束缚水增加；由于多数低渗透储层基本上体含量，右峰下的面积代表可动流体含量．都不同程度地含有蒙脱石、伊蒙问层和绿蒙间层等黏土矿物，外来活性水相挤入岩心后由于与岩心的不配伍会引起黏土吸水，使得黏土束缚水增加，因此黏土吸水是导

8、致岩心内束缚水增加的主要原因．另外在后期外来水侵入以及后续反排中，吸水膨胀后的黏土在流体流动中又会分散运移，缩小流体渗流孔隙空问，堵塞渗流通道，导致岩心绝对渗透率下降，造成黏土吸水伤害．T2弛豫时l司／ms2．2水锁伤害机理图1一块低渗透储层岩样的T：弛豫时间谱水锁伤害是由于外来流体侵人油气层影响油水岩心饱和水状态下，束缚水是吸附在岩石颗粒分布而造成的损害．从油水两相体系典型相对渗透表面的薄膜水和无效孔隙及狭窄孔