利用核磁共振研究特低渗透油藏微观剩余油分布.pdf

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1、第2l卷4期应用基础与工程科学学报V01．21．No．42013年8月JOURNALOFBASICSCIENCEANDENGINEERINGAugust2013文章编号：1005-0930(2013)04-0702-008中图分类号：TE311文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1oo5·O93O．2013．04．012利用核磁共振研究特低渗透油藏微观剩余油分布王学武，杨正明，李海波，李治硕(中国石油勘探开发研究院廊坊分院，河北廊坊065007)摘要：利用大庆外围油田特低渗透储层岩心，将特低渗透物理模拟实验和低磁场核磁共振仪相结合，建立了研究

2、特低渗透油藏微观剩余油分布的新方法，分析了不同润湿性、不同驱替压力和不同含水阶段的微观剩余油分布规律．研究表明：亲水储层剩余油主要分布在中一大孔隙中，而亲油储层剩余油主要分布在中一小孔隙；随着驱替压力的增大，特低渗透储层剩余油饱和度降低，并且小孔隙中的剩余油变化较小，而中孔隙和大孔隙中的剩余油饱和度明显降低；小孔隙中的油主要在见水前阶段采出，见水后其剩余油饱和度变化较小，而见水后中一大孔隙中的剩余油饱和度降低比较显著．上述研究丰富了核磁共振技术在油田开发中的应用．关键词：特低渗透储层；核磁共振；剩余油：孔隙；驱替压力核磁共振技术作为一种新兴的岩心分析技术在石

3、油勘探开发中的应用发展很快，它对岩石孔隙中流体所含的氢核。H进行探测，可以反映孔隙大小分布以及不同大小孔隙中的流体量_14。．目前利用核磁共振研究水驱油过程通常采用重水屏蔽水的信号的方法，其弛豫信号是油贡献，但油和水的弛豫时间不同，因此得到的油水在孔隙中的分布存在一定误差；此外，还有利用核磁共振二维谱研究岩心中的油水分布。。，但其反演比较复杂．本文实验用油为去氢模拟油，其不含氢元素，实验中测得的信号全部由水贡献，通过水的信号的变化反应油在孔隙中分布的变化，因此提高了实验精度．研究和揭示储层剩余油形成、分布和富集规律对改善和提高特低渗透储层的开发效果具有重要意

4、义¨¨．利用核磁共振技术不仅可以研究岩心的剩余油饱和度，而且可以定量地研究不同孑L隙空间的剩余油分布规律并直观描述其水驱油特征，这是目前其它常规实验方法无法做到的．收稿日期：2009-08-03；修订日期：2013-03-13基金项目：国家科技重大专项(2011ZX05013-006)作者简介：王学武(198l一)，博士．Te1：010-69213407；E-mail：wangxuewu@163．corn王学武等：利用核磁共振研究特低渗透油藏微观剩余油分布7031微观剩余油分布测试实验的基本原理与方法1．1基本原理由核磁共振弛豫机制可知，在均匀磁场中测量的横

5、向弛豫时间为=去R+p2(曼V)／(1)式中，为流体的体积弛豫时间，ms；p是弛豫率，I~m／ms；S／V为孔隙比表面．的数值通常在3000ms以上，要比值大很多，即》，因此，式(1)中右边第一项可忽略，即1=pz(IS)J(2z)由式(2)可以看出，观测到的弛豫时间和孔隙比表面有关，而比表面与孔隙空间大小及形状有关，因此弛豫时间谱反映的是孔隙大小分布以及不同大小孔隙中的流体量．测试中，极化时间：6000ms，回波间隔rE=0．6ms，回波串叠加次数为1024，信噪比为3000．利用低磁场核磁共振仪分别测试岩样饱和水状态、束缚水状态、不同含水阶段及残余油状态

6、下的弛豫时间谱，由于实验用的模拟油不含氢元素，在进行核磁共振实验中模拟油不产生信号，其信号量全部为水贡献，通过弛豫时间谱的变化对比，就可以准确地确定不同驱替阶段采出油和剩余油在不同孔隙中的定量分布．为便于定量分析和讨论，将弛豫时间分别小于lOres、10—100ms和大于lOOms的3个孔隙区间分别定义为小孔隙、中孔隙和大孔隙．将一定孔隙区间的初始含油量占该孔隙区间体积和总孔隙区间体积的比例分别定义为相对含油饱和度和绝对含油饱和度；将一定孔隙区间的剩余油量占该孔隙区间体积和总孔隙区间体积的比例分别定义为相对剩余油饱和度和绝对剩余油饱和度．相对含油饱和度：．s

7、=绝对含油饱和度：s。：相对剩余油饱和度：．sT0=绝对剩余油饱和度：．s。=式中，M。表示饱和水状态的信号幅度；表示束缚水状态的信号幅度；M表示水驱至某一状态的信号幅度；下标i表示弛豫时间在某一区间；下标J表示整个弛豫时间范围．1．2实验材料驱动系统采用一台ISCO200D双缸柱塞泵；核磁共振测试采用中石油渗流流体力学704应用基础与工程科学学报V01．21研究所自主研制的Magnet2000型低磁场核磁共振岩样分析仪；岩心采用大庆外围特低渗透储层砂岩岩心，其基本参数见表1；实验所用流体为模拟地层水和模拟油，模拟地层水按地层水矿化度配制，矿化度为4500m

8、g／L，实验用油为去氢模拟油(无核磁信号)，在地层温