流體在巖石孔隙中,流體飽和度大小的影響及油水在巖石空隙中的分布

1.水濕巖石

1.當(dāng)Sw低時(shí),潤(rùn)濕相水粘附于顆粒表面,成環(huán)狀分布,不流動(dòng);與之相對(duì)的是So很高,迂回狀連續(xù)分布于孔隙之間,在外壓(注水or注氣)作用下成渠道流動(dòng)

水濕巖石Sw low ,So high

2.Sw和So相近時(shí),油水迂回狀分布,在一定外壓下,油水可以同時(shí)流動(dòng),此時(shí)的水會(huì)更多的占據(jù)礦物的表面空間。

Sw and So? are medium

3.后期時(shí)候,由于注入水的增多導(dǎo)致油層中Sw處于高位,So處于低位,這時(shí)候油成孤滴狀分布,迂回狀連續(xù)分布。例如當(dāng)水的流動(dòng)方向是自下而上的時(shí)候,下圖中的三個(gè)紅色油滴就能被水推著走,但是空隙內(nèi)部的油滴難以被帶走,可能成為殘余油,這個(gè)時(shí)候我們可以采取注氣法,這時(shí)候形成油氣水三相界面,這個(gè)時(shí)候產(chǎn)生的界面張力能夠改變油滴形狀,帶動(dòng)殘余油的部分出來(lái),增加局部的驅(qū)替效率,從而增加采油率,但是依然會(huì)有大量殘余油采不出來(lái),這是目前石油行業(yè)的所面臨的的難題之一。

Sw is high,So is low

2.油濕巖石

油濕巖石油水分布隨飽和度的變化與水濕巖石相反,油濕巖石是最不利于油水開采的。

1.開始開采時(shí),So高,Sw低,由于油濕巖石是親油的,油會(huì)自發(fā)地吸附在巖石表面,迂回狀連續(xù)分布,水成孤滴狀。

So is high,Sw is low

2當(dāng)Sw和So隨著注入水的增加,Sw和So趨近于50%時(shí),注入水含量增加會(huì)導(dǎo)致水的體積增加,但是這個(gè)時(shí)候油不會(huì)被水推動(dòng),因?yàn)樵谟H油巖石的孔隙里面的油會(huì)形成油環(huán)吸附在巖石表面,而水會(huì)從吼道中直接穿過(guò),這種現(xiàn)象叫指進(jìn)現(xiàn)象,宏觀上叫舌進(jìn)現(xiàn)象,具體表現(xiàn)為因?yàn)樽⑺蜕a(chǎn)井的壓差最大,導(dǎo)致注水井中注入的水直接進(jìn)入生產(chǎn)井。具體表現(xiàn)如下圖

Sw and So? are medium
指進(jìn)現(xiàn)象

3.隨著注入水的增多,當(dāng)Sw高,So低時(shí),油在油水界面上由于粘性存在的速度差,會(huì)導(dǎo)致有部分油被帶出來(lái),但是在油膜的地方油濕不動(dòng)的,油以油膜形式附于顆粒表面,油成油環(huán)分布,Sw很高,水連續(xù)分布于孔隙中間,在外壓作用下形成渠道流,但是這種情況會(huì)導(dǎo)致仍然有很多的油采不出來(lái),這個(gè)時(shí)候可以采用增加流速或者注入活性水的方法使?jié)櫇裥园l(fā)生反轉(zhuǎn)(將油濕轉(zhuǎn)為水濕),增加采油率。


So is low,Sw is high


3.潤(rùn)濕性對(duì)油水微觀分布的影響

3.1儲(chǔ)層巖石潤(rùn)濕性的影響

潤(rùn)濕相力圖占據(jù)顆粒表面及狹小的空隙角隅,非潤(rùn)濕相則處于孔道的中心。這是因?yàn)橹挥挟?dāng)潤(rùn)濕相占據(jù)整個(gè)礦物表面之后,整個(gè)礦物表面的界面張力(界面自由能才是最低),這是個(gè)自發(fā)的過(guò)程,是分子間作用力相互作用衍化的結(jié)果。親水巖石,水會(huì)吸附在巖石表面,油珠盡量不合油接觸成為自由油滴,另外一部分油滴少量附著在巖石上成為附著油滴,因?yàn)楹暧^上看整個(gè)巖石是親水巖石,但是局部上少部分巖石可能是親油的,所以產(chǎn)生了附著油滴。總結(jié)為:水分布于大孔表面(水膜)和小孔中,油成孤滴狀。

親水巖石


親油巖石相反,油滴大量地吸附在巖石空隙表面,空隙里面的水像孤立的水珠一樣分布在大孔道中央??偨Y(jié):水分布于在大孔道中央,油以油膜的形式附著于顆粒表面。

親油巖石


中性巖石而言,在宏觀上既不親水也不親油,這個(gè)巖石體系內(nèi),親水和親油礦物的含量差不多的情況下為中性巖石,部分巖石表面親油,被油膜覆蓋;其余親水,被水膜保衛(wèi)。

中性巖石


3.2流體飽和度大小的影響

因?yàn)镾w+So=100%,當(dāng)Sw和So均處于較高值時(shí)候,Sw和So都接近50%時(shí),油水各自形成獨(dú)立的渠道,以渠道流的方式流動(dòng),各相流動(dòng)渠道隨著其飽和度上升而上升。

初期注水采油時(shí),由于地層中油占主體,所以油相流動(dòng)渠道占主體,這個(gè)階段為:見水初期

見水初期


后期由于大量油藏被采出,水相渠道占據(jù)主體,這個(gè)階段為:見水后期

見水后期
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