粘土矿物及流体对低渗透岩心渗流特性的影响

通过室内填砂管渗流实验,研究了不同粘土类型、不同粘土比例的低渗透岩心在不同流体注入方式下的渗流特性,并根据实验结果分析了其渗流机理。分析认为,膨胀性牯土的存在是影响低渗透油藏渗流特性的关键因素;注入流体矿化度的差异和注入方式的变化,对粘土膨胀和抑制膨胀作用亦有影响。研究结果为进一步研究低渗透油葳渗流特性,有效开发低渗透油藏奠定了一定的实验基础。

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油 20 0 7年 3月

气

地

质

与

采

收

率 第 l 4卷第 2期

P T L UM OL E RO E GE OGY AND RE OVE F I I N C RY E F C E CY

粘土矿物及流体对低渗透岩心渗流特性的影响 王正波， 岳湘安， 2韩冬 (. 1中国石油勘探开发研究院，北京海淀 10 8; . 00 3 2中国石油大学 (北京)提高采收率研究中心，北京昌平 12 4 ) 02 9

摘要：通过室内填砂营渗流实验，研究了不同粘土类型、不同粘土比侈的低渗透岩心在不同流体注入方式下的渗流 j 特性，并根据实验结果分析了其渗流机理。分析认为，膨胀性牯土的存在是影响低渗透油藏渗流特性的关键因素； 注入流体矿化度的差异和注入方式的变化，对粘土膨胀和抑制膨胀作用亦有影响。研究结果为进一步研究低渗透

油葳渗流特性，有效开发低渗透油藏奠定了一定的实验基础。 关键词：粘土；低渗透；流特性；渗膨胀；注入方式 中图分类号：E 1 T31文献标识码： A文章编号：09— 6 3 20 ) 2— 0 9— 4 10 9 0 (07 o 0 8 0

至2 0年底， 01中国已探明未动用储量共有3 . 54

1 0 00 0和 4 0 m/ 00 0 g L用蒸馏水配制的 N C溶液。 a1 N C为分析纯试剂。各种溶液的 p a1 H值均为 7 。实验用矿物粉和伊利石粉。 1 2实验方法 .

×1,中低渗透油藏储量占6% l。因此，目 0t其 2 - l J在 前中国石油后备储量紧张的形势下，一步提高对进低渗透储层渗流规律的认识以及改善其开发效果具有重大的理论和实际意义。近几十年，中外许多学

包括粒径均为 3 5目(均粒径 2平

约为 002 m)石英、石、基膨润土、 .4 r的 a长钠高岭石

者都对低渗透介质中的渗流规律进行了研究，发现 了流速与水力梯度呈非线性比例关系和所谓的“启动压力梯度”现象 J。一般来说，由于粘土矿物遇水膨胀、分散运移或溶解后生成二次沉淀等作用，储 层中的流动通道容易被堵塞，致储层岩石的平均导

根据实验方案配制不同浓度和类型的注人流体；实验用的各种矿物在 10C下烘干 4,闭放将 2￣ h密

置，待用；把各种矿

物按实验方案的比例混合，以并 干式紧密填砂法填人填砂管中；真空泵将填砂用 岩心抽空 4, h饱和注入液，测含水饱和度；已饱并将

渗透率下降；层岩石的渗透率越低，土矿物对渗储粘流特性的影响越大。李道品等统计了 1 3 715块样品的数据资料 J结果显示低渗透油层中粘土矿物，的含量平均为 89%,其中蒙脱石、岭石和伊 .l而高利石较为常见。考虑到纯蒙脱石购买困难，以膨润土(蒙脱石含量大于 8% )高岭石和伊利石 3种粘 5、土为主要研究对象，究了盐水和蒸馏水在不同注研入方式下，有单组分粘土介质的低渗透岩心中的含 渗流特性。

和注入流体的填砂管放置在室温中，并老化 4 h以 8上；把填砂管、力表及中间容器连接好，照实验压按方案进行渗流实验。在实际测量过程中，由于压力和流量较小，需要很长一段时间才会逐渐趋近于一极值，因此，须选取压力和流量均稳定时的数值绘制渗流曲线。由于低渗透岩心渗流具有非线性的特点，在计算渗透率时，利用渗流曲线的直线段进行计

算，将得到的渗透率定义为极限渗透率，作为表征不 同岩心渗流特性的主要指标之一，以下简称为渗透 率。

1实验材料与方法 1 1实验材料 .

2实验结果及分析 21膨润土对低渗透岩心渗流特性的影响 . 2 1 1膨润土的含量 ..

实验器材

包括填砂管 (长度为 5 c内径为 0m,

25m)精密压力表 (度为 o 4 P )量筒、 .c、精 .M a、氮气瓶、中间容器、页岩膨胀测试仪 N P—O A。/ 流体介质包括蒸馏水；化度分别为 5oo,矿 o

实验结果表明，当膨润土的含量增大时，岩心的

收稿日期 20 06一l 1—1;回日期 20 0 5改 0 7— 2-2。 7作者简介：王正波 .,0 5年毕业于中国石油大学(男 20北京 )油气田开发专业井获硕士学位 .现为中国石油勘探开发研究院采收率所油气藏专业在读博士研究生，从事提高采收率方面工作。联系电话：3 6 68 9 . 12 19 9 7 E—m i wt:@13 CI。 al zY 6 .O I: C'/ I旌金项目：国家“ 7” 93专项之“高低渗透油藏采收宰的基础理论研究”

20 C A 0 0 )提 ( 02 C 07 0