裂缝水驱油机理的真实砂岩微观模型实验研究

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赵阳!，曲志浩&，刘震!

（!(石油大学（北京）；&(西北大学）

摘要：裂缝性低渗透砂岩油层中的构造裂缝对驱油效率有明显影响。研究微观水驱油机理的理想手段是真实砂岩微观模型油、水驱替实验。采用该技术对裂缝性低渗透砂岩油层进行了单模型和组合模型的水驱油实验研究，在实验过程中，不同类型裂缝的渗流现象不同，对驱油效率的影响也不同。在水驱油过程中，不存在裂缝的模型，注入水沿多条路线向出口端比较均匀地推进；较粗（)"!*以上）且延伸较长的裂缝，油、水在裂缝中的渗流速度很快；粗但延伸较短的裂缝在水驱油过程中不起特殊作用；孔隙级别的裂缝无论长短，对水驱油过程都没有不利影响，反而可以改善渗透性；完全被充填的裂缝对油、水渗流起隔挡作用；裂缝方向垂直于流线，对渗流有一定影响。多油层合注合采时，渗透性越好的层驱油效果越好，渗透性越差的层驱油效果越差。图!表&参$（赵阳摘）

关键词：低渗透砂岩；水驱油机理；驱油效率；渗流现象；实验

中图分类号：+,)%!文献标识码：-

一般砂岩储集层越致密，渗透率越低，裂缝发育的

概率和强度也越大［!］。低渗透砂岩油藏中的裂缝不仅决定了注水效果，而且控制了层系划分和井网布置，从而直接影响到油田开发效果的好坏，因此人们日益高度重视对于这类裂缝的研究［&］。本文利用真实砂岩微观模型，进行裂缝水驱油的单模型和组合模型模拟实验，研究水驱油过程中注入水在孔道和裂缝中的微观水驱油机理、残余油形成机理和裂缝对驱油效率的影响，以期有助于低渗透裂缝性砂岩油藏的实际注水开发工作。

!实验条件

本文实验所用模型是真实砂岩微观模型，在保持原岩心各类性质和孔隙结构的条件下，经洗油、烘干、切片、磨平等工序制成。模型尺寸为&(./*0&(./*，承压能力"(&1"()234，耐温能力为5"6左右［)］。油样（黏度%(’%*34?7）取自现场，加入少量油溶红；水样为实际地层水（黏度"(5’&*34?7）及实际注入水（黏度"(85*34?7），加入少量甲基兰。实验包括单模型实验和组合模型实验，图!为组合模型实验示意图，具体实验方法见文献［)9.］。

&裂缝水驱油机理及对驱油效率的影响

!("裂缝微观水驱油机理

大量实验观察发现，注入水在孔道和裂缝中驱油的方式主要有活塞式和非活塞式。活塞式注入水在孔道中比较均匀地将油驱走，驱油较彻底；

而非活塞式注

图"组合模型实验示意图

入水在孔道中前进速度不均匀（孔道中央或边缘前进较快），容易形成残余油。

对亲水地层模型进行的实验结果，在水驱油过程中，束缚水起着剥离原油的作用［&］。水驱油以前，束缚水分布在砂岩颗粒表面及细小的孔道内。开始注水后，大孔道内注入水分为两路，一路沿孔道中心阻力较小部位向前突进，驱替原油（称为驱替机理）；另一路穿破油膜沿着砂岩颗粒表面向前流动，束缚水汇入注入水中，紧贴水膜的原油被剥离下来，被孔道中部的注入水驱走（称为剥离机理），颗粒表面则被注入水占据。

水驱油过程中有两个推进速度，一个是大孔道（或裂缝）中部水驱油的推进速度，另一个是束缚水剥离油膜向前推进的速度。二者同样存在于裂缝中，而且更加明显。如果二者相等，原油一旦被束缚水从砂岩颗粒表面剥离，当即被大孔道（或裂缝）中部的水驱走，这时驱替机理和剥离机理都充分发挥，大孔道（或裂缝）中的水驱油呈活塞式，驱油效率最高。二者不相等有两种情况："前者大于后者，注入水可以把大孔道（或裂缝）中部的油驱走，而靠近大孔道（或裂缝）壁的油还

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石油勘探与开发

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