活性特低渗储层活性水驱实验

摘 要：实验通过稳态“压差-流量”法驱替实验，研究了活性水、地层 水在低渗岩心的非线性渗流特征。通过研究活性水、地层水在低渗岩心的渗流规律以及拟启动压力梯度随渗透率的变化规律，对比在相同渗透率下的两种流体启动压力梯度的大小。得出结论是：当压力梯度小于某一值时，地层水渗流不符合达西渗流规律，活性水（含表面活性剂的地层水）也会有类似的渗流规律，

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拟启动压力梯度与渗透率成幂指数关系，活性水的拟启动压力梯度比底层水小。这位低渗油田开发井降压增注提供了理论依据，对建立有效压力系统和油田高效开发具有一定指导意义。
关键词：低渗储层 非达西渗流 启动压力梯度 活性水

一、岩心实验准备及测定方法

采用的设备有：恒速恒压泵，特低渗储层启动压力梯度测量系统。实验所用天然岩心均为自己粘结制造。岩心气测渗透率范围在（0.04～2.7）×10-3μm2之间，实验所用岩心润湿性均为水湿。对所选岩心，用1：3的酒精+苯抽提，待岩心中的有机溶剂挥发后，在恒温箱内（110 ℃）烘干；用游标卡尺测量岩心的直径、长度。岩心夹持器的围压为 2MPa。低渗油藏岩心渗透率采用常规圆柱形岩心夹持器驱替系统测试。测试流程如图 1。岩心气测渗透率率比较低，其渗流过程偏离了达西定律。当压力梯度比较高时，压力梯度与渗流速度呈线性关系；随着压力梯度的逐渐降低，呈现非线性规律。这一现象与阎庆来等人[7]研究的单相水驱实验结果相一致。
表1 天然岩心基本参数
Table.1parameters of natural cores

二、启动压力梯度实验研究

实验分别用活性水、地层水测量了实验室十块典型特低渗天然岩心的启动压力梯度，实验温度保持在25℃，实验室采用稳态“压差—流量”法室内驱替试验测量，采用毛细管（精度：0.001 ml）计量微流量。流体参数如表2。活性水渗流曲线呈现以下特征：由于岩心渗透率比较低，流体渗流过程偏离了达西定律。压力梯度较高时，压力梯度与渗流速度呈线性关系；随着压力梯度的逐渐降低，渗流速度逐渐偏离直线。活性水驱天然岩心渗流实验的典型实验结果如图2。虽然活性水中添加表面活性剂， 降低了固-液界面张力等附加渗流阻力，但仍表现出明显的非达西渗流特征。
表2 实验流体数据
图1活性水压力梯度与渗流速度关系图
实验用上述同样的实验方法来进行地层水驱替天然岩心实验。 其结果与活性水类似： 较低压力梯度下，地层水渗流规律符合达西定律。经过对十块岩芯的实验结果数据如下表3。
表3 实验岩样不同流体启动压力梯度的实验结果
将拟启动压力梯度与岩心渗透率绘制在直角坐标下，G=2×10-4 K-0.972 7，相关系数为：R2=0.9727，如图 2，可以看出：活性水的拟启动压力梯度与渗透率呈幂函数关系。启动压力梯度与渗透率呈负相关关系。因此，低渗、特低渗储层的启动压力梯逐渐增大，渗流阻力进一步增大。
图2启动压力与渗透率关系
三、结论
1.特低渗透岩心活性水、地层水驱替均存在非达西渗流现象和启动压力梯度，且启动压力梯度与岩心渗透率呈幂函数关系。
2.活性水测启动压力梯度小于地层水测启动压力梯度。因此，油田注活性水有利于降低水井注入压力，增加注入量，提高低渗储层开发效果。
参考文献
李道品.低渗透砂岩油田开发[M].北京：石油工业出版社，1997： 158-162.
Swartzendruber D. Non-Darcy flow behior in liquid saturated porous media. J.Geophysics. Res.， 1962， 67（3）： 5205-5213.
[3]黄延章.低渗透油层渗流机理[M].北京：石油工业出版社，1998：94-95.