【正文】 后分析水質(zhì)控制指的變化帶來(lái)的注水井吸水能力的變化 ,預(yù)測(cè)注水井的傷害半徑以及吸水能力變化的半衰期。由此確定注水井洗井或增注措施的頻度 ,確定增注措施的規(guī)模并預(yù)測(cè)增注措施的效果和有效期 ,評(píng)價(jià)由此帶來(lái)的增注費(fèi)用的變化。最后利用技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法 ,決策最優(yōu)方案。 油水相對(duì)滲透率曲線 曲線繪制方法： 計(jì)算分流量曲線 【公式】 根據(jù)達(dá)西定律，當(dāng)油水兩相同時(shí)流過(guò)油藏內(nèi)某一地層的橫 截面時(shí)，水相占整個(gè)產(chǎn)液量的百分?jǐn)?shù)稱為水的分流量或含水百分?jǐn)?shù)，用 fw 表示。在一維條件下，忽略毛細(xì)管力和重力的作用，其公式如下： ??????ok rwwk ro11Q wQ oQ wf w () 又由于油水兩相相對(duì)滲透率的比值常表示為含水飽和度的函數(shù)，即： e s wbak rwk ro ??? () ????????????owe s wba11owk rwk ro11f w () ()式稱為水相的分流量公式。根據(jù)此式繪制的 fw～ Sw 關(guān)系曲線，稱為水相的分流量曲線。繪制分流量曲線時(shí)，先根據(jù)實(shí)驗(yàn)室中得出的油水相對(duì)滲透率數(shù)據(jù)，由 ()式回歸出系數(shù) a， b，然后根據(jù) ()式繪制不同含水飽和度 sw 下的含水 fw，或直接利用 ()式繪制 36 曲線 (圖 311)。 圖 311 分流量曲線 【說(shuō)明】 嚴(yán)格地講，以上 求得的水相分流量曲線，應(yīng)為地層水的體積分流量曲線，為了求得地面水的質(zhì)量分流量曲線，應(yīng)把地層水的體積分流量曲線換算為地面水的質(zhì)量分流量曲線，換算公式為： ? ?e s wbaB ooow11k rwk roB ooow11Q wB ooQ oQ ws wf w???????????????????? () 式中： γ o：地面原油相對(duì)密度； Bo：地層原油體積系數(shù)。 當(dāng)γ o/Bo→ 1時(shí)， ()和 ()式計(jì)算結(jié)果相差不大，可滿足實(shí)際的需要。在實(shí)際工作中，一般用 ()式求分流量曲線。 油氣相對(duì)滲透率曲線 根據(jù) 驅(qū)油實(shí)驗(yàn)，計(jì)算出 油 氣相對(duì)滲透率曲線。 從油氣相對(duì)滲透 率曲線 （圖 5） 可以看出：在同樣的條件下， CO2驅(qū)的曲線中的兩相共滲區(qū)最大，殘余油飽和度最小，等滲點(diǎn)氣體飽和度最大，端點(diǎn)滲透率最小；其次為天然氣驅(qū)；氮?dú)怛?qū)的兩相共滲區(qū)最小，等滲點(diǎn)氣體飽和度最小，等滲點(diǎn)靠近左側(cè)，端點(diǎn)滲透率最大。 對(duì)于同一氣體，隨著注入壓力增加，油氣相對(duì)滲透率曲線中兩相共滲區(qū)范圍增大，最大氣飽和度越大，殘余油飽和度越小，等滲點(diǎn)氣相飽和度增加，即等滲點(diǎn)向右移動(dòng) （圖 6） 。 圖4 氣油相對(duì)滲透率曲線010 S gKro/KrgNGN2 37 圖3 氣油相對(duì)滲透率曲線010 S gKro/KrgCO2NG 啟動(dòng)壓力梯度與滲透率關(guān)系 水相啟動(dòng)壓力測(cè)定巖心基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表 表 水相啟動(dòng)壓力梯度測(cè)定 井號(hào) 巖心號(hào) 長(zhǎng)度 /cm 直徑 /cm 滲透率 /103μm2 孔隙度 % XX 91 92 93 AA 81 82 83 表 91 啟動(dòng)壓力梯度數(shù)據(jù)表 壓力梯度 MPa/m 流速 m/d 啟動(dòng)壓力梯度 圖5 C O 2 油相對(duì)滲透率曲線010 S gKro/Krg圖 6 CO2油相對(duì)滲透率 38 圖 xx1 啟動(dòng)壓力梯度曲線圖 表 啟動(dòng)壓力梯度數(shù)據(jù)表 壓力梯度 MPa/m 流速 m/d 啟動(dòng)壓力梯度 MPa/m 圖 xx2 啟動(dòng)壓力梯度曲線圖 表 xx3 啟動(dòng)壓力梯度數(shù)據(jù)表 壓力梯度 MPa/m 流速 m/d 39 啟動(dòng)壓力梯度 MPa/m 圖 xx3 啟動(dòng)壓力梯度曲線圖 表 xx1 啟動(dòng)壓力梯度數(shù)據(jù)表 壓力梯度 MPa/m 流速 m/d 啟動(dòng)壓力梯度 MPa/m 40 圖 xx1 啟動(dòng)壓力梯度曲線圖 表 xx2 啟動(dòng)壓力梯度數(shù)據(jù)表 壓力梯度 MPa/m 流速 m/d 啟動(dòng)壓力梯度 MPa/m 圖 xx2 啟動(dòng)壓力梯度曲線圖 41 表 xx3 啟動(dòng)壓力梯度數(shù)據(jù)表 壓力梯度 MPa/m 流速 m/d 啟動(dòng)壓力梯度 MPa/m 圖 xx3 啟動(dòng)壓力梯度曲線圖 毛細(xì)管壓力曲線 油田儲(chǔ)層巖心毛管壓力實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表 井號(hào) 層位 深度 m 孔隙度 ％ 滲透率103um 平均孔喉半徑um 最大孔喉半徑um 變異系數(shù) 標(biāo)準(zhǔn)偏差 均值系數(shù) 汞 50%時(shí)孔喉半徑 um 壓汞法基本原理及應(yīng)用 一、基本原理 由于表面張力的作用，任何彎曲液面都存在毛細(xì)管壓力。其方向總是指 向非潤(rùn)濕相的一方。儲(chǔ)油巖石的孔隙系統(tǒng)由無(wú)數(shù)大小不等的孔隙組成，其間被一個(gè)或數(shù)個(gè)喉道所連結(jié)，構(gòu)成復(fù)雜的孔隙網(wǎng)絡(luò)。對(duì)于一定流體，一定半徑的孔隙喉道具 42 有一定的毛管壓力。在驅(qū)替過(guò)程中，只有當(dāng)外加壓力（非潤(rùn)濕相壓力）等于或者超過(guò)喉道的毛管壓力時(shí)，非潤(rùn)濕相才能通過(guò)喉道進(jìn)入孔隙，將潤(rùn)濕相從其中排出。此時(shí)，外加壓力就相當(dāng)于喉道的毛細(xì)管力。 毛細(xì)管壓力是飽和度的函數(shù)，隨著壓力升高，非潤(rùn)濕相飽和度增大，潤(rùn)濕相飽和度降低。在排驅(qū)過(guò)程中起控制作用的是喉道的大小，而不是孔隙。一旦排驅(qū)壓力克服喉道的毛細(xì)管壓力，非潤(rùn)濕相即可進(jìn)入孔隙。 在一定壓力下非潤(rùn)濕相能夠進(jìn)入的喉道的大小是很分散的，只要等于及大于該壓力所對(duì)應(yīng)的喉道均可以進(jìn)入，至于孔隙，非潤(rùn)濕相能夠進(jìn)入與否，則完全取決于連結(jié)它的喉道。 以上是毛細(xì)管壓力曲線分析的基礎(chǔ)。 壓汞法又稱水銀注入法，水銀對(duì)巖石是一種非潤(rùn)濕相流體，通過(guò)施加壓力使水銀克服巖石孔隙喉道的毛細(xì)管阻力而進(jìn)入喉道，從而通過(guò)測(cè)定毛細(xì)管力來(lái)間接測(cè)定巖石的孔隙喉道大小分布，得到一系列互相對(duì)應(yīng)的毛管壓力和飽和度數(shù)據(jù)，以此來(lái)研究油層物理特征。 在壓汞實(shí)驗(yàn)中，連續(xù)地將水銀注入被抽空的巖樣孔隙系統(tǒng)中，注入水銀的每一點(diǎn)壓力就代表一個(gè)相應(yīng)的 孔喉大小下的毛細(xì)管壓力。在這個(gè)壓力下進(jìn)入孔隙系統(tǒng)的水銀量就代表這個(gè)相應(yīng)的孔喉大小所連通的孔隙體積。隨著注入壓力的不斷增加，水銀不斷進(jìn)入更小的孔隙喉道，在每一個(gè)壓力點(diǎn)，當(dāng)巖樣達(dá)到毛細(xì)管壓力平衡時(shí)，同時(shí)記錄注入壓力（毛細(xì)管力）和注入巖樣的水銀量，用縱坐標(biāo)表示毛管壓力 pc,橫坐標(biāo)表示潤(rùn)濕相或非潤(rùn)濕相飽和度，作毛管壓力與飽和度關(guān)系曲線— 毛管壓力曲線，該曲線表示毛管壓力與飽和度之間的實(shí)測(cè)函數(shù)關(guān)系。 通常把非潤(rùn)濕相排驅(qū)潤(rùn)濕相稱為驅(qū)替過(guò)程，而把潤(rùn)濕相排驅(qū)非潤(rùn)濕相的反過(guò)程稱之為吸入過(guò)程。在毛細(xì)管壓力測(cè)量中，加壓用非潤(rùn)濕相排 驅(qū)巖芯中的潤(rùn)濕相屬于驅(qū)替過(guò)程，所得毛管壓力與飽和度關(guān)系曲線稱之為驅(qū)替毛管壓力曲線，降壓用潤(rùn)濕相排驅(qū)非潤(rùn)濕相屬于吸入過(guò)程，所得毛管壓力與飽和度關(guān)系曲線稱之為吸入毛管壓力曲線，在壓汞法中，通常把驅(qū)替叫注入，把吸入叫退出。 壓汞法的最大優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量特別方便、速度快，測(cè)量范圍大，測(cè)一個(gè)樣品僅需12 小時(shí)，此外壓汞法對(duì)樣品的形狀、大小要求不嚴(yán)，甚至可以測(cè)量巖屑的毛細(xì)管壓力。但壓汞法也有很多缺點(diǎn)，例如非潤(rùn)濕相用水銀，水銀又是在真空條件下壓入的，這與油層實(shí)際情況差別較大，并且水銀有毒，操作不安全。 二、應(yīng)用 1．確定油藏原 始含油飽和度 當(dāng)壓力達(dá)到一定高度后，壓力再繼續(xù)升高，非潤(rùn)濕相飽和度增加很小或不在增加，毛管壓力曲線與縱軸近乎平行，此時(shí)巖樣中的剩余潤(rùn)濕相飽和度，一般認(rèn)為相當(dāng)于油層巖石的束縛水飽和度 Swi，而此時(shí)的非潤(rùn)濕相飽和度即為油藏原始含油飽和度 So。 43 2．確定殘余油飽和度 在注入過(guò)程中，壓力從零到最高壓力，潤(rùn)濕相飽和度從 100%降到最小值Smin，而非潤(rùn)濕相飽和度從 0 到最大值 Smax。在退出過(guò)程中，壓力從最高值降到零，但非潤(rùn)濕相 — 水銀并不完全退出，部分水銀因毛管壓力作用而殘留巖石，非潤(rùn)濕相（水銀）在退出時(shí)所殘余的飽和度 （ SR），可視為殘余油飽和度。 3．確定油藏巖石潤(rùn)濕性 將一塊巖芯分為兩半，一塊作油驅(qū)水，另一塊作空氣驅(qū)油，分別測(cè)出兩條毛管壓力曲線，并求出兩曲線的排驅(qū)壓力 Pd(wo),和 Pd(og)。用 ?wo、 ?og、?wo、 ?0g 分別表示油 — 水和油 — 空氣系統(tǒng)的接觸角和表面張力。由于油和空氣相比巖石親油，故可取 ?og=0゜， cos?og=1。根據(jù)公式 pc=2? cos? /r,可以寫出如下的比例式： W=cos?wo/cos?og=(Pd(wo)?og)/(Pd(og)?wo) () 比值 cos?wo/ cos?og 稱為潤(rùn)濕指數(shù)。由于 cos?og=1，所以，潤(rùn)濕指數(shù)越大，巖石越偏向親水。若 W=1，巖石完全親水； W=0，即 Pd(wo)=0，說(shuō)明油可以自動(dòng)吸入巖石，巖石為親油。 應(yīng)當(dāng)指出的是，由于 pc=2? cos? /r 形式是定性地應(yīng)用于油層，所以 , W=cos?wo/ cos?og = (Pd(wo) ? og)/ (Pd(og) ? wo)公 式形式上是定量的，實(shí)際上仍只能是定性地估計(jì)油層的潤(rùn)濕性。這種確定油層潤(rùn)濕性的方法沒(méi)有得到廣泛應(yīng)用。 4．確定低滲透砂巖油藏有效厚度的物性下限 曲志浩根據(jù)伯格（ Berg,.RR.,1975）論述的油氣藏二次運(yùn)移具有水動(dòng)力影響的基本公式，提出了孔隙喉道的含油下限，孔隙喉道的含油下限半徑應(yīng)為： rtmin=2?/(2?/rp+Zotg(?w?h)) () 式中： rtmin ：油藏最小含油喉道半徑； Zot：油藏最大含油高 度。 油藏最小含油喉道半徑 rtmin 即為在給定條件下，油氣可以通過(guò)的最小喉道半徑。這一數(shù)值只有在油藏頂部才能達(dá)到。從頂部向下，隨著油柱高度的的降低，浮力越來(lái)越小，而石油所能進(jìn)入的最小喉道則越來(lái)越大。若 Zot 值取油藏高度的二分之一，則所得的喉道半徑稱之為油藏最小含油喉道半徑中值，以 ?rtmin 表示，它代表油藏的一般最小含油喉道半徑值。也即為低滲透砂巖油藏應(yīng)用孔喉半徑中值 R50 劃分有效厚度的物性下限值。 確定低滲透砂巖油藏有效厚度的物性下限時(shí)，若低滲透砂巖孔喉半徑中值R50?rtmin，砂巖為儲(chǔ)集層；砂巖孔喉 半徑中值 R50?rtmin，砂巖為非儲(chǔ)層。 5．確定油水界面以上的油層高度 44 利用以下公式可計(jì)算勘探階段油藏油水界面以上的油層高度 : Z0=2?(1/rt’ – 1/rp’)/g( ?w– ?h) () 式中 : Z0：油水界面以上的油層高度， cm。 ?：油 — 水的界面張力 ,達(dá)因 /厘米 rt’ ：驅(qū)替壓力較高的儲(chǔ)集巖所對(duì)應(yīng)的喉道半徑， cm。 rp’ ：儲(chǔ)集巖的平均孔喉半徑， cm。 g：重力加速度， cm/s2。 ?w：地層水密度， g/cm3。 ?h：地層油密度， g/cm3。 6．評(píng)價(jià)外來(lái)流體對(duì)油層的損害及油層保護(hù)措施 外來(lái)流體對(duì)油層的損害包括外來(lái)流體中水的礦化度低引起油氣儲(chǔ)層粘土礦物的水化、膨脹、分散、脫落、運(yùn)移，以及外來(lái)流體造成的微粒遷移，減小了儲(chǔ)層的孔隙通道。從而對(duì)油層造成損害。 在儲(chǔ)層條件下，粘土礦物通過(guò)陽(yáng)離子交換作用可與任何天然儲(chǔ)層流體達(dá)到平衡。但是，在鉆井或注水開采過(guò)程中，外來(lái)液體會(huì)改變孔隙流體的性質(zhì)并破壞平衡。當(dāng)外來(lái)液體的礦化度低（如注淡水）時(shí)，可膨脹的粘土便發(fā)生水化、膨脹，并可進(jìn)一步分散、脫落并遷移，從而減小甚至堵塞孔隙 喉道，特別是細(xì)小的喉道對(duì)即使不大的膨脹性也很敏感，使?jié)B透率降低，造成油層損害。通過(guò)遭受損害前的（油基泥漿、注水前）巖芯與遭受損害后（水基泥漿、注水后）巖芯