鄂爾多斯盆地長7油層微觀滲流特征及其影響因素研究——以胡尖山油田安83區為例

李 珊，朱玉雙，張翠萍，茍永俊，周創飛1，

(1.西北大學 大陸動力學國家重點實驗室，陜西 西安 710069;2.西北大學 地質學系，陜西 西安 710069;3.長慶油田分公司第六采油廠，陜西 西安 710018)

隨著盆地勘探程度的不斷提高，近些年鄂爾多斯盆地三疊系延長組長7油層不斷獲得突破，且發現了多個含油富集區。目前關于鄂爾多斯盆長7地層的研究主要停留在烴源巖層面上［1－2］，而對其油層微觀水驅油特征的研究和認識尚少，因此本文通過真實砂巖模型對安83區長7油層微觀水驅油特征及主要的影響因素進行了實驗研究。

1 實驗方法

1.1 真實砂巖模型制作

選用研究區長7儲層代表性天然巖心，經抽提、烘干、切片、磨平等工序之后，粘貼在兩片玻璃之間制作而成的。模型尺寸約為 2.5×2.5 cm2，承受壓力能力為 0.2 MPa。由于其精細的制作技術，它保留了儲層巖石本身的孔隙結構特征、巖石表面物理性質及部分填隙物，使研究結果可信度較其它模型大大增加［3］。

1.2 實驗流體和實驗步驟

實驗用模擬水和模擬油是根據實際地層水的礦化度、離子組成和原油的性質配置而成，為了實驗便于觀察，模擬水中加入少量甲基藍呈藍色，模擬油中加入少了油溶紅，呈紅色。

實驗步驟是模擬油氣進入儲層和注水開發過程進行的。首先將真實砂巖模型抽真空飽和模擬地層水，然后油驅水至束縛水狀態，最后進行水驅油。在油水兩相驅替過程中觀察微觀油水兩相滲流特征、殘余水和殘余油特征，計算原始含油飽和度和水驅油效率。

2 微觀油驅水滲流特征

實驗結果表明，長7油層微觀油驅水過程主要有均勻型和非均勻型，以非均勻驅替為主。本文所謂的均勻型就是驅替相前緣均勻推進，驅替相波及面積大而均勻［4］(見圖1a);非均勻型包括指狀型和網狀型，指狀驅替型指驅替相前緣初期成指狀突進，隨著驅替的進行，指狀突進逐漸變寬，相互之間逐漸連成一片［5］(見圖 1b);網狀型是指驅替相前緣有多個突進，驅替過程中逐漸結成網狀滲流通道，隨著驅替的進行，網狀滲流通道逐漸變小、變密［6］(見圖1c)。長7油層不同的驅替類型最終形成的油水分布有一定的差異(見圖2)，非均勻驅替得到的含油飽和度明顯低于均勻驅替，平均低 16.5%(見表 1)，而且油水分布不均勻。不論是均勻驅替還是非均勻驅替，油驅水后，形成的微觀束縛水主要有繞流、簇狀、孤島狀等形式，非均勻驅替會形成更多的繞流束縛水。

圖1 長7油層微觀驅替類型

圖2 長7油層不同驅替類型形成的繞流束縛水狀態

3 微觀水驅油滲流特征

實驗結果表明(見表2)，水驅油過程中多數模型為非均勻驅替，主要為網狀驅替類型，其次為指狀驅替，均勻驅替類型較少;并且均勻驅替較非均勻驅替平均水驅油效率高14.6%。殘余油類型與孔隙介質的結構及其表面性質有關，也與驅替條件有關［7－8］。鏡下觀察表明，本區殘余油類型主要為繞流形成的不同尺度的簇狀殘余油(見圖3)，其次為盲孔殘余油、膜狀殘余油以及部分串珠狀、孤立狀殘余油等。

表2 長7油層驅替類型與微觀水驅油效率關系

4 影響長7油層微觀水驅油效率的主要因素

4.1 儲層巖石滲透率對水驅油效率的影響

對于大多數儲層來說，儲層滲透率越大，則其最終水驅油效率越高［9］。但是從表3可以看出該區的滲透率和最終驅油效率并未呈現這一規律，分析其原因認為研究區儲層非均質性是影響驅油效率的主要原因。儲層非均質性越強，殘余油越多，驅油效率越低。

表3 長7油層滲透率對水驅油效率的影響

圖3 長7油層微觀水驅油繞流形成的殘余油

4.2 驅替壓力對水驅油效率的影響

鏡下觀察表明，提高驅替壓力后，長7儲層砂巖模型油水分布出現兩個方面的變化，一方面孔隙中油膜厚度減薄，甚至被剝離;另一方面壓力使細小孔道中的殘余油重新參與流動，繞流形成的簇狀殘余油明顯減少，驅油效率明顯增高［10－11］(見圖 4)，本文實驗壓力范圍內微觀水驅油效率隨驅替壓力提高了10%～20%。故在實際注水過程中，控制合適的注采井壓差對提高驅油效率和降低經濟成本十分重要［12］。

圖4 長7油層驅替壓力對微觀水驅油效率的影響

4.3 孔隙結構非均質性對水驅油效率的影響

通過壓汞資料分析了各模型儲層巖石孔隙結構的分選系數，并與其微觀水驅油效率建立了關系。結果表明(見圖5)，儲層巖石孔隙結構分選系數越大，微觀水驅油效率越低，并呈較好的線性關系，表明微觀孔隙結構非均質性對驅油效率的影響較大。

5 結語

1)研究區長7油層油水微觀驅替類型 主要為非均勻驅替，含油飽和度和最終水驅油效率均較低;

2)影響長7油層微觀水驅油效率的主要因素是儲層巖石孔隙結構的均質性和驅替壓力，孔隙結構非均質性越強及驅替壓力越低微觀水驅油效率就越低。

圖5 分選系數與最終驅油效率關系

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