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油气地质与采收率2024年第01期:基于水平集方法的页岩孔隙尺度微观自发渗吸模拟研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:韩啸;宋兆杰;李培宇;邓森;宋宜磊;张云飞;曹长霄;杨志成;吴嘉鹏;

单位:中国石油大学(北京)非常规油气科学技术研究院;中国石油大庆油田有限责任公司勘探开发研究院;中海石油有限公司天津分公司;中国石油集团测井有限公司国际公司;

摘要:为阐明压裂液在页岩复杂孔隙空间自发渗吸的内在机制及主控因素,利用扫描电镜技术对目标页岩油区块的岩心孔隙结构进行精细表征,进一步构建该岩心孔隙尺度的微观数值模型。在此基础上,开展裂缝-基质系统自发渗吸研究,利用Navier-Stokes(N-S)方程与水平集方法相耦合追踪油水界面,从而明确油水两相流动特征,评价润湿性、油水黏度比和界面张力影响下的自发渗吸效率。研究结果表明:页岩中相互沟通的大、小孔隙,在毛细管力作用下形成了复杂的微观驱替单元。岩石润湿性为水湿时,水相优先从裂缝进入小孔隙,将大孔隙中油相驱出至裂缝,且基质孔隙内的原油动用范围较大,自发渗吸效率较高。随着岩石润湿性变为油湿,自发渗吸过程中小孔隙内原油无法动用,水相从大孔隙进入,将原油从其他大孔隙内驱出,自发渗吸效率较低,基质孔隙内的原油动用范围较小。自发渗吸初期的渗吸速率较快,随着渗吸时间延长逐渐变缓。页岩水湿性越强、油水黏度比越小、油水界面张力越大,则自发渗吸基质孔隙原油的动用范围越大,累积自发渗吸效率可超过15%。

关键词:页岩储层;;水平集方法;;孔隙尺度;;自发渗吸;;油水两相流;;渗吸效率

基金资助:国家自然科学基金项目“页岩油储层纳微米孔喉中油-CO2-水多元体系相行为与流动机制研究”(52074319);; 黑龙江省“揭榜挂帅”科技攻关项目“古龙页岩油提高采收率关键问题研究”(DQYT-2022-JS-761);; 中国石油大学(北京)科研基金资助项目“页岩油提高采收率机理与参数优化研究”(2462021QNXZ008)