非连续相流体在多孔介质中的驱替机理——从物理模拟到矿场应用

摘要

储层孔隙结构的非均质导致水驱不均,不同大小孔隙(喉)之间形成优势渗流流动.在水驱开发中后期,剩余油高度分散在储层孔渗系统中难以启动,如何对孔隙尺度的水驱优势流动进行抑制的同时又确保不堵塞油流通道,使剩余油被高效采出,是当前提高石油采收率技术基础研究的主要方向.制作孔隙尺度、微观仿真储层孔隙结构的非均质物理模型,开展了连续相驱替流体(聚合物溶液、交联聚合物凝胶)和非连续相驱替流体(微纳米颗粒型聚合物水分散溶液)驱油机理的对比实验.实验表明,作为连续相的传统聚合物溶液依靠粘度无区分地增加大小孔隙中的流动阻力,从而赋予低渗区小孔隙中的剩余油以驱动力,将这些剩余油携带采出,当粘度过大时,甚至难以启动剩余油;颗粒型聚合物分散液作为低粘非连续驱替相流体,其中的聚合物颗粒优先进入大孔隙,暂堵在喉道处并抑制相对大孔隙中的流动,同时注入水转向进入相对的小孔隙,将其中的剩余油活塞式推出,该过程在空间和时间上是不断重复的.本文从流度调整的角度对实验结果进行了分析,认为传统的连续相驱替流体是依靠提升注入水的粘度实现流度的调整,而非连续相驱替流体是通降低注入水的相对渗透率,并相对提高油相渗透率,从而实现对流度的高效调整.