水驱后残余油分布成像实验方法研究

水驱后残余油分布成像实验方法研究院系哈尔滨石油学院专业石油工程系导师马文国学生谢晓岳学号201101140108摘要本分主要针对水驱后地下油层岩心的残余油成像做研究。通过核磁共振成像技术、CT成像技术、电镜扫面成像和荧光分析法来对水驱后残余油在岩心中的分布成像方法做研究。首先对水驱对储层的影响作分析，随后阐述残余油的概念了解区分什么是残余油，并对残余油的分布做研究，大致分为油藏数值模拟法和微观数值模拟法。然后对核磁共振技术成像、CT成像、电镜扫描成像和荧光分析法这四种成像方法做研究。了解每种成像方法的原理和适用性。紧接着进行实验，通过实验过程的研究和对呈现结果的分析来找出最佳的实验方案。实验表明，应用核磁共振技术模拟驱替过程中岩心内残余油的分布变化，并结合荧光分析法对岩心残余油分布进行成像，能够形象准确的反映出水驱过程和水驱后残余油的分布。关键词:残余油；CT成像；荧光分析；水驱；核磁共振技术成像AbstractThisresearchmainlyforresidualoilreservoircoreimagingafterwaterflooding.Theimagingmethodofresidualoilintherockafterwaterfloodingisstudiedbynuclearmagneticresonanceimaging,CTimagingandfluorescenceanalysis..Firstonthewaterfloodingeffectonreservoiranalysis,thenexplainstheconceptofresidualoillearntodistinguishbetweenwhatistheresidualoil,anddoresearchonresidualoildistributionanddividedforreservoirnumericalsimulationmethodandmicroscopicnumericalsimulationmethod.Then,fourimagingmethods,suchasmagneticresonanceimaging,CTimaging,electronmicroscopyimagingandfluorescenceanalysis,werestudied.Tounderstandtheprincipleandapplicabilityofeachimagingmethod.Theexperimentwascarriedout,andtheresultswereanalyzedtofindthebestexperimentalplan.Experimentalresultsshowthattheapplicationofnuclearmagneticresonance(NMR)simulationdisplacementprocessinthecoreofresidualoildistributionchanges,andcombinedwithfluorescenceanalysisimagingthedistributionoftheresidualoilinthecore,toimageaccuratelyreflectthewaterfloodingprocessofwaterdisplacementandresidualoildistribution.Keywords:Residualoil;CTimaging;fluorescenceanalysis;waterflooding;MagneticresanonceimagingI目录第1章前言....................................................................................................................11.1引言........................................................................................................................11.2概述........................................................................................................................1第2章水驱影响与残余油分布研究............................................................................22.1水驱对储层的影响................................................................................................22.2残余油的概念界定及详细分类............................................................................22.3残余油分布研究....................................................................................................42.4微观模拟模型........................................................................................................5第3章实验的准备及实验原理....................................................................................93.1实验岩心规格........................................................................................................93.2实验设备................................................................................................................93.3实验药品................................................................................................................93.4利用核磁共振技术成像研究水驱后残余油分布的实验原理............................93.5利用CT成像技术研究水驱后残余油分布成像的实验原理...........................113.6利用荧光分析法成像分析残余油分布的实验原理..........................................133.7利用电镜扫描成像分析水驱后残余油分布的实验原理..................................14第4章实验部分..........................................................................................................164.1用核磁共振成像技术观察水驱后岩心中残余油的分布..................................164.2用CT成像技术观察模拟水驱过程中岩心的变化...........................................164.3利用电镜扫描成像法分析岩心中残余油的分布..............................................174.4利用荧光分析法成像分析水驱后岩心中残余油的分布..................................17第5章实验分析..........................................................................................................185.1分析每个实验的优点与不足..............................................................................18II结论..............................................................................................................................20参考文献........................................................................................................................21致谢..............................................................................................................................221第1章前言1.1引言目前，我国的油田开发已进入了新的开采阶段，随着油田开采时间的增加，油井含水率不断上升，产油量也逐渐下降。为了进一步保持石油开采速度和提高采收率，我们需要对注水开采过程中与注水开采后储层岩石残余油的分布进行分析，残余油的成像也就成了重点。本文就是通过对几种不同的成像方法进行对比研究的。1.2概述本文通过讲述水驱过程和现在残余油分布的研究理论入手，通过对水驱对储层的影响和残余油的概念、分类、分布、微观模拟研究的学习，进行试验方法研究的。对比核磁共振成像技术、CT成像技术、电镜扫描成像技术和荧光分析法对水驱后储层岩心中残余油的分布进行成像研究，水驱过程中各阶段的岩心成像分析用核磁共振成像和CT成像进行成像，用扫描电镜和荧光分析法对最终水驱后的岩心进行成像观察残余油的分布。通过对比试验中各种方法的优点也缺点找出更适合的水驱后残余油分布的成像方法。2第2章水驱影响与残余油分布研究2.1水驱对储层的影响水驱过程中储层孔隙结构的变化：储集层流体存储于岩石颗粒之间的孔隙喉道（裂缝)系统中。水和油的交换就是在系统中连通部分进行的。中喉道的大小决定了渗流能力的大小这种复杂的网络状孔隙空间系统具有着大小不一形状相异的孔隙喉道或缝洞并由它们串联或并联交织的特点在一起的特点。因此这种复杂的孔隙空间结构是影响水驱油效率和渗流规律的重要因素之一。注水的目的就是为了增加地层压力从而实现增加产量的目的要想获得较高的采收率就必享弄清楚储层微观孔隙结构与水驱油效率的紧密联系，研究分析长期注水对油层孔隙结的影响对今如何定相措施，对提高采收率着䟽要的指导作用。水驱过程中储层渗透率的变化：根据渗流力学的达西定律，对于物性各异的储层，在相同的注水条件下高渗透的地层所具有的流动阻力小，因此注入水首先沿高渗透带突进，地层微粒和粘土矿物膨胀、剥落并迁移使孔喉半径增加，水驱后储层孔喉半径增加，形成大孔道，并引起孔隙度、渗透率增加；而低渗段粘土矿物发生水化、膨胀，因为渗透阻力大，低渗段更容易发生储层的速敏反应，颗粒运移移困难；此时由于被溶蚀的粘土矿物和颗粒微粒易发生运移，