毛細管力在非常規油氣藏開發中的作用及應用

作者：李相方,馮東,張濤,孫政,何敏俠,劉慶,劉文遠,趙文,李靖

摘要：相對于常規油氣藏而言,非常規油氣藏儲層巖石孔喉尺度小、毛細管力作用突出,極大地影響油氣勘探與開發。對于常規油氣藏的研究,通常忽略毛細管力效應,但是對于頁巖油氣與煤層氣等自生自儲的非常規儲層,其納米孔隙發育,潤濕性、毛細管力及其相滲特征的研究還存在難點。通過結合地質成藏理論和開發過程滲流理論,以致密油、煤層氣和頁巖油氣為例,闡明了毛細管力在非常規油氣成藏及開發中的作用及應用。同時,進一步刻畫了油藏原始條件下油水多種分布關系及對應的流體壓力分布特征,借此可以分析評價注水(氣)過程潤濕相與非潤濕相流體滲流機理及非潤濕相的卡斷尺度,為二次采油、三次采油參數設計提供理論依據;通過評價高有機質含量(TOC)的煤層氣儲層,發現其多呈現水濕特征,強極性的水分子與孔隙介質少數極性官能團的結合力要比甲烷與孔隙有機質結合力高幾倍到幾十倍,而潤濕角測量與毛細管力測量均體現了極性與非極性吸引力的作用,因此盡管煤層氣儲層有機質含量遠高于無機質,但是其分子間作用力較弱導致潤濕性更傾向于水濕;區別于煤層氣,頁巖氣儲層無機質體積分數遠大于有機質體積分數,由于無機質孔隙原始條件多為水濕,因此該類儲層多為水濕;頁巖油巖石組成盡管與頁巖氣類似,但是由于油相具有復雜的組成,其中的表面活性物質將會影響儲層的潤濕性,據此影響儲層的毛細管力;由于頁巖油要比頁巖氣流動困難,滲流阻力大,但是頁巖油的油水毛細管力又小于頁巖氣的氣水毛細管力,因此需要對二者量化計算評價。

發文機構：中國石油大學（北京）石油工程教育部重點實驗室 中國礦業大學煤炭資源與安全開采國家重點實驗室

關鍵詞：毛細管力致密油煤層氣頁巖氣頁巖油capillary forcetight oilcoalbed methaneshale gasshale oil

分類號： TE311[石油與天然氣工程—油氣田開發工程]