贾敏效应对开发效果的影响课件.ppt

1、贾敏效应对开发效果的影响1ContentsContents简单介绍简单介绍贾敏效应对低渗油贾敏效应对低渗油层开发效果的影响层开发效果的影响解决措施解决措施2第一部分第一部分简单介绍简单介绍3什么是贾敏效应（Jamin Effect）一种阻力效应。油中气泡或者水中的油滴由于界面张力而力图保持成球形。当这些气泡或者油滴通过细小的孔隙喉道时，由于孔道和喉道的半径差使得气泡或油滴两端的弧面毛管力表现为阻力，若要通过半径较小的喉道必须拉长并改变形状，这种变形将消耗一部分能量，从而减缓气泡或油滴运动，增加额外的阻力，这种现象称为贾敏效应。4 贾敏效应的计算如图所示，珠泡在孔隙喉道处遇阻，欲通过喉道，则需克

2、服珠泡变形带来的阻力Pc。r:毛细管半径；R1、R2:大小曲液面的曲率半径；P 2:曲液面内的压力；P1:孔内压力(泡前压力)；P3:孔外压力(泡后压力)将上两式相减，得：Pc=这就是贾敏效应的计算公式，孔喉内外压力差至少达到Pc时气泡或液珠才能通过孔喉，否则就会被堵住。5贾敏效应的性质不管地层的润湿性如何，贾敏效应始终是阻力效应。若贾敏效应发生在亲水地层中，则发生在气泡或液珠通过孔喉之前。若贾敏效应发生在亲油地层中，则发生在气泡或液珠通过孔喉之后。另外贾敏效应是可以叠加的，总的贾敏效应是流动通道上各个孔喉贾敏效应的加和。6贾敏效应的主要影响因素 1.孔渗性：贾敏效应与岩石渗透率有密切的关系，

3、因此影响到渗透率的因素一般也会影响到贾敏效应。（1）储层非匀质性越严重，渗透率越低，贾敏效应越突出；（2）由 知，孔隙度减小，孔喉半径减小，迂曲度增大，都会导致岩石渗透率减小，使贾敏效应增强。2.界面张力：加入表面活性剂可以减小油水界面张力，减小贾敏效应带来的毛管阻力Pc。贾敏效应的有利方面及其应用1.为防止泥浆失水，采用混油泥浆；2.防止水层向油层渗入，选用有泡沫或液珠的堵水剂选择性封堵地层。贾敏效应对高渗地层开发效果的影响很小，因此我们重点研究贾敏效应对低渗地层开发效果的影响。第二部分第二部分贾敏效应对低渗透油贾敏效应对低渗透油层开发效果的影响层开发效果的影响9图图1 水驱油入口压力与油驱

4、水入口压力关系曲线水驱油入口压力与油驱水入口压力关系曲线贾敏效应对低渗透油层开发效果的影响贾敏效应对低渗透油层开发效果的影响10 分析整理我国分析整理我国4 4个油田低渗透油层个油田低渗透油层(鄯善油田鄯善油田三间房组油层、安塞油田王窑区长三间房组油层、安塞油田王窑区长6 6油层、科尔康油层、科尔康油田白油田白2 2块沙海组下段及五号桩油田沙三块沙海组下段及五号桩油田沙三下下油组油组)的的真实微观模型实验真实微观模型实验观察结果观察结果,模型的水驱油排模型的水驱油排驱压力普遍大于油驱水排驱压力驱压力普遍大于油驱水排驱压力(见图见图1)1)。理论上讲理论上讲,岩石亲水或偏亲水的情况下，油驱岩石亲

5、水或偏亲水的情况下，油驱水（排驱过程）所需压力应当大于水驱油（吸入水（排驱过程）所需压力应当大于水驱油（吸入过程）所需压力。油驱水过程，油需要克服油水过程）所需压力。油驱水过程，油需要克服油水界面上的毛细管阻力才能进入岩石驱水；而水驱界面上的毛细管阻力才能进入岩石驱水；而水驱油过程是吸入过程，水可以被岩石孔隙自发吸入油过程是吸入过程，水可以被岩石孔隙自发吸入而驱油。但图而驱油。但图1 1 所标的实验结果却恰恰相反。我所标的实验结果却恰恰相反。我认为认为,发生这种反常现象的原因可以用贾敏效应来发生这种反常现象的原因可以用贾敏效应来解释。解释。贾敏效应对低渗透油层开发效果的影响贾敏效应对低渗透油层

6、开发效果的影响11贾敏效应对低渗透地层开发效果的影响贾敏效应对低渗透地层开发效果的影响 在大量实验中观察到在大量实验中观察到,在在油驱水油驱水过程中过程中,特别是油驱水过程的初期特别是油驱水过程的初期,运运动的油柱多是连续的动的油柱多是连续的,即便发生油柱即便发生油柱卡断现象卡断现象,产生的油柱产生的油柱(气泡气泡)也会很也会很快聚并快聚并,此时不存在贾敏效应或贾敏此时不存在贾敏效应或贾敏效应很弱效应很弱,油驱水排驱压力基本上接油驱水排驱压力基本上接近实际压力近实际压力,但在但在水驱油水驱油过程中过程中,特别特别是孔隙介质中含油饱和度很低时是孔隙介质中含油饱和度很低时,连连续油柱常被卡断续油柱

7、常被卡断,产生大量分散油珠产生大量分散油珠,此时贾敏效应大大增加了水驱油所需此时贾敏效应大大增加了水驱油所需要的压力要的压力,是增大孔隙介质中渗流阻是增大孔隙介质中渗流阻力的不可忽略的影响因素。力的不可忽略的影响因素。12层开发效果的影响层开发效果的影响 贾敏效应对低渗油贾敏效应对低渗油 上述上述4 4个油田的油个油田的油层越低，水驱油和油层越低，水驱油和油驱水入口压力之比越驱水入口压力之比越大大,说明贾敏效应越突说明贾敏效应越突出，表明贾敏效应与出，表明贾敏效应与岩石物性有明显关系岩石物性有明显关系13 由图由图2 2可见，上述可见，上述4 4个油田的油层越低，水驱油和个油田的油层越低，水驱

8、油和油驱水入口压力之比越大油驱水入口压力之比越大,说明贾敏效应越突出，表说明贾敏效应越突出，表明明贾敏效应与岩石物性有明显关系贾敏效应与岩石物性有明显关系。另外，由表。另外，由表1 1可可以看出以看出:上述上述4 4 个油田的油层虽然同属低渗透油藏个油田的油层虽然同属低渗透油藏,但但贾敏效应在不同油田贾敏效应在不同油田(区块区块)储集层中的表现有差异储集层中的表现有差异。鄯善油田储集层物性相对较好。鄯善油田储集层物性相对较好(平均喉道半径及渗平均喉道半径及渗透率相对较高透率相对较高),),其它其它3 3 个油田储集层物性则相对较个油田储集层物性则相对较差差,因此虽然因此虽然4 4 个油田个油田

9、(区块区块)储集层中贾敏效应的影储集层中贾敏效应的影响均随渗透率的增大而降低响均随渗透率的增大而降低,但贾敏效应随渗透率变但贾敏效应随渗透率变化的幅度鄯善油田三间房组储集层中较小化的幅度鄯善油田三间房组储集层中较小,而在其它而在其它3 3 个油田个油田(区块区块)储集层中变化幅度较大储集层中变化幅度较大,也说明贾敏也说明贾敏效应与储集层物性关系密切。由于安塞油田属于特低效应与储集层物性关系密切。由于安塞油田属于特低渗透油田渗透油田,在在4 4 个油田个油田(区块区块)中物性最差中物性最差,因此水驱因此水驱油和油驱水入口压力比普遍偏高油和油驱水入口压力比普遍偏高,部分样品的水驱油部分样品的水驱油

10、入口压力比油驱水入口压力高入口压力比油驱水入口压力高2 23 3 倍倍(鄯善油田三间鄯善油田三间房组油层大部分模型实验的水驱油入口压力比油驱水房组油层大部分模型实验的水驱油入口压力比油驱水的入口压力高的入口压力高1 1 倍左右倍左右),),足见低渗透油层贾敏效应足见低渗透油层贾敏效应十分突出。十分突出。贾敏效应对低渗透油层开发效果的影响贾敏效应对低渗透油层开发效果的影响14 在低渗透油田实际注水开发过程中,随着油井含水上升,含油饱和度逐渐降低,大量油珠产生的贾敏效应会给低渗透油藏水驱油过程造成很大阻力,不仅会使大量的油滴被捕集成为残余油,而且可能会“锁死”已形成的水驱油通道,并且储集层渗透率越

11、低,贾敏效应的影响越突出。水驱开发中产生贾敏效应是低渗透油田开发过程中普遍存在的问题，并且成为水驱过程中影响原油采收率的一个重要因素，严重时导致油井减产甚至停产。贾敏效应对低渗透地层开发效果的影响贾敏效应对低渗透地层开发效果的影响15第三部分第三部分减弱贾敏效应的方法减弱贾敏效应的方法16 消除贾敏效应在目前技术条件下很消除贾敏效应在目前技术条件下很难实现，因此，尽可能预防或减弱贾敏难实现，因此，尽可能预防或减弱贾敏效应是特低渗透油田高效开发的有效途效应是特低渗透油田高效开发的有效途径。径。通过对贾敏效应机理分析可知，可通过对贾敏效应机理分析可知，可通过通过增大注采压差增大注采压差和和减小油水

12、界面张减小油水界面张力力这两种方式来减弱贾敏效应这两种方式来减弱贾敏效应17增大注采压差减缓贾敏效应增大注采压差减缓贾敏效应根据王瑞飞博士等对贾敏效应的研究，只有通过根据王瑞飞博士等对贾敏效应的研究，只有通过提高注采系统注水压力使压力梯度达到提高注采系统注水压力使压力梯度达到107107的数量级的数量级才可以在才可以在一定程度一定程度上削弱贾敏效应上削弱贾敏效应，但在实际油田注水开发中，一些卡断的油滴，但在实际油田注水开发中，一些卡断的油滴根根本本无法用常规水驱技术采出（这就是低渗透油田无法用常规水驱技术采出（这就是低渗透油田开发中常见早期产量高，油井见水后产量和液量开发中常见早期产量高，油井

13、见水后产量和液量均下降的主要原因），且无论如何加大注入压力均下降的主要原因），且无论如何加大注入压力也不会使产量和液量提高。储层岩石的破裂压力也不会使产量和液量提高。储层岩石的破裂压力（一般为（一般为10MPa10MPa数量级）和裂缝开启压力均小于数量级）和裂缝开启压力均小于油滴贾敏效应所产生的附加阻力，过高的注入压油滴贾敏效应所产生的附加阻力，过高的注入压力往往会导致水窜，说明通过增大注采压差不是力往往会导致水窜，说明通过增大注采压差不是一种削弱贾敏效应的合理方式。一种削弱贾敏效应的合理方式。18减小界面张力减缓贾敏效应减小界面张力减缓贾敏效应 为了使通过减小油水界面张力达到削弱贾敏效应的理论成为可以实际应用的技术，必须着重解决以下两个问题：一是选择适应地层流体性质的驱油剂，较大幅度地降低油水表面张力；二是优选出的驱油剂效果能通过实验室验证。往注入水中加入表面活性剂、聚合物和碱的方式可有效地降低油水界面张力，但对于低渗透油藏不适合注入聚合物，故应优选出合适的表面活性剂。P=2P=2（1/R1/R1 1-1/R1/R2 2）19贾敏效应在石油领域十分常见，它是一把双刃剑，既有利又有弊，但对于低渗透油层是有害的，因此，对于低渗油藏，我们要尽量减少贾敏效应。2021