油水相对渗透率是油气田开发中评价储层流体流动能力的关键参数,直接决定了油井产能、注水开发效果及剩余油分布预测的准确性。在油藏工程中,通过实验测定油水两相相对渗透率曲线,可定量分析不同含水饱和度下油、水的有效流动能力,为开发方案设计、动态分析及提高采收率技术提供科学依据。随着非常规油气资源的开发需求增加,精准的油水相对渗透率数据对优化压裂参数、评估渗流规律尤为重要。
油水相对渗透率检测主要包括以下核心项目:
1. 油水两相相对渗透率曲线:测定不同含水饱和度下油相和水相的相对渗透率比值;
2. 束缚水饱和度(Swi):岩石中不可动水的临界饱和度;
3. 残余油饱和度(Sor):水驱后无法被驱替的残余油量;
4. 端点相对渗透率:单相流动时的最大渗透率值;
5. 非达西效应影响:高流速条件下的渗透率变化特性。
目前主流的检测方法分为三类:
通过维持恒定流速,逐步改变油水比例至平衡状态后测量压差。该方法精度高但耗时长,常用于岩心均质性强、实验周期要求宽松的场景。
采用驱替实验动态拟合相对渗透率曲线,通过监测出口端油水产量与压力变化反演数据。具有效率高、成本低的优势,但对岩心均质性要求较高。
利用离心力模拟不同毛管压力条件下的饱和度分布,结合核磁共振(NMR)技术实时监测饱和度变化。适用于低渗透率岩样及特殊润湿性储层。
国内外主要遵循以下标准体系:
- SY/T 5345-2007《岩石中两相流体相对渗透率测定方法》:中国石油行业标准,规定稳态法和非稳态法的实验流程;
- GB/T 28912-2012《岩石两相相对渗透率测定规范》:明确岩样制备、饱和度控制及数据处理要求;
- API RP 40《Recommended Practices for Core Analysis》:国际通用的岩心分析指南,包含相对渗透率测试的温度、压力及流体配伍性要求。
随着数字岩心技术和微流控技术的发展,基于CT扫描的三维孔隙网络模型仿真已逐步应用于相对渗透率预测。同时,针对页岩油、致密气等非常规储层,高温高压条件下的纳米级渗流实验方法正在成为研究热点。