CN107748124A - 一种建立分散胶颗粒粒径与岩石孔喉尺寸匹配关系的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种建立分散胶颗粒粒径与岩石孔喉尺寸量化匹配关系的方法，包括以下步骤：准备不同渗透率的岩心；配置分散胶颗粒体系，将其膨胀；向岩心注入分散胶颗粒体系，绘制注入压力特征曲线；对注入压力特征曲线进行拟合分析，建立注入压力和注入PV数的函数关系，并将线性函数系数定义为增压系数；通过注入压力特征曲线的分析和拟合，结合产出分散胶的物理性质分析，建立了分散胶在不同渗透率条件下的运移规律和封堵模式；定义三个特征系数α＝d₁₀/d，β＝d₅₀/d，γ＝d₉₀/d，结合增压系数建立了量化的分散胶颗粒粒径与岩石孔喉尺寸的匹配关系。该方法为不同油藏渗透率条件下分散胶颗粒粒径的选择提供理论依据和指导。

Description

一种建立分散胶颗粒粒径与岩石孔喉尺寸匹配关系的方法

技术领域

本发明涉及一种建立分散胶颗粒粒径与岩石孔喉尺寸匹配关系的方法，属于油田注水开发和提高采收率技术领域。

背景技术

注水作为补充地层亏空，提供驱替动力的开发方式一直被国内外油田广泛采用。然而在注水开发过程中，由于油藏特征或开发过程中的不当操作经常会导致高渗优势通道的形成，造成注入水单层突进或平面舌进，沿高渗通道水窜，无效循环，开发效果变差。

合适的调驱技术是改善油藏非均质性，提高注水波及效率，提高采收率的有效手段。国内外已经研究了多种深部调驱剂用于油藏深部调驱。分散凝胶(简称分散胶)是应用最为广泛的深部调驱剂之一。常用的分散胶类型主包括：预交联凝胶颗粒，胶态分散胶及响应型聚合物微凝胶(主要有温度敏感型的聚合物微凝胶和pH敏感型的聚合物微凝胶等)。分散胶颗粒粒径可从纳米级到毫米级。分散胶能否起到渗透率非均质性改善作用，关键在于分散胶颗粒粒径和岩石孔喉尺寸是否匹配。那么，在已知目标油藏储层渗透率的情况下，该如何设计和选择分散胶颗粒的粒径呢？对此，研究人员进行了一些研究，主要集中在以下几方面：(1)让一定体积的圆球状微球体系通过不同孔径核孔膜，记录微球通过不同孔径核孔膜的过滤体积随过滤时间变化率曲线，通过变化率随时间的变化的快慢来反应微球是否能够形成封堵；(2)让一定尺寸的PPG溶液在不同压力下通过带有一定圆孔的滤膜，观察流速的大小，比较滤液通过滤膜前后的中值粒径来判断PPG粒径是否与孔喉尺寸匹配；(3)采用填砂管实验评价微球注入后的封堵率来确定粒径匹配关系；(4)采用填砂管实验在某一特定渗透率条件下，评价某一种或几种颗粒通过后的降粘率来确定粒径是否合适。

通过以上分析可以发现，关于分散胶颗粒粒径和岩石孔喉尺寸匹配关系的研究仍存在很多不足之处，具体表现在以下几方面：(1)采用让颗粒通过滤膜的方式，和颗粒在多孔介质中的实际运移和封堵情况差距较大，不能准确地反映颗粒在多孔介质中运移和封堵行为；(2)采用填砂管实验在一定程度上可以模拟多孔介质，但由于填充的砂粒没有胶结，在颗粒注入过程中砂粒会发生运移，进而影响实验结果。

发明内容

为解决现有技术中的技术问题，本发明提供一种建立分散胶颗粒粒径与岩石孔喉尺寸匹配关系的方法，该方法同时通过多指标评价给出了分散胶颗粒粒径与岩石孔喉尺寸的量化匹配关系，为不同油藏渗透率条件下分散胶颗粒粒径的选择提供理论依据和指导。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种建立分散胶颗粒粒径与岩石孔喉尺寸匹配关系的方法，该方法包括以下步骤：

S100、准备不同渗透率的岩心，测量每个岩心的渗透率和孔隙度，根据渗透率与孔喉半径的关系式计算孔喉半径；

S200、配置一定浓度的分散胶颗粒体系，使其膨胀，并定期测量分散胶颗粒粒径，得到分散胶膨胀稳定后粒径的累计分布曲线，并确定分散胶颗粒粒径d₁₀、d₅₀、d₉₀，

其中d₁₀为累计分布曲线上10％对应的颗粒粒径，

d₅₀为累计分布曲线上50％对应的颗粒粒径，

d₉₀为累计分布曲线上90％对应的颗粒粒径；

S300、向步骤S100中多个不同渗透率的岩心分别连续注入膨胀稳定后的分散胶颗粒体系，绘制各个岩心在注入过程中的注入压力特征曲线；

S400、观察步骤S300中岩心产出分散凝胶的物理性质和岩心注入端面的滤饼情况；

S500、对注入压力特征曲线进行拟合分析，建立注入压力和注入PV数的函数关系，得到注入压力随注入PV数增加呈现出多项式函数增加、线性函数增加、明显台阶式上升，并将线性函数系数定义为增压系数；

S600、通过注入压力特征曲线的分析和拟合，结合产出分散胶的物理性质分析，建立分散胶在不同渗透率条件下的运移规律和封堵模式，将其划分为三种类型：进入端面–完全封堵型、变形或剪切破碎通过–形成封堵–深部运移型和顺利通过–无效封堵–稳定渗流型，其中变形或剪切破碎通过–形成封堵–深部运移型又可细分为较强封堵、一般封堵和弱封堵三种类型；

S700、定义三个特征系数α＝d₁₀/d，β＝d₅₀/d，γ＝d₉₀/d，其中α、β、γ分别为累计分布曲线上10％、50％和90％所对应的分散胶颗粒直径与孔喉直径的比值，并计算不同渗透率条件下的特征系数；

S800、通过上述计算得到特征系数并结合注入压力特征曲线和增压系数，建立了量化的分散胶颗粒粒径与岩石孔喉尺寸的匹配关系。

进一步的是，步骤S600的具体操作为：

S601、分散胶的运移规律和封堵模式划分为三种类型：进入端面–完全封堵型、变形或剪切破碎通过–形成封堵–深部运移型和顺利通过–无效封堵–稳定渗流型，其中变形或剪切破碎通过–形成封堵–深部运移型又可细分为较强封堵、一般封堵和弱封堵三种类型；

S602、将呈现出多项式函数增加的归为进入端面–完全封堵型，呈现出线性函数增加的归为变形或剪切破碎通过–形成封堵–深部运移型，呈现出明显台阶式上升的归为顺利通过–无效封堵–稳定渗流型；

S603、对变形或剪切破碎通过–形成封堵–深部运移型中增压系数和渗透率的关系进行拟合，得到其满足对数函数关系式；

S604、通过步骤S603中得到的对数函数关系式来预测变形或剪切破碎通过–形成封堵–深部运移型中其他不同渗透率条件下的注入压力特征曲线；

S605、建立注入压力和注入PV数的关系图版，并通过增压系数定量描述变形或剪切破碎通过–形成封堵–深部运移型中的较强封堵、一般封堵和弱封堵三种类型。

本发明的有益效果：该方法同时通过多指标评价给出了分散胶颗粒粒径与岩石孔喉尺寸的量化匹配关系，为不同油藏渗透率条件下分散胶颗粒粒径的选择提供理论依据和指导。

附图说明

图1为分散胶膨胀稳定后的粒径分布图；

图2为注入分散胶实验流程图；

图3为分散胶注入渗透率为26.26mD岩心过程中压力变化曲线图；

图4为分散胶注入渗透率为46.63mD岩心过程中压力变化曲线图；

图5为分散胶注入渗透率为180.34mD岩心过程中压力变化曲线图；

图6为分散胶注入渗透率为240.77mD岩心过程中压力变化曲线图；

图7为分散胶注入渗透率为327.74mD岩心过程中压力变化曲线图；

图8为分散胶注入渗透率为430.93mD岩心过程中压力变化曲线图；

图9为分散胶注入渗透率为633.29mD岩心过程中压力变化曲线图；

图10为分散胶注入渗透率为857.86mD岩心过程中压力变化曲线图；

图11为渗透率26.26mD条件下分散胶注入结束时岩心端面滤饼情况图；

图12为渗透率26.26mD条件下注入过程中出口端采出液情况；

图13为渗透率26.26mD条件下注入前后分散胶显微对比图；

图14为渗透率180.34mD条件下注入过程中出口端采出液情况；

图15为渗透率180.34mD条件下注入前后分散胶显微对比图；

图16为渗透率327.74mD条件下注入前后分散胶显微对比图；

图17为渗透率327.74mD条件下注入过程中出口端采出液情况；

图18为不同渗透率条件下注入压力和注入PV数函数关系图；

图19为线性函数的系数和渗透率的函数关系图；

图20为注入压力和注入PV关系图版。

具体实施方式

本发明的一种建立分散胶颗粒粒径与岩石孔喉尺寸匹配关系的方法，该方法包括以下步骤：

S100、准备不同渗透率的岩心，测量每个岩心的渗透率和孔隙度，根据渗透率与孔喉半径的关系式计算孔喉半径；

其中渗透率与孔喉半径的关系式为：

式中，K为岩心渗透率(10^-3μm²)；φ为岩心孔隙度(％)；r为岩心平均孔喉半径(μm)；

S200、配置一定浓度的分散胶颗粒体系，使其膨胀，并定期测量分散胶颗粒粒径，得到分散胶膨胀稳定后粒径的累计分布曲线，并确定分散胶颗粒粒径d₁₀、d₅₀、d₉₀，

其中d₁₀为累计分布曲线上10％对应的颗粒粒径，

d₅₀为累计分布曲线上50％对应的颗粒粒径，

d₉₀为累计分布曲线上90％对应的颗粒粒径；

S300、向步骤S100中多个不同渗透率的岩心分别连续注入膨胀稳定后的分散胶颗粒体系，绘制各个岩心在注入过程中的注入压力特征曲线；

S400、观察步骤S300中岩心产出分散凝胶的物理性质和岩心注入端面的滤饼情况，其中物理性质包括岩心的产出液浓度、粒径变化；

S500、对注入压力特征曲线进行拟合分析，建立注入压力和注入PV数的函数关系，得到注入压力随注入PV数增加呈现出多项式函数增加、线性函数增加、明显台阶式上升，并将线性函数系数定义为增压系数；

S600、通过注入压力特征曲线的分析和拟合，结合产出分散胶的物理性质分析，建立分散胶在不同渗透率条件下的运移规律和封堵模式，将其划分为三种类型：进入端面–完全封堵型、变形或剪切破碎通过–形成封堵–深部运移型和顺利通过–无效封堵–稳定渗流型，其中变形或剪切破碎通过–形成封堵–深部运移型又可细分为较强封堵、一般封堵和弱封堵三种类型；

S700、定义三个特征系数α＝d₁₀/d，β＝d₅₀/d，γ＝d₉₀/d，其中α、β、γ分别为累计分布曲线上10％、50％和90％所对应的分散胶颗粒直径与孔喉直径的比值，并计算不同渗透率条件下的特征系数；

S800、通过上述计算得到特征系数并结合注入压力特征曲线和增压系数，建立了量化的分散胶颗粒粒径与岩石孔喉尺寸的匹配关系。

其中，步骤S600的具体操作为：

S601、分散胶的运移规律和封堵模式划分为三种类型：进入端面–完全封堵型、变形或剪切破碎通过–形成封堵–深部运移型和顺利通过–无效封堵–稳定渗流型，其中变形或剪切破碎通过–形成封堵–深部运移型又可细分为较强封堵、一般封堵和弱封堵三种类型；

S602、将呈现出多项式函数增加的归为进入端面–完全封堵型，呈现出线性函数增加的归为变形或剪切破碎通过–形成封堵–深部运移型，呈现出明显台阶式上升的归为顺利通过–无效封堵–稳定渗流型；

S603、对变形或剪切破碎通过–形成封堵–深部运移型中线性函数系数和渗透率的关系进行拟合，即是对增压系数和渗透率的关系进行拟合，得到其满足对数函数关系式；

S604、通过步骤S603中得到的对数函数关系式来预测变形或剪切破碎通过–形成封堵–深部运移型中其他不同渗透率条件下的注入压力特征曲线；其通过对数函数关系式来计算其他不同渗透率条件下增压系数，从而画出注入压力特征曲线；

S605、建立注入压力和注入PV数的关系图版，并通过增压系数定量描述变形或剪切破碎通过–形成封堵–深部运移型中的较强封堵、一般封堵和弱封堵三种类型。

下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

本发明的一种建立分散胶颗粒粒径与岩石孔喉尺寸匹配关系的方法，具体实施步骤为：(1)准备8个不同渗透率的岩心，测试8个岩心的渗透率和孔隙度，其中渗透率从小到大为：26.26mD、46.63mD、180.34mD、240.77mD、327.74mD、430.93mD、633.29mD、857.86mD，再根据渗透率与孔喉半径的关系式计算孔喉半径，计算结果如表1：

其中渗透率与孔喉半径的关系式为：

式中，K为岩心渗透率(10^-3μm²)；φ为岩心孔隙度(％)；r为岩心平均孔喉半径(μm)；

表1

(2)配置一定浓度的分散胶颗粒体系，使其在一定稳定和矿化条件下膨胀，采用激光粒度仪定期测量分散胶颗粒粒径，得到分散胶膨胀稳定后粒径的累计分布曲线(如图1)，并从累计分布曲线中确定分散胶颗粒粒径d₁₀＝4.65μm、d₅₀＝8.51μm、d₉₀＝14.25μm，平均粒径为9.10μm，

其中d₁₀为累计分布曲线上10％对应的颗粒粒径，

d₅₀为累计分布曲线上50％对应的颗粒粒径，

d₉₀为累计分布曲线上90％对应的颗粒粒径；

(3)向8个不同渗透率的岩心分别连续注入膨胀稳定后的分散胶颗粒体系，实验流程如图2；

(4)记录下各个岩心的注入过程中的实时压力，绘制注入压力特征曲线(如图3至10)，并记录8个岩心的产出液浓度、粒径变化和岩心注入端面的滤饼情况；

(5)根据分散胶颗粒体系注入过程中注入压力曲线变化特征、稳定时的封堵压力、产出液浓度和粒径变化以及岩心注入端面的滤饼情况，将分散胶在不同渗透率条件下的运移和封堵模式将其划分为三种大类型：进入端面–完全封堵型、变形或剪切破碎通过–形成封堵–深部运移型和顺利通过–无效封堵–稳定渗流型；并将变形或剪切破碎通过–形成封堵–深部运移型又细分为较强封堵、一般封堵和弱封堵三种小类型；

①进入端面–完全封堵型

从渗透率为26.26mD的岩心注入压力特征曲线(图3)中可以看出，分散胶注入过程中，注入压力随注入PV数增加，迅速增加。因此此时，分散胶不能进入岩心深部，仅在注入端发生堆积，导致注入压力迅速增加，注入过程中在出口端仅有部分水产出，没有分散胶溶液产出。注入结束后，将岩心取出观察岩心注入端的变化，发现分散胶堆积在岩心端面(图11)并形成滤饼。以上特征表明分散胶在岩心注入端堆积，没有进入岩心深部，并逐渐将岩心注入端堵死。将上述情况的分散胶运移和封堵模式归纳为完全封堵型。

②变形或剪切破碎通过–形成封堵–深部运移型

A、较强封堵型

从渗透率为46.63mD的岩心注入压力特征曲线(图4)中可以看出，压力特征表现为三个阶段：第一阶段，压力随注入PV数增加呈线性增加的趋势，在接近6PV时，压力增加变缓，开始进入第二阶段；第二阶段压力仍呈现线性增加趋势，但增加速率远低于第一阶段，在接近11PV左右，压力逐渐趋于稳定；第三阶段为平稳阶段，压力达到稳定状态(稳定压力为3.53MPa)，分散胶显示了较好的提高注入压力，降低渗透率的效果。

岩心入口端的截面同样形成了滤饼，但滤饼的致密程度低于渗透率为26.26mD条件下的滤饼。注入后期，从出口端的产出液可以看到浑浊的分散胶体系，和注入前分散胶溶液颜色相近，而此时，注入压力也趋于稳定。因此，综合判断滤饼形成后逐渐趋于动态平衡，滤饼仍具有一定的渗透率，允许后续注入流体的通过。此渗透率条件下的孔隙直径约为3.5μm，而分散胶颗粒中直径低于3.5μm的颗粒仅占1.88％。如果假设产出的分散胶仅为此部分分散胶，那么产出液中分散胶的浓度相当于0.0094％(原始分散胶浓度为0.5％)，而后期产出液分散胶的颜色观察，其浓度远高于此(图12，其中产出液的先后顺序为从右到左)。此外，对比产出液分散胶颗粒的形态可以发现(图13，其中左侧为注入前，右侧为注入后)，采出的分散胶颗粒比注入前的颗粒更小更均匀，且有部分相对较大的颗粒存在。因此可以综合判断，大部分大于3.5μm的分散胶颗粒以变形或者剪切破碎的形式通过。

B、一般封堵型

从渗透率为180.34mD的岩心注入压力特征曲线(图5)中可以看出，该压力变化表现为明显的三个阶段：第一阶段，和渗透率为46.63mD条件下相似，在6PV之前压力随注入PV数增加呈线性增加的趋势，但增加速度更低，压力最大值1.1MPa(低于46.63mD条件下的2.85MPa)；第二阶段为压力降低阶段，降低速度总体上和第一阶段的增加速度相当，但表现出台阶式降低的趋势；第三阶段压力逐渐达到稳定，稳定压力为0.81MPa。分析认为，压力的降低主要是由于此渗透率条件下，当压力增加到一定程度后，形成有效封堵的颗粒通过变形或破碎的方式发生运移。在稳定阶段，产出的分散胶溶液的颜色和注入前的相近(图14，其中左侧为注入前，右侧为注入后)。通过显微图片(图15，其中左侧为注入前，右侧为注入后)可以看出，驱替后采出的分散胶颗粒比注入前的颗粒小，更均匀，但同样有部分相对较大的颗粒存在。

在渗透率为240.77mD条件下(图6)，最终稳定的驱替压力为0.91MPa，和渗透率为180.34mD条件下相当。不同的是，在此渗透率条件下，没有出现压力下降过程，在压力增加到一定值后直接进入稳定渗流阶段。

此阶段的主要压力特征：分为两个阶段，初始阶段压力呈线性增加，最后达到稳定渗流状态，且稳定流动时的封堵压力相对较高(接近1MPa)。由于分散胶的变形或破碎通过，某些情况下，达到稳定渗流前可能会出现压力降低阶段。

C、一般封堵型

从渗透率为327.74mD的岩心注入压力特征曲线(图7)中可以看出，此阶段是深部运移型到稳定渗流型的过渡阶段。主要压力特征分为两个阶段：初始阶段压力呈线性增加，同时表现出一定的台阶式封堵特征，最后达到稳定渗流状态；稳定流动时封堵压力较低(0.4MPa)。显微图片可看出(图16，其中左侧为注入前，右侧为注入后)，相比一般封堵型(180.34和240.77mD)，大颗粒更多。达到稳定流动时，产出液的分散胶颜色接近注入前分散胶颜色更快，且与非稳定流动时采出的分散胶颜色差距更明显(图17，其中产出液的先后顺序为从右到左)。同时，在此渗透率条件下已经无滤饼形成。

③顺利通过–无效封堵–稳定渗流型

从渗透率为430.93mD、633.29mD、857.86mD的三个岩心注入压力特征曲线(图8、图9、图10)中可以看出，压力特征主要表现为两个阶段，初始阶段压力呈明显的台阶式上升，然后达到稳定的压力平台。稳定流动时，封堵压力较低。压力的台阶式上升主要是由于孔喉的直径已经大于注入分散胶颗粒中50％或更多颗粒的直径，在这种情况下，这种柔性的颗粒将以堆积架桥的方式封堵孔喉。

渗透率为430.93mD时，孔隙直径为9.08μm，大于分散胶颗粒的中径8.51μm，和平均粒径9.1μm相当，可以发现此时台阶的大小相对较均匀(图8)。渗透率为633.29mD时，孔隙的直径为10.78μm，大于分散胶颗粒的中径8.51μm和平均粒径9.1μm，大于注入分散胶颗粒中60％颗粒的直径。对比可以发现，随着孔喉直径的增大，台阶的水平段整体上呈增大的趋势，这表明在更大的孔喉直径条件下，需要注入更多PV的分散胶颗粒才能实现封堵，进一步增加注入压力。且随着孔喉直径的增加，达到稳定流动状态所需要的注入PV数更小，稳定流动时的封堵压力更低。对比不同渗透率条件下的显微图片可以发现，随孔喉直径的增大，产出液分散胶的形态逐渐接近注入前的状态。

(6)对注入压力特征曲线进行拟合分析，建立注入压力和注入PV数的函数关系，进一步量化描述运移规律和封堵模式，并将注入压力随注入PV数增加呈现出多项式函数增加的归为进入端面–完全封堵型，呈现出线性函数增加的归为变形或剪切破碎通过–形成封堵–深部运移型，呈现出明显台阶式上升的归为顺利通过–无效封堵–稳定渗流型；

其中拟合分析结果为：进入端面–完全封堵型渗透率为26.26mD的岩心：注入压力随注入PV数增加呈现出五次多项式函数增加趋势，即y＝-0.3447x⁵+1.3927x⁴-0.9236x³+0.4441x²+0.0964x。此时，分散胶不能进入岩心深部，仅在注入端发生堆积，导致注入压力迅速增加。

变形或剪切破碎通过–形成封堵–深部运移型渗透率为46.63mD、180.34mD、240.77mD和327.74mD的岩心，注入压力在趋于稳定之前随注入PV数增加呈现线性增加趋势，线性函数分别为y＝0.5011x、y＝0.1975x、y＝0.1672x和y＝0.1019x。此时，分散胶可以进入岩心深部，并在深部发生运移并形成封堵，增加注入压力。

顺利通过–无效封堵–稳定渗流型渗透率为430.93mD、633.29mD和857.88mD的岩心，注入压力随注入PV数增加已经呈现出明显的台阶式上升趋势，线性拟合度较低。这表明在高渗透率范围内注入压力随注入PV数的增加已不再满足线性关系。此时，分散胶的注入已经不能建立较高的注入压力，无法实现有效的封堵作用。

(7)将深变形或剪切破碎通过–形成封堵–深部运移型中线性函数的系数定义为增压系数，通过增压系数和稳定注入压力定量的描述较强封堵型、一般封堵型、弱封堵型并给出对应的渗透率区间；

对于分散胶调驱过程，仅在第二种模式下(变形或剪切破碎通过–形成封堵–深部运移型)可以实现深部运移并形成封堵。但不同渗透率条件下，分散胶的封堵强度差异较大，根据封堵强度不同，又可以分为较强封堵型、一般封堵型和弱封堵型。为了建立更加量化的分散胶粒径与孔喉尺寸的匹配关系，需要对每一种封堵模式进行量化分析。

在第二种运移模式下，建立不同渗透率条件下注入压力和注入PV数函数关系图(图18)，从图中可知，注入压力随注入PV数增加均呈线性增加，且线性函数的系数随渗透率增加而逐渐降低。对线性函数的系数和渗透率的关系进行拟合发现，其满足对数函数关系y＝-0.204ln(x)+1.2797(R²＝0.9957)，如图19。因此，可以通过此对数函数关系对第二种运移模式中不同渗透率条件下的运移规律和封堵模式进行预测计算。

首先，将变形或剪切破碎通过–形成封堵–深部运移型中线性函数的系数定义为增压系数，再通过y＝-0.204ln(x)+1.2797可以计算不同渗透率条件下的增压系数，作直线y＝λx，其中λ为增压系数，预测不同渗透率条件下注入压力的变化趋势，进而评价分散胶的封堵效果。封堵效果的好坏取决于压力趋于稳定前的最高压力。通过观察注入压力特征曲线可以发现，注入压力开始趋于稳定的注入量总体上随渗透率增加而降低。但在某一特定的渗透率范围内，注入压力开始趋于稳定的注入量基本相同。当渗透率在46.63—240.77mD范围内时，注入压力均在6PV附近开始偏离线性关系，逐渐趋于稳定状态。因此，在所预测的渗透率范围内，可以取6PV时的压力作为稳定前的最高压力。

图20为注入压力与注入PV的关系图版。通过图20可以对不同渗透率条件下的注入压力特征曲线进行预测。当稳定的注入压力达到1.5MPa及以上时，认为具有较强的封堵效果，对应的增压系数为0.25—0.5左右，此时的渗透率范围为45—150mD。当稳定的注入压力达到0.75—1.5MPa，认为具有一般的封堵效果，对应的增压系数为0.15—0.25左右，此时的渗透率范围为150—250mD。当稳定的注入压力在0.5MPa左右，具有较弱的封堵效果，对应的增压系数为0.05—0.15左右，此时的渗透率范围为250—400mD，此区域为可以形成封堵(变形或剪切破碎通过–形成封堵–深部运移型)到不能形成有效封堵(顺利通过–无效封堵–稳定渗流型)的过渡阶段。

(8)定义三个特征系数α＝d₁₀/d，β＝d₅₀/d，γ＝d₉₀/d，其中α、β、γ分别为累计分布曲线上10％、50％和90％所对应的分散胶颗粒直径与孔喉直径的比值，并计算不同渗透率条件下的特征系数，结果如表2；

表2

(9)通过上述计算得到特征系数并结合注入压力特征曲线和增压系数，建立了量化的分散胶颗粒粒径与岩石孔喉尺寸的匹配关系，结果如表3。

表3

该方法同时通过多指标评价给出了分散胶颗粒粒径与岩石孔喉尺寸的量化匹配关系，为不同油藏渗透率条件下分散胶颗粒粒径的选择提供理论依据和指导。

通过对不同运移和封堵模式下特征系数进行计算，并结合压力特征曲线和增压系数，建立了量化的分散胶颗粒粒径与岩石孔喉尺寸的匹配关系，如表3所示。若已知目标油藏渗透率，通过此关系可以更加准确的判断该使用多大粒径的分散胶颗粒，能达到怎样的效果。对于非均质性较强的油藏，实施分散胶深部调驱时应首先选择较强封堵型，即1＜α＜2，2＜β＜4，4＜γ＜6，此时分散胶颗粒中径为孔喉直径的2～4倍。在这种情况下，分散胶既可以在注入初期有效的进行剖面调整，又可以运移到深部，提高注入压力，实现深部液流转向的作用。

Claims (2)

1.一种建立分散胶颗粒粒径与岩石孔喉尺寸匹配关系的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S100、准备不同渗透率的岩心，测量每个岩心的渗透率和孔隙度，根据渗透率与孔喉半径的关系式计算孔喉半径；

S200、配置一定浓度的分散胶颗粒体系，使其膨胀，并定期测量分散胶颗粒粒径，得到分散胶膨胀稳定后粒径的累计分布曲线，并确定分散胶颗粒粒径d₁₀、d₅₀、d₉₀，

其中d₁₀为累计分布曲线上10％对应的颗粒粒径，

d₅₀为累计分布曲线上50％对应的颗粒粒径，

d₉₀为累计分布曲线上90％对应的颗粒粒径；

S300、向步骤S100中多个不同渗透率的岩心分别连续注入膨胀稳定后的分散胶颗粒体系，绘制各个岩心在注入过程中的注入压力特征曲线；

S400、观察步骤S300中岩心产出分散凝胶的物理性质和岩心注入端面的滤饼情况；

S500、对注入压力特征曲线进行拟合分析，建立注入压力和注入PV数的函数关系，得到注入压力随注入PV数增加呈现出多项式函数增加、线性函数增加、明显台阶式上升，并将线性函数系数定义为增压系数；

S600、通过注入压力特征曲线的分析和拟合，结合产出分散胶的物理性质分析，建立分散胶在不同渗透率条件下的运移规律和封堵模式，将其划分为五种类型：进入端面–完全封堵型、变形或剪切破碎通过–形成封堵–深部运移型(又可分为较强封堵、一般封堵和弱封堵三种类型)和顺利通过–无效封堵–稳定渗流型；

S700、定义三个特征系数α＝d₁₀/d，β＝d₅₀/d，γ＝d₉₀/d，其中α、β、γ分别为累计分布曲线上10％、50％和90％所对应的分散胶颗粒直径与孔喉直径的比值，并计算不同渗透率条件下的特征系数；

S800、通过上述计算得到特征系数并结合注入压力特征曲线和增压系数，建立了量化的分散胶颗粒粒径与岩石孔喉尺寸的匹配关系。

2.根据权利要求1所述的一种建立分散胶颗粒粒径与岩石孔喉尺寸匹配关系的方法，其特征在于，步骤S600的具体操作为：

S601、分散胶的运移规律和封堵模式划分为五种类型：进入端面–完全封堵型、变形或剪切破碎通过–形成封堵–深部运移型(又可分为较强封堵、一般封堵和弱封堵三种类型)和顺利通过–无效封堵–稳定渗流型；

S602、将呈现出多项式函数增加的归为进入端面–完全封堵型，呈现出线性函数增加的归为变形或剪切破碎通过–形成封堵–深部运移型，呈现出明显台阶式上升的归为顺利通过–无效封堵–稳定渗流型；

S603、对变形或剪切破碎通过–形成封堵–深部运移型中增压系数和渗透率的关系进行拟合，得到其满足对数函数关系式；

S604、通过步骤S603中得到的对数函数关系式来预测变形或剪切破碎通过–形成封堵–深部运移型中其他不同渗透率条件下的注入压力特征曲线；

S605、建立注入压力和注入PV数的关系图版，并通过增压系数定量描述变形或剪切破碎通过–形成封堵–深部运移型中的较强封堵、一般封堵和弱封堵三种类型。