碳酸盐岩酸压裂缝导流能力影响因素

酸化压裂是碳酸盐岩储层开发的重要技术手段,酸液注入方式、压裂裂缝开度与酸蚀蚓孔形态等直接影响酸蚀裂缝导流能力。以奥陶系岩下碳酸盐岩储层为研究目标,在建立裂缝开度表征方法基础上,开展不同酸液体系、不同注酸方式、不同裂缝开度及不同缝面形态对酸压裂缝导流能力的影响研究,明确影响酸压裂缝导流能力的主控因素。实验结果表明：主体酸加入稠化、清洁剂后对溶蚀率与酸蚀后裂缝导流能力影响不大;单一注酸与交替注酸方式对酸压裂缝导流能力影响较小,但对残酸返排影响较大,交替注酸方式可降低返排压力70%;裂缝开度越大,酸蚀后裂缝导流能力越大,但提高导流能力倍数越小;裂缝开度>12μm易形成“窜流”酸蚀蚓孔,利于酸蚀通道建立;微裂缝开度与裂缝发育联通是影响酸蚀蚓孔与导流能力的主控因素,次之为微孔发育与联通与储层矿物分布形态。综合酸压工艺推荐先压裂、后酸化、交替注酸的方式。     

自生酸前置压裂液在碳酸盐岩储层中的室内实验评价

碳酸盐岩储层在酸化压裂过程中存在酸岩反应速率过快,裂缝远端酸蚀导流能力低等问题。针对此类问题,根据自生酸的特性设计一系列室内评价实验,对自生酸前置压裂液的性能进行评价。结果表明:自生酸前置压裂液体系在碳酸盐岩储层中具有独特的优势,能够在裂缝深处进行酸蚀,对深层储层具有良好的改造效果,提高裂缝远端的酸蚀导流能力。并且自生酸压裂液对储层的伤害率为21.79%,能够进行低伤害酸化改造。     

裂缝型碳酸盐岩储层酸压数值模拟

酸压是碳酸盐岩储层重要的大型增产改造措施,酸压中,准确预测酸液作用距离对酸压设计至关重要,其决定酸压改造范围、影响酸压目标缝长设定及酸压效果预测。裂缝型碳酸盐岩储层非均质性极强,基质较致密,天然裂缝所在区域渗透率很高,酸液滤失严重。目前各种酸压模型假设裂缝面上渗透率均匀分布,也不能考虑天然裂缝对滤失的影响,这些模型预测的酸液作用距离较长,酸压设计缺乏可靠的模拟模型。针对该问题,本文进行了裂缝型碳酸盐岩储层酸压数值模拟研究,首先基于地质统计规律建立人工裂缝面上渗透率分布模型、天然裂缝分布模型,并基于地质统计参数生成裂缝面上渗透率及天然裂缝分布;然后建立酸液流动、酸液滤失、酸岩反应数学、粗糙酸蚀裂缝表面形成过程模拟模型;再将以上模型耦合求解,形成酸压模拟模型。基于该模型,进行了广泛的数值模拟研究,分析了天然裂缝参数对酸液作用距离、酸蚀裂缝表面的影响。研究发现,天然裂缝对活酸作用距离和酸蚀裂缝表面影响显著,考虑天然裂缝时,其作用距离显著低于常规模型预测的距离,酸蚀裂缝表面更粗糙;裂缝型储层酸压设计中,天然裂缝是不可忽略的因素,新模型预测的酸液作用更合理。该研究为裂缝型碳酸盐岩储层酸压设计提供了更可靠模拟工具。     

固相颗粒对长2微裂缝-孔隙型储层的伤害规律研究

通过天然岩心人工造缝,近似模拟实际成岩、沉积过程中形成的微裂缝,将基岩与微裂缝岩心并联进行岩心流动实验,研究固相颗粒对微裂缝-孔隙型储层的伤害规律。室内实验表明:固相颗粒对基岩岩心的伤害率为65%,伤害深度为0~6 mm;对微裂缝岩心的伤害率为90%以上,伤害深度为裂缝的长度,且经历伤害—伤害部分解除—二次伤害的过程。通过刷端面和反驱实验模拟现场洗井和负压返吐工艺,表明基岩岩心伤害可以部分解除,微裂缝岩心伤害不能解除,固相颗粒进入储层后堵塞裂缝,可提高注入水波及效率,防止水窜,从而增加注水驱油效率。     

储层岩石矿物成分对酸蚀裂缝导流能力的影响

储层岩石矿物成分是酸压改造效果影响因素之一。研究认为,在储层岩石矿物成分中易溶物的含量及分布方式决定了酸蚀裂缝导流能力大小,易溶蚀物的含量越多,岩石溶蚀速率越快。室内测试了不同溶蚀速率下的灰岩和白云岩的酸蚀裂缝导流能力,研究了岩石溶蚀速率、易溶蚀物含量对酸蚀裂缝导流能力的影响,对酸压工艺设计方案提出了指导性建议。研究结果表明,储层岩石溶蚀速率与酸蚀裂缝导流能力增加倍比存在抛物线关系,易溶蚀物占30%40% 时酸蚀裂缝导流能力保持较好。     

酸蚀裂缝表面微凸体变形破碎规律

探讨酸蚀裂缝面上微凸体在地层应力作用下变形破碎规律,为酸蚀裂缝闭合机理提供理论依据。从初始和酸蚀后裂缝表面微凸体的受力分析入手,用Herz弹性接触理论和Drucker-Prager屈服破坏准则解释了酸蚀裂缝表面微凸体变形和破碎规律,结果表明,在地应力条件下初始裂缝表面微凸体受力平衡不会发生变形破碎,酸蚀后裂缝表面微凸体在承压时的变形程度与地应力、岩石的弹性模量及酸蚀后微凸体的曲率半径有关。当酸蚀后裂缝面微凸体的曲率半径大于其发生破碎的最小曲率半径时,酸蚀裂缝可保持较大的开度及导流能力。     

酸蚀裂缝导流能力实验结果新应用

根据API行业标准,利用酸蚀裂缝导流装置开展了冻胶酸裂缝导流能力的测试,计算溶蚀速率来推导酸岩反应速率,并根据酸蚀前后导流能力计算残酸浓度,比传统的残酸浓度更精确,应用反应速率与残酸浓度值计算酸液有效作用距离。实验结果表明冻胶酸残酸浓度随着闭合应力的增大而增大,闭合应力越大越早失去效果,鲜酸浓度越高,残酸浓度越高。此法既能更精确预测酸液有效作用距离又能评价酸蚀导流能力,是一种经济适用的酸蚀效果评价方法。     

白云岩储层酸岩反应控制模式界限

为明确白云岩储层酸岩反应控制模式界限,以中亚某区块白云岩储层岩心为对象,开展酸岩反应动力学试验和数值模拟研究,并通过扫描电镜对比分析灰岩与白云岩酸蚀机制的差异;建立不同因素控制下的白云岩酸岩反应动力学方程,明确温度90℃、转速500 r/min为表面反应控制模式、表面反应和传质共同控制模式的界限。结果表明相同试验条件下,随着白云质体积分数的升高,酸岩反应速度迅速降低;当白云质体积分数超过75%时,酸岩反应速度降到最低并趋于稳定;白云岩储层的酸压改造方向应区别于灰岩储层,在允许范围内可以适当提高酸岩反应速度,以改善裂缝壁面的非均匀刻蚀程度,增大酸蚀裂缝的导流能力。     

高含硫碳酸盐岩气藏酸压液体体系研究

针对酸压液体一系列技术难点进行了胶凝剂、缓蚀剂、铁离子稳定剂和助排剂等的优选,通过室内实验对液体体系复配和性能评价研究,开发出一套适用于普光气田深层、高温、孔隙-裂缝性储层酸压改造的耐温抗硫、低伤害、低摩阻的酸压体系,满足普光气田储层特点及酸压配液、大排量施工的工艺要求,具有良好的储层改造效果。该体系成功应用于普光气田303-3等22口井,增产纯天然气3.5×108m3,取得了显著的经济效益。     

低渗透裂缝型碳酸盐岩酸压气井动态特征分析

低渗透裂缝型碳酸盐岩基质低孔低渗、天然裂缝发育,目前存在的酸压气井动态特征模型没有同时考虑储层基质低孔低渗引起的非达西渗流以及储层裂缝发育造成的储层应力敏感效应。为了分析低渗透裂缝型碳酸盐岩气藏酸压后渗流特征和产量递减规律,建立了考虑酸压改造程度、酸压改造范围、流体低速非达西流动、储层应力敏感的酸压气井渗流模型。首先针对气体拟压力形式的非线性非齐次的渗流方程进行Laplace空间变换,在Laplace空间利用摄动理论线性方程解的叠加原理进行求解,其次基于Duhamel叠加原理考虑了井储和表皮对渗流的影响,采用Stehfest数值反演方法得到实空间酸压气井不稳定产量和压力解,最后基于典型曲线特征分析了四类因素对酸压气井产量递减和井底压力动态特征的影响。结果表明:低渗透裂缝型碳酸盐岩酸压气井存在8个流动阶段,基质-裂缝窜流具有减缓产量递减速率的作用;低速非达西在生产中后期对产量递减影响明显,会削弱窜流对产量递减的补偿作用且明显降低气井产能;应力敏感在生产后期对产量递减的影响凸显,对气井递减率和产能影响较小;改造程度越高,产量递减率越大且产能下降越明显;改造范围越大,气井递减速率越稳产。结论认为:实际低渗透裂缝型碳酸盐岩气藏产能分析中,低速非达西渗流对产能的影响大于应力敏感对气井产能的影响;若以保持酸压气井稳定的产量递减速率为目标,增大改造范围比增大改造程度更重要。     

玛湖凹陷百口泉组砾岩储层泡酸后岩石损伤及压裂泵压下降机理

针对玛湖凹陷百口泉组砾岩储层水平井固井完井射孔后直接压裂施工存在泵压高、需借助长时间泡酸工艺来降低压裂启泵压力的问题,开展了储层射孔后酸损伤及降压机理研究:①通过玛湖1、玛131、玛18区块储层岩心及水泥石在模拟温度下的酸岩反应实验,得到了岩心及水泥石的宏观溶蚀率及其变化规律;②进行了玛湖1、玛131、玛18区块岩心及水泥石在酸岩反应前后的三轴力学实验,得到了酸作用前后岩石/水泥石力学特征及其变化规律;③采用扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、能谱仪(energy dispersive spectrometer,EDS)、X-射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)分析了酸作用前后岩石孔/缝/面等微观结构的变化,从微观角度探索了酸岩反应机理;④综合玛湖压裂施工现状、酸反应前/后岩石及水泥石SEM/EDS/XRD分析结果、岩石/水泥石酸岩反应前后三轴力学性能,利用"七五"或组合弹簧模型及破裂压力公式分析了酸作用对地层破裂压力的影响规律,揭示了玛湖砾岩储层水平井固井完井射孔后酸损伤及降压机理.     

阆中南部地区大安寨段储层特征及控制因素

利用沉积岩石学、储层地质学、测井地质学等理论及技术方法,依据钻井、录井、岩芯、测井和室内测试分析 等资料,对研究区侏罗系自流井组大安寨段储层特征及控制因素开展了研究。研究表明,大安寨段储集层岩性为残余 介壳灰岩、粉粗晶介壳灰岩、亮晶介壳屑灰岩和泥质介壳灰岩;岩石以介壳为主,矿物以方解石为主,沉积环境主 要为介屑滩微相;主要储渗空间为溶蚀孔洞、晶间孔和裂缝,孔隙以微孔隙为主,喉道以微喉道为主;储层孔隙总体较 差,主要为微孔微喉型和微孔细喉型;储层为孔隙、裂缝双重介质型的特低孔低渗致密储层。储集体分布受沉积微相 控制,介屑滩相是储层发育的最有利相带;优质储层的发育受沉积古地貌高地控制;溶蚀作用、构造破裂作用等对溶蚀 孔洞和裂缝的发育起建设性作用,压实压溶作用、方解石胶结作用对储层物性起破坏性作用。     

川西二叠系火山碎屑岩储层特征及发育有利区

火山岩是四川盆地重要的有效储集体,中石化在川西地区部署的YS1井钻遇厚层火山岩,气显示强烈,为盆地内火山岩勘探新区域。基于对已有钻井资料分析,综合研究区域地质背景,从岩性组合方式、储集空间类型、地化特征和储层孔隙演化等方面开展川西地区火山碎屑岩储层基本特征研究。研究区火山岩的形成与峨眉山地幔柱活动具有一定关联,岩石类型复杂,储层储集性能非均质性强,具高孔低渗特征,为一套裂缝-孔隙型储层。火山角砾岩为主要储集岩类,储集空间以残余气孔、基质微孔、次生溶孔为主,见少量构造裂缝和冷凝收缩缝。同生成岩阶段,挥发逸散、脱玻化作用和冷凝收缩作用促使气孔、玻屑孔和收缩孔缝发育,但热液充填作用使孔隙度大幅度降低;表生成岩阶段,构造破裂和风化淋滤作用小幅改善储层储集性能;埋藏成岩阶段压实作用、充填作用和溶蚀作用对储层进行改造,最终储层残余面孔率4%左右。YS1井区、广汉、知新场和龙宝梁地区为储层发育有利区。     

伦坡拉盆地牛堡组砂砾岩致密化与孔隙成因

依据岩芯、薄片、物性和扫描电镜等资料,开展伦坡拉盆地牛堡组砂砾岩储层岩石学及储集特征研究,着重从成岩角度分析了储层致密化因素,结合孔隙形成的有利因素,开展成岩作用和石油充注的关系及顺序研究,首次探索了储层孔隙的发育过程。结果表明,砂砾岩储集空间以残余孔隙为主,混积的沉积环境、较弱的抗机械压实能力和中晚成岩期碳酸盐的强烈胶结是导致储层致密的3大因素,酸性流体对易溶颗粒的溶蚀是次生孔隙形成的主要因素,石油充注是孔隙保存的有利因素,主要表现在石油充注使部分孔隙溶蚀扩大,并在孔隙周缘形成油膜抑制碳酸盐胶结;压实作用在浅埋藏阶段对储层的破坏较大,随埋深增大,酸性溶蚀、石英次生加大及石油充注发生,之后,早期碳酸盐胶结物形成,成岩中晚期含铁碳酸盐胶结物交代早期碳酸盐矿物,堵塞了大部分孔隙,晚期的构造挤压使储层形成裂缝。孔隙的形成经历了原生粒间孔隙形成,压实作用减孔,酸性溶蚀扩大孔隙,石油充注保护孔隙,碳酸盐胶结破坏孔隙等过程,石油充注较充分与碳酸盐胶结较弱的叠合区是孔隙保存的有利区。     

酸预处理在水力压裂中降低伤害机理研究

低渗透储层进行常规加砂压裂常常由于压裂液破胶不彻底、残渣和滤液伤害等问题而影响压裂改造效果。压 裂前的酸预处理技术可降低压裂过程中伤害,改善压裂效果。利用激光粒度仪对常规压裂液破胶与酸性环境下压裂 液破胶过程中瓜胶分子尺寸进行定量观测,研究不同破胶环境下岩石基质伤害的主要因素;通过电镜扫描对注入破胶 液与酸液后伤害的岩芯进行微观分析。研究表明,在酸液存在条件下压裂液破胶后瓜胶分子尺寸大幅度降低,瓜胶分 子尺寸的降低比酸性环境对降低岩石渗透率伤害贡献更大,酸液能够很好地解除压裂液伤害,提高岩芯渗透率,同时 由于酸溶蚀可形成较为明显的溶蚀孔道,进一步提高基质渗流能力。     

米脂气田上古生界盒8段储层特征及成岩作用评价

为加强鄂尔多斯盆地米脂气田的天然气勘探,对研究区辅助产层上古生界盒8段砂岩储层进行了综合研究.储层属低孔低渗类型,以残余剩余粒间孔为主.储层主要岩石类型为岩屑砂岩,含量较高的岩屑为储层致密化提供了物质基础.早成岩阶段的机械压实作用使储层原始孔隙度急剧下降(孔隙度减少了75%),压实作用是导致储层致密化以及储层孔隙结构和孔隙连通性变差的主要原因;晚成岩阶段铁方解石、铁白云石的胶结作用、石英次生加大和自生黏土矿物形成不但加剧了储层原始孔隙度损失,更使各井渗透率大多降至0.5×10-3μm2以下;成岩晚期的溶蚀作用虽然较弱,但对储层物性有一定的改善作用,使孔隙度和渗透率均有所提高.辫状河水下分流河道微相控制着储层有效砂体的展布,寻找此类微相发育区是研究区天然气进一步勘探的重点.     

玛南斜坡下乌尔禾组砾岩储层特征及主控因素

准噶尔盆地玛湖凹陷南斜坡二叠系下乌尔禾组具有良好的勘探前景,为明确该区储层特征及主控因素,通过岩芯观察、铸体薄片、扫描电镜及储层物性等手段,对二叠系下乌尔禾组砾岩储层特征及主控因素进行了研究.结果表明,下乌尔禾组储层岩石类型主要为岩屑砂岩,胶结类型以泥质、沸石胶结为主,结构及成分成熟度较低.储层储集空间类型多样,以剩余...     

高效液相色谱法测定对氨基苯磺酸中的有关杂质

用反相高效液相色谱法同时测定工业对氨基苯磺酸中的几种微量杂质 (邻氨基苯磺酸、间氨基苯磺酸、苯胺).以0.1 mol/L 磷酸二氢铵为流动相,采用SUPELCOSIL LC-18-DB(5 μm,150 mm×4.6 mm I.D.)色谱柱,紫外检测波长 205 nm,流速1 mL/min.方法快速准确、灵敏度高、重现性好,测定结果令人满意.