致密油藏岩芯全尺度孔喉测试方法及应用

综合利用高压压汞、低温氮吸附及核磁共振与离心相结合等物理模拟实验方法，建立了致密油岩芯全尺度孔喉测试方法。在此基础上，对比了长庆、大庆外围和四川等致密油区岩芯的全尺度孔喉分布特征。研究表明：全尺度孔喉测试方法与常规单一微观孔喉结构测试方法相比，较准确地测得了致密岩芯中包含微米、亚微米和纳米级的孔喉分布。当岩芯越致密，与高压压汞测试方法相比，全尺度测试的纳米级喉道分布更精确。与中高渗岩芯相比，致密油藏岩芯的微米级孔喉控制的流体较少；而亚微米和纳米级孔喉控制的流体较多；与致密砂岩相比，致密灰岩孔喉分布孔喉分布图谱峰值偏左，且跨度大，表明其非均质强。在相同渗透率条件下，长庆比大庆致密岩芯的亚微米级孔喉多，纳米级孔喉少，说明长庆致密油藏的开发效果应好于大庆致密油藏的开发效果。     

致密油藏自发静态渗吸实验及影响因素

自发渗吸对致密砂岩油藏的注水开发有着重要意义,理想情况下自发渗吸驱油效率可以达到50%以上,目前国内外学者对致密储层自发静态渗吸研究不够系统和深入,实验模型不能真实和全面地反映储层物性及流体对自发渗吸的影响规律。针对以上问题,设计制作了典型区块致密储层天然岩芯和人造岩芯,开展了致密储层多因素自发静态渗吸实验,系统研究了渗吸时间、岩芯长度、岩芯孔隙度、地层水矿化度、岩芯渗透率、初始含水饱和度、界面张力及润湿性对致密储层渗吸驱油效率和渗吸速度的影响程度,定量评价了不同因素下渗吸驱油效果的变化规律。结果表明,影响渗吸驱油的主要因素为润湿性、孔隙度、渗透率、界面张力,初始含水饱和度次之,岩芯长度及地层水矿化度对渗吸驱油效率的影响最弱,作用强度最小,研究结果对致密储层有效注水开发提供了实验和理论依据。     

致密油藏驱渗结合采油可行性研究

致密油藏孔喉较小而渗吸作用显著,为提高致密油藏水驱效率,本文提出了驱渗结合采油方法,同时利用驱替与渗吸作用。为验证该方法的可行性与主控因素,本文在水驱模型的基础上,考虑了渗吸作用,并基于实验数据特征建立了渗吸项模型,建立了驱渗结合采油数值模拟模型。结果表明,渗吸作用有效增加了注入水的波及面积,有效置换出基质中的原油,提升了采油效率;主控地质因素包括基质/裂缝孔隙度、渗透率和渗吸经验参数,主控工程因素包括注水压力、裂缝间距和半长;现场应用表明相较水驱方式,驱渗结合采油的日产油速度提高了约1 倍,受效时间约为200 d,提高累产约为340 t,说明驱渗结合采油工艺可有效提高我国致密油藏的采收率,该模型可用于驱渗结合采油的优化设计。     

陆相致密油藏差异化含油特征与控制因素

探讨陆相致密油藏差异化含油特征与控制因素可支撑致密油藏储层评价、深化致密油藏储层认识。通过致密油藏宏观分布、岩芯观察、油藏条件、单井产能4个方面对比分析,揭示海相、陆相致密油藏均普遍存在差异化含油现象,陆相致密油藏差异化含油具有“分布散、范围宽、差异大”的特点;通过岩芯描述、薄片鉴定、测井解释、开发区解剖等方式,阐明了准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组致密油藏不同尺度条件下均表现出强烈的差异化含油特性,在井位优选、井轨迹和压裂改造设计中正越来越受到重视;进行了致密油藏差异化含油控制因素探讨,提出沉积相、成岩相、断裂体系及源储配置等因素决定了致密油藏含油性的宏观差异化分布,储层层理、物性、孔隙结构、微裂缝等因素控制了致密油藏储层局部含油性差异化分布。     

溶解气回注提高致密油藏采收率效果及敏感性

针对致密油藏水平井产量递减快，衰竭开发采收率低等问题，提出了衰竭开发后期回注溶解气提高采收率的方法。基于新疆玛湖凹陷百口泉组地质油藏特征，建立了致密油藏多级压裂双水平井机理模型，系统研究了上述方法在致密油藏中的生产特征及敏感性。结果表明，溶解气回注可以有效提高致密油藏采收率，缓解水平井产量递减的速度。采出程度随注入量、注入速度及吞吐轮次逐渐增加；气体分子的扩散作用可增加基质的受效范围，扩大气体的作用半径；弱非均质性储层（变异系数0.2）采用溶解气吞吐提高采收率效果最佳。敏感性分析结果表明，吞吐轮次对注溶解气提高采收率的影响最大，其次是注入时间、注入速度、扩散系数、焖井时间。另外，建立的代理模型可准确预测和优化致密油藏注溶解气提高采收率效果。     

基于吼道分布特征的致密砂岩渗吸模型研究

自发渗吸作用是致密砂岩油藏重要采油机理,正确理解渗吸机理,充分发挥渗吸作用,对提高致密砂岩油藏的采收率具有重要意义。基于LW模型,根据恒速压汞试验喉道分布特征,建立了渗吸初期,自发渗吸质量与渗吸时间的关系式。选取长庆油田B418和B456两块岩心进行恒速压汞试验和渗吸试验,两块岩心根据解析模型求得的结果与渗吸试验结果吻合度较高,说明该方法正确可靠。试验结果同时表明, 致密砂岩自发渗吸与喉道半径相关,喉道半径越小,毛细管力也就越大,其渗吸时间也就越长,渗吸量也越大。     

低渗透裂缝性油藏渗吸数值模拟研究

低渗透裂缝性油藏作为一种特殊的油藏,裂缝很发育,基质非常致密,普遍存在孔隙度小、孔隙压力低和储层渗透率低等特点。因此其采收率相对较低,开采成本较高,经济效益亦较低。低渗透裂缝性油藏的生产机理主要表现为裂缝系统中的水靠毛细管力作用渗入岩块排油。因此,亲水的致密岩块、水的毛细管自吸作用是主要的采油机理。应用数值模拟方法,建立双重介质模型。结果表明,裂缝发育程度、黏度比、基质毛管力大小、初始含水饱和度为影响渗吸的关键因素。明确了主要地质因素、开发因素对渗吸的控制作用和作用机理,为渗吸开发低渗透裂缝性油藏具有一定指导意义。     

基于喉道分布特征的致密砂岩渗吸模型

自发渗吸作用是致密砂岩油藏的重要采油机理,正确理解渗吸机理,充分发挥渗吸作用,对提高致密砂岩油藏的采收率具有重要意义。基于Hagen-Poiseuille方程,根据恒速压汞试验得到的喉道分布百分比与喉道半径的关系,建立了自发渗吸初期,自发渗吸量与渗吸时间的平方根呈线性变化的关系式;并选取长庆油田B418和B456两块岩心进行恒速压汞试验和渗吸试验,两块岩心根据解析模型求得的结果与渗吸试验结果吻合度较高,说明该方法可靠。试验结果同时表明,致密砂岩自发渗吸与喉道半径相关,喉道半径越小,毛细管力也就越大,其渗吸时间也就越长,渗吸量也越大。     

超临界CO_2在致密油藏中的扩散前缘预测

国内外大部分学者认为超临界CO_2在致密油藏中的扩散是吞吐提高采收率的关键因素之一。通过设计基质-裂缝模型结合压降法搭建了测定超临界CO_2在饱和油岩芯中扩散系数的实验装置,系统研究了压力、储层物性等油藏条件对超临界CO_2扩散系数及浓度分布的影响规律,建立了超临界CO_2浓度场及扩散前缘的预测方法。实验结果表明,超临界CO_2在致密岩芯(0.06 mD)中的扩散系数为10~(-12) m~2/s数量级,扩散系数随着初始注气压力的升高而增大,最终趋于平缓,但在临界压力点附近出现最大扩散系数;扩散系数随基质渗透率和孔隙度增大而增大,随岩芯迂曲度的增大而快速递减。经过900 d扩散,扩散前缘仅前进了0.095 m,因此,在致密油藏CO_2吞吐现场作业周期内忽略扩散作用是合理的。在扩散后期,CO_2浓度梯度越来越小,扩散速度逐渐降低。     

致密大模型逆向渗吸物理模拟实验研究

为了研究致密油藏压裂和注水吞吐过程中逆向渗吸采油机理,通过大型露头岩样物理模拟实验系统,建立致密油藏逆向渗吸物理模拟实验系统和反向驱替渗流阻力测量物理模拟实验方法,对两种不同渗透率模型进行逆向渗吸物理模拟实验,研究逆向渗吸渗过程中的渗流规律,揭示逆向渗吸采油机理。研究结果表明:在实验条件下,逆向渗吸采油效果很弱,且渗透率越低,逆向渗吸置换效果越差;水通过毛管力进入基质置换其中的油,并在裂缝附近区域形成油水混合带,阻碍流体流动;2 m D和0.2 m D露头模型逆向渗吸作用区域分别为10 cm和8 cm;在逆向渗吸作用区域内,2 m D和0.2 m D露头模型逆向渗吸采出程度分别为6.3%和3.7%。     

复杂渗流条件下致密气藏压裂气井分区产能计算方法

致密气藏压裂气井渗流机理复杂,压裂改造区内外渗流机理和影响因素也截然不同,常规的产能计算模型不能准确描述这种存在区域差异的渗流特征,造成最终产能计算误差较大.以气体渗流理论为基础,分析了在致密气藏压裂气井分区域渗流机理,明确了压裂气井不同区域的渗流特征及影响因素.在此基础上建立了复杂渗流条件下的致密气藏压裂气井分区产能计算方法并开展了实例验证.计算结果表明,分区产能计算模型计算产能更加接近气井实际,较现有模型更加准确可靠.     

致密油藏渗流规律及数学模型研究进展

中国致密油藏资源潜力大、分布广，现阶段已成为中国长庆、大庆、新疆和吉林等油田稳产、上产的重要保障，也是全球油气开发的热点和难点。致密储层岩石致密，孔隙度和渗透率极低，其主流喉道为亚微米，微尺度流动效应的影响显著，传统的油气渗流理论已无法准确描述此类油藏的流动规律，且开发过程中表现出原油流动困难、驱替难度大、动用程度低等开发难点，通常采用水平井和大规模体积压裂的井工厂模式实现致密油藏的高效开发。针对致密油藏渗流规律及数学模型，阐述了致密油藏渗流理论的最新研究进展，包括微纳米孔喉流动机理及数学模型、致密油藏应力敏感及数学模型、致密油藏非线性运动方程、孔隙网络模型、非线性渗流规律和致密基质裂缝耦合模型及流动规律，并针对各个前沿关键科学问题总结了其发展趋势，对致密油藏的科学高效开发具有重要的理论意义。     

致密气藏多级压裂水平井生产动态机理分析

为准确预测致密气藏多级压裂水平井在非线性渗流和复杂裂缝下的生产动态特征,通过双重连续介质-离散裂缝耦合模型对原始致密储层和水力压裂裂缝系统流动特征进行刻画并构建综合渗流数学模型,采用非结构三维四面体网格和控制体积-有限元方法建立全隐式数值模型,并通过修正Peaceman方法建立复杂压裂水平井数值井模型,从而获得准确的数值解。开展含水饱和度、应力敏感系数、压裂裂缝压开程度和空间非对称分布等关键参数对X致密气藏某区块压裂水平井生产动态的影响因素分析。研究表明,该模拟方法能准确预测致密气藏压裂水平井生产动态特征,为致密气藏的高效开发提供理论支撑和计算工具。     

双重介质致密油藏压裂水平井产能预测模型及参数分析

随着越来越多的致密油藏投入开发,压裂水平井产能的预测也越来越受到重视,但是由于致密油藏存在启动压力梯度和应力敏感效应,一些产能预测公式存在一定的局限性。为此,在研究致密油藏流体流动特征的基础上,考虑了原油在基质内的椭圆流动以及裂缝内的近径向流动,将两个流动区域进行耦合建立了两区渗流模型;同时考虑启动压力梯度、应力敏感效应及缝间干扰问题,推导了致密油藏压裂水平井产能预测公式,并对敏感参数和裂缝参数进行了分析,结果表明:水平井产量与启动压力梯度、应力敏感系数负相关,与裂缝条数、裂缝半长、裂缝导流能力及裂缝间距正相关。该模型全面地考虑了致密油藏特征对产能的影响,对致密油藏开发的压裂施工设计有一定的指导意义。     

基于微流控方法提高致密油渗吸采出程度

致密储层成藏机理复杂、孔喉细小等特点,使得这类储层的开发极具挑战.自发渗吸是致密储层开采过程中的一个重要机理,值得重点关注.根据实际岩心的孔隙结构,利用聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,PDMS)和玻璃薄片设计制作了模拟芯片,结合微流控泵以及高清晰显微镜,对捕捉的图片利用ImageJ软件进行数据处理,可以直接观察到渗吸过程的油水分布,并计算出渗吸采出程度.基于设计的两种孔径分布不同的芯片以及裂缝结构,研究了不同类型的表面活性剂对渗吸采出程度的影响.研究表明:平均孔喉半径越大的芯片,渗吸采出程度越高;裂缝的存在提高了渗吸效果;表面活性剂降低了流体的界面张力,减小黏附功和附加阻力,从而提高渗吸采出程度.     

裂缝性致密储层工作液损害机理及防治方法

裂缝性致密储层裂缝发育,易发生工作液漏失,严重损害储层。为探究不同工作液漏失损害机理,形成高效
防治方法,以川西北九龙山构造须家河组、珍珠冲组裂缝性致密储层为研究对象,开展了钻井完井液储层损害实验及
工作液顺序接触损害实验。结果表明：钻井完井液滤液、体系和固相对基块岩样的损害程度介于中偏强强,且逐个
减弱;裂缝岩样渗透率动态损害程度为强;工作液顺序接触后损害程度加剧。分析认为,水相圈闭、固相堵塞是裂缝性
致密储层工作液漏失损害储层的主要机理。不同工作液漏失引起储层损害程度叠加、损害范围扩大。根据分析结果,
构建了工作液漏失损害模式,并提出相应损害防治方法。使用改性屏蔽暂堵钻井完井液提高封堵能力,改变岩石表面
润湿性,可有效预防工作液漏失损害;利用工作液漏失数据,确定漏失损害带范围,可为酸化作业提供指导。     

低渗透油田超前注水增产机理研究

超前注水在低渗透油田开发实践中,相对于同步注水和滞后注水,已显示出其优越性,但目前在超前注水增产机理方面的研究还不够深入.在前人研究基础上,针对不同类型低渗透储层特性,推导出超前注水相关的一些经验公式和理论模型.从推导出的理论模型可以看出,超前注水可以增加低渗透储层驱替压力梯度,降低初期含水,提高单井产量和降低油田产量递减率.研究结果可为低渗透油田超前注水技术提供理论指导.     

煤岩气藏开发分类探讨

煤岩气藏在孔隙结构、天然气赋存方式和产出机理方面均表现出区别于其它气藏的特殊性。已经形成的关于煤岩气藏分类主要用于指导勘探和选区评价,随着国外煤层气开发成功的气藏类型逐渐增多,特别是我国开发试验区规模和数量的扩大,综合各类气藏的主要特征和影响开发效果的主控因素,提出区别于选区评价及勘探的煤岩气藏开发分类具有重要的意义。主要考虑煤层厚度、渗透率、含气饱和度和裂隙含水状况等因素,对煤岩气藏进行分类。实例分析表明,类似圣胡安、黑勇士盆地的中、高渗煤岩气藏的开发问题已基本解决,低渗、致密煤岩气藏开发是今后的主攻方向,仍存在一些关键理论和技术难题尚待解决。