致密砂岩油藏增产过程中储层伤害机理

以鄂尔多斯盆地泾河油田致密砂岩油藏为研究对象,在常规分析方法基础上,分别对基质和裂缝性岩心进行了储层伤害实验,同时结合同位扫描电镜方法从微观角度对增产过程中的伤害机理进行了分析,找出了入井液侵入储层引起储层伤害的主要、次要原因,为该区块后续配方体系的改善提供了基础。研究结果表明,入井液侵入储层,黏土膨胀和水锁伤害是引起储层伤害的主要原因,结垢是次要原因;酸化过程中,酸液与酸敏性矿物反应产生二次沉淀及酸化后释放地层微粒是该储层酸敏性伤害的主要原因;压裂过程中,压裂液伤害的主要原因在于水锁伤害,而破胶不彻底产生的残渣伤害也是造成压裂液伤害的另一原因。     

摘要

长春岭地区泉四段储层敏感性伤害评价 以研究区储层敏感性实验为依据,结合粘土矿物含量及注入水水质的分析,对长春岭地区泉四段进行储层敏感性评价,认为该区储层表现为无一弱速敏、中等偏强一强水敏、中等偏强盐敏、中等偏强酸敏和中等碱敏,储层中水敏性矿物的大量存在导致水敏和盐敏对该区储层伤害最大。因此,为避免水敏和盐敏对低温低压储层的继续伤害,在油藏开发过程中,宜采用矿化度为7500～10000mg／L、水型为NaHCO3型的注入水进行水驱开发。     

长春岭地区泉四段储层敏感性伤害评价

以研究区储层敏感性实验为依据,结合粘土矿物含量及注入水水质的分析,对长春岭地区泉四段进行储层敏感性评价,认为该区储层表现为无—弱速敏、中等偏强—强水敏、中等偏强盐敏、中等偏强酸敏和中等碱敏,储层中水敏性矿物的大量存在导致水敏和盐敏对该区储层伤害最大。因此,为避免水敏和盐敏对低温低压储层的继续伤害,在油藏开发过程中,宜采用矿化度为7 500~10 000 mg/L、水型为NaHCO3型的注入水进行水驱开发。     

采用不同方法验证靖东油田储层水敏特征

储层的水敏特征评价对于注水开发至关重要 ,是保护油藏、防止油藏污染的重要参数 .从岩矿资料及黏土矿物成分看 ,长 2储层水敏矿物含量很少 ,从岩矿角度分析应该无水敏或弱水敏 .但试验结果表明长 2储层为中等水敏 ,显然两者是矛盾的 .利用试验方法来验证长 2储层存在的水敏特征 ,其伤害油藏水的主要原因是外来低矿化度流体的介入破坏了储层黏土矿物与地层水的原始平衡状态 ,引起黏土矿物品格膨胀分散运移 ,堵塞喉道造成的 .搞清这一点很重要     

压裂增产过程中页岩储层伤害机理研究进展

水平井分段压裂技术是成功开发页岩油气的关键技术。然而,页岩储层低孔低渗、非均质性的地质特性导致其在压裂增产过程中极易受到储层伤害,且伤害程度高,伤害解除难度大,严重影响油气产量。本文综述了页岩油气压裂增产过程中的主要储层伤害机理,包括物理伤害、化学伤害和微生物诱导伤害,详细讨论了压裂增产过程中各种伤害类型及目前可用的储层保护方法,并对未来储层保护技术的升级发展提出了建议。本文提高了对压裂增产过程中页岩储层伤害发生原因、地点、程度及影响的认识,并更好的控制、预防、利用,以促进页岩油气高效开发。     

采用不同方法验证靖东油田储层水敏特征

储层的水敏特征评价对于注水开发至关重要，是保护油藏，防止油藏污染的重要参数，从岩矿资料及黏土矿物成分看，长2储层水敏矿物含量很少，从岩矿角度分析应该无水敏或弱水敏，但试验结果表明长2储层为中等水敏，显然两者是矛盾的，利用试验方法来验证长2储层存在的水敏特征，其伤害油藏水的主要原因是外来低矿化度流体的介入破坏了储层黏土矿物与地层水的原始平衡状态，引起黏土矿物品格膨胀分散运移，堵塞喉道造成的，搞清这一点很重要。     

巴麦地区泥盆系超低渗储层敏感性评价实验

为了确定巴麦泥盆系储层在开采过程中受到的伤害类型及原因,对该储层岩样进行了敏感性评价实验研究.实验结果表明:巴麦地区泥盆系储层岩心速敏损害为弱,临界流速较低,为0.028 6m/d;水敏损害程度为中等偏强;无酸敏和碱敏;应力敏感损害程度为中等偏强至强.根据储层敏感性评价结果,建议在钻完井和开发等各个环节的工作液中加入防膨剂(如KCl等)防止水敏伤害;油井生产过程中应制定合理生产制度,防止速敏和压力波动造成储层应力伤害;酸化解堵技术可用于该储层.     

裂缝性油藏高效压裂技术研究与应用

裂缝性油藏中天然裂缝的存在使得液体滤失量大,人工裂缝延伸扩展规律复杂,压裂施工砂堵率高,如何提高该类油藏压裂效果是油藏改造领域的重大难题。针对乾北—大情字井地区裂缝发育程度,压裂引起的储层污染等进行分析并开展高效压裂技术研究,基于天然裂缝分布规律分析和油藏两个水平主应力差值与裂缝延伸净压力的关系,提出了实现支撑天然裂缝的条件和工艺技术措施;综合分析了压裂过程的伤害因素,研发出能有效降解压裂液残渣的中高温生物酶破胶剂。研究成果在乾北—大情字井地区16口井应用,增产效果明显,为裂缝性油藏压裂改造提供了新思路。     

稠油油藏注蒸汽储层热伤害规律实验研究

针对稠油油藏注蒸汽过程中储层的热伤害问题,研究了稠油油藏热采过程注入的高温、高pH 热流体对储层 渗透率的影响,研究中利用正反向流动实验方法,研究了高温冷凝液注入疏松砂岩后引起的微粒运移作用及储层渗透 率的变化特征;并利用储层矿物的水热反应实验,分析了疏松砂岩油藏注蒸汽开发过程中的微粒运移机理。实验结果 表明,注蒸汽过程中,稠油油藏储层渗透率随温度及pH 值的升高而降低。高速流动的蒸汽及冷凝液造成储层内固相 微粒的运移及滞留,使储层非均质性进一步加剧;同时,高温、高pH 的蒸汽冷凝液既促使黏土矿物发生膨胀又造成储 层矿物发生溶解与转化,从而进一步加剧了稠油油藏疏松砂岩储层的储层热伤害。     

巴麦泥盆系储层加砂压裂研究与应用

巴麦泥盆系油气显示较好,但属特低孔超低渗储层,储集性能较差,必须进行储层改造措施才能达到储层评价的目的。因为物性差,入井液易对地层产生伤害,由于油藏高温、高压、破裂压力高,导致加砂压裂施工难度大,目前的压裂及酸化工艺尚不能完全满足该区块增产改造的需要。本文针对巴麦泥盆系储层特点,优选出一套耐高温低伤害压裂液配方,伤害率低于20％;形成了水力加砂压裂工艺技术,优化出适合该地区的水力加砂压裂施工工艺参数、裂缝参数和射孔参数,以提高设计的针对性,并在A井成功完成加砂压裂施工。     

临兴致密气压裂液全过程渗吸伤害规律

致密砂岩气作为重要的非常规天然气资源,需经过压裂改造才能实现有效开发。压裂施工中由于毛管力作用压裂液的渗吸现象会造成储层渗透率降低,从而降低采收率,因此开展压裂过程中压裂液渗吸伤害机理研究对储层保护和提高压后产能具有深刻意义。以临兴致密气区块为研究对象,通过室内渗吸实验模拟从压裂到返排整个过程中压裂液与储层之间的渗吸作用机理,探究了渗吸液相、压裂液黏度、岩心渗透率以及渗吸时间四种因素影响下的压裂液渗吸伤害规律,并利用灰色关联法量化分析各因素对渗吸伤害的影响程度。研究结果表明:压裂液黏度和压后焖井时间与储层伤害率呈正相关关系,与返排率呈负相关关系;岩心渗透率与伤害率呈负相关关系,与返排率呈正相关关系;压裂液渗吸对储层的伤害率较地层水大,返排率则低于地层水;各因素对致密砂岩气储层渗吸伤害的影响程度大小排序为:压裂液黏度压裂液渗吸时间岩心渗透率。研究结果为压裂施工现场的压裂液体系优选及焖井时间控制提供参考。     

页岩气藏水力压裂渗吸机理数值模拟研究

针对页岩储层在水力压裂作业和生产中渗吸机理及作用规律不清的问题,开展了渗吸机理及其引起的地层伤害评估的研究。建立了考虑不同影响因素的页岩水力压裂渗吸数学模型,包括基质和裂缝流动,气体扩散和解吸,应力敏感效应和毛细管压力,然后,讨论了在压裂气藏和后续生产期间如何通过量化裂缝面表皮演变来评估由于渗吸机制导致的储层伤害现象。结果表明,（1）在试井以及生产阶段渗吸对储层特性有较大影响,极大的毛细管压力是导致渗吸现象和水力裂缝附近水封的主要原因;（2）对于实施了水力压裂增产措施的新井通过探测裂缝压力可以获得原始气体压力;（3）润湿相阻塞导致的储层伤害是影响致密气藏水力压裂井生产能力的主要来源之一。研究结果对于页岩气藏的渗流特性能够提供深刻的理解,尤其是为早期生产阶段降低由渗吸作用可能造成的储层伤害来优化生产提供理论依据。     

基于流-固耦合的压裂裂缝形态影响因素分析

压裂裂缝形态易受储层物性、地应力、施工参数及压裂液黏度的影响.基于多孔介质流-固耦合的基本方程,根据损伤力学基本理论,利用cohesive黏结单元模拟压裂过程中裂缝起裂、扩展造成的损伤,以此建立水力压裂垂直裂缝扩展的三维有限元模型.模型可以对垂直缝扩展进行动态模拟,定量描述压裂过程中裂缝长度、高度、宽度.通过模拟发现:①储隔层弹性模量差值较小、施工排量过大、储隔层最小水平主应力差值较小均可能造成泥岩穿层,裂缝长度急剧下降,严重影响压裂效率;②渗透率对裂缝长度的影响最大,高弹性模量、低渗透的储层容易造长缝,但是高弹性模量、高渗透或高滤失的储层裂缝长度较短;③弹性模量对裂缝宽度的影响最大.     

压裂液侵入对页岩储层导流能力伤害

大规模水力分段压裂是页岩气等非常规资源高效开发的关键技术。页岩气井返排率一般较低,大量的压裂液长期滞留地层对储层岩石、支撑剂强度等造成一定的伤害,影响页岩储层压裂改造长期效果。针对该问题,通过室内试验模拟研究现场压裂前后气测导流的变化规律,对压裂液伤害程度进行表征。结果表明:压裂液侵入降低了支撑剂、页岩岩石强度,导致支撑剂破碎率、岩石嵌入程度加剧,导流能力伤害达到60%以上;使用大粒径支撑剂、较高铺砂浓度,优选破胶性能好、低残渣、防膨性强的压裂液,能有效提高导流能力,降低压裂液伤害程度。研究结果对页岩地层压裂设计,降低压裂液伤害提高产量提供参考。     

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。     

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。     

致密砂岩油藏压裂液伤害实验研究

致密砂岩油藏孔喉半径细小、连通性差,水力压裂过程中由于压裂液滤失、返排不彻底等因素极易造成储层伤害,有必要针对常用压裂液体系对储层基质和支撑裂缝导流能力的伤害进行评价。利用压裂液注入实验和导能能力测试仪测试了滑溜水压裂液、线性胶压裂液和交联胍胶压裂液的储层基质伤害、滤饼伤害和支撑裂缝导流能力伤害,结合核磁共振技术分析了压裂液滤失的孔径范围,揭示了三种压裂液对储层和支撑裂缝的伤害机理。三种压裂液对储层基质伤害和滤饼伤害与滤失系数有关,滤失系数越大,基质伤害越大,滤饼伤害越小。储层的滤饼伤害要大于基质伤害。针对致密砂岩储层,压裂液对储层基质的伤害主要是对储层中孔和大孔的伤害。三种压裂液对支撑裂缝导流能力的伤害大小和破胶液的残渣含量有关,残渣含量越高,对支撑裂缝导流能力的伤害也就越大。闭合压力越高,支撑裂缝导流能力伤害率也越高。对于致密砂岩油藏,减小滤饼形成和残渣的滞留是降低压裂液伤害的主要途径。     

四川盆地侏罗系沙溪庙组含浊沸石砂岩储层特征及其油层改造建议

四川盆地侏罗系沙溪庙组砂岩储层存在着十分严重的储层损害潜在因素,在钻井和油层改造过程中及易造成油层伤害.通过对川中地区沙溪庙组砂岩储层微观地质特征和储层潜在损害因素的分析,结合陕北安塞油田长6油层地质特征和近20a的酸化压裂技术方法,建议在下沙溪庙组油层酸化压裂改造过程中使用田菁粉压裂液,在压裂液的反排时采用“控制反排速度,逐步放大压差,压裂末期适当挤入少量大直径压裂砂”,以避免砂粒受冲击造成地层伤害;建议酸化液添加冰醋酸稳定剂,或其他一些铁离子络合剂,并尽可能缩短工期,避免形成沉淀堵塞孔喉;对于含浊沸石的砂岩储层,不宜用盐酸酸化,建议用酸度较弱的磷酸或磷酸与盐酸的混合酸.