基于核磁共振实验研究致密砂岩渗吸特征

基于核磁共振实验及岩心压汞测试数据,研究致密砂岩储层自发渗吸过程,定量表征不同级别孔喉对自发渗吸作用的贡献;结合伪彩图像处理技术,对岩心渗吸过程进行可视化观测研究。研究结果表明:致密砂岩自发渗吸不只发生在岩心表面,对深层孔喉也有作用;渗吸过程毛管力起主导作用,重力与浮力作用微弱;识别出测试岩心的渗吸孔喉范围,0.1μm是区分提供渗吸动力喉道和主要泄油喉道的界限;整个渗吸过程可细分为渗吸前期、渗吸中期、渗吸后期3个阶段。     

低渗透油藏动态渗吸机理实验研究及数字岩心模拟

在低渗油藏的开发过程中,渗吸作用对于产量提升起到重要作用.传统的岩心渗流实验难以从微观的角度较为清晰地描述岩石物性、孔喉分布、岩石组分构成等特征.利用数字岩心技术建立孔隙网络模型,对真实岩心孔隙结构进行渗吸模拟分析具有重要意义.对松辽盆地某区域岩心样品通过综合微计算机断层扫描技术(micro computed tomography,Micro-CT)、数字岩心分析技术,实现低渗储层数字岩心渗吸过程的模拟,与实验室岩心自发渗吸实验对照,结果表明,利用数字岩心技术模拟得到的孔隙度、渗透率参数与实验室测量结果相差较小,提取的孔隙网络模型与真实岩心误差较小,从而可以保证数字岩心得到的两相渗流模拟结果具有较高的可信度,为油藏渗吸作用的机理研究提供了新的思路,对指导实际油藏开发具有重要意义.     

裂缝性油藏吸入毛管压力曲线研究及应用

针对裂缝性亲水油藏吸入型毛管压力曲线测定困难的问题,利用渤海湾JS裂缝性油藏基质岩心,开展渗吸和油水相渗实验并建立相应数学模型,形成了受相渗约束的毛管压力曲线求解方法,反算了基质吸入型毛管压力曲线。结果表明:JS裂缝性油藏基质束缚水状态相应毛管压力为1. 9 MPa,与压汞实验结果基本一致。利用研究结果标定该油藏基质采收率为11. 1%,与静态渗吸实验基质采收率31. 6%对比,仍有较大的提高采收率空间。同时该曲线的应用有效提高了该油藏历史拟合精度,并指导油田不稳定注水,取得了显著的稳油控水效果。     

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。     

低渗致密砂岩储层孔隙结构特征及自发渗吸实验

为深入研究低渗致密砂岩储层渗吸驱油机理以及渗吸过程的影响因素,以鄂尔多斯盆地H区块长8储层段致密砂岩储层为研究对象,采用铸体薄片、扫描电镜以及恒速压汞等试验手段对孔隙类型、孔隙半径、喉道半径以及孔喉比等孔隙结构特征参数进行了分析,并利用渗吸实验和核磁共振实验对自发渗吸驱油特征及影响因素进行了研究。结果表明：研究区块致密砂岩储层孔隙类型以粒间孔、粒内溶孔和晶间孔等为主,主要分为中大孔型和微小孔型孔隙,这两类孔隙的孔隙半径相差不大,但孔隙数量、喉道半径以及孔喉比的差异较大。致密砂岩岩心自发渗吸初始阶段渗吸速度较快,后期逐渐下降,中大孔型的岩心自发渗吸驱油效果好于微小孔型岩心;随着致密砂岩岩心表面水润湿程度的增强,自发渗吸采收率逐渐增大;而随着渗吸液界面张力的降低,自发渗吸采收率呈现出先上升后下降的趋势,因此,在实际应用中,应使渗吸液具有合适的界面张力,从而使自发渗吸采收率达到最大。     

新疆低渗透砂砾岩油藏自发渗吸实验研究

低渗透砂砾岩油藏开发困难,水的自发渗吸对原油的开采非常有利。影响自发渗吸的因素有岩样长度、润湿性、含水饱和度、压力以及油水黏度比等。利用自行研制的室内实验装置和核磁共振技术,研究了低渗透砂砾岩油藏中,以上各种因素对自发渗吸的影响,得到了一些规律,为新疆低渗透砂砾岩油藏的开发提供理论根据。     

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。     

火山岩气藏气水动态渗吸效率研究新方法

火山岩气藏孔、缝发育且多为含水气藏,为研究火山岩气藏开发过程中的气水动态渗吸作用及其影响因素,综合运用岩石物理模拟试验、核磁共振及离心试验技术建立一套定量研究火山岩动态渗吸效率的新方法,并应用大庆火山岩气田的实际岩心试验验证方法的可行性。结果表明:动态渗吸效率随驱替速度的增加先增大后减小,在流速为0.04 mL/min时达到渗吸作用和驱替作用的动态平衡,并实现渗吸效率的最大化;渗吸效率随初始含水饱和度的增加而降低;同一岩心在不同状态下的渗吸效率不同,干岩心的静态渗吸效率最大,其动态渗吸效率次之,束缚水条件下岩心的渗吸效率最低。     

吉木萨尔芦草沟组致密油储层渗吸驱油特性

为评价吉木萨尔地区芦草沟组致密油储层的渗吸驱油潜力,利用井底岩心结合扫描电镜、接触角仪、核磁共振、X射线荧光能谱等仪器,对储层影响渗吸驱油效率的关键因素孔隙结构、润湿特性进行评价分析,并在传统自发渗吸实验的基础上结合核磁共振技术,研究该地区储层自发渗吸特征以及渗吸驱油采收率.结果表明:该地区储层润湿性与流体接触历史密切相关,同时层间含油性对液体渗吸特征影响显著;吉木萨尔地区芦草沟组储层孔隙主要以粒间孔隙为主,矿物颗粒分选良好,储层纹层高度发育,但主要由岩性差异形成,层理微裂隙发育程度不高;渗吸作用对储层岩心大、小孔隙内部原油均具有一定动用能力,综合渗吸采收率约23％,渗吸驱油作用在该地区具有一定的增产潜力.     

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.     

裂缝性低渗透油层渗吸作用的数学模型

为深入认识毛管力渗吸作用 ,根据油水两相 Darcy定律 ,研究了油层中含水饱和度、渗透率和润湿角余弦对毛管力作用产生窜流的影响 ,认识到在水湿裂缝性储层中 ,毛管力产生的窜流 ,起到了水从裂缝渗入到基质并把其中原油置换出来的作用 ,有利于该类油层的开采。推导出裂缝性储层中毛管力作用下基质和裂缝间油水交换的偏微分方程 ,通过有限差分方法求解计算加深了渗吸法采油适用的地质条件和开发指标变化特征的认识 :渗透率越低 ,水湿性越强 ,裂缝越发育 ,渗吸作用采油效果越好     

考虑吸附效应的非达西流压裂水平井试井分析

页岩气藏渗透率较低,流动过程中存在边界层影响和吸附解吸现象。在建立页岩气藏压裂水平井试井模型过程中,非压裂区域考虑为存在吸附效应的非达西流动,压裂区域考虑为双重孔隙介质达西流动,水力压裂裂缝区为达西流动。基于油气渗流理论和数学物理方法,建立了考虑吸附效应的非达西流压裂水平井试井模型,求解得到了考虑井筒存储和表皮效应的压裂水平井井底压力响应,并进行了压力响应参数敏感性分析。结果表明:启动压力梯度主要影响特征曲线后期上翘程度;窜流系数主要影响"凹槽"的位置,当同时考虑启动压力梯度和吸附解吸时,窜流系数还影响着解吸时间的长短;解吸系数主要反映解吸扩散程度,随着压力降低,页岩气解吸效果越明显,特征曲线中的"凹槽"宽度和下凹程度越大。研究对于页岩气藏压裂水平井的开发与动态监测具有一定的指导意义。     

低渗透裂缝性油藏水驱油渗吸窜流指数研究

针对求解裂缝性油藏基质-裂缝渗吸量时需提供每个基质网格块的形状因子而带来的应用难题,引入窜流指数概念,用以描述单位渗吸压差下基质-裂缝渗吸量,通过对产量构成的细分建立了窜流指数与产量、压力的关系式。根据某区块的实际生产测试资料,应用离散裂缝网络模型粗化等效成果,建立基质-裂缝渗吸量与渗吸压差关系曲线,求取了窜流指数。分析油藏合理压力系统,应用窜流指数预测油藏采收率,结果表明:应用窜流指数可以方便的估算基质-裂缝渗吸量,为油藏开发效果动态评价提供理论支持。     

页岩气压裂水平井不稳定流动模型

水平井多级压裂技术已经成为目前开发页岩气藏的主要手段。针对气体在页岩流动过程中存在的吸附解吸、扩散、滑脱、启动压力梯度和应力敏感等效应,基于三线性渗流方程的基础上,推导出五线性渗流方程,建立了页岩气藏压裂水平井渗流数学模型。运用Laplace变换和Duhamel原理,求解出考虎井筒储集效应和表皮效应的页岩气藏压裂水平井Laplace空间的无因次井底拟压力解。通过Stefest数值反演,绘制了无因次拟压力曲线和拟压力导数曲线。依据特征曲线划分了流动阶段,并分析了不同影响因素对气井压力特征曲线的影响。研究结果表明：压裂水平井泄流范围可划分为五个流动区域,气井的压力特征曲线可划分为六个流动阶段。裂缝导流能力对水平井压力特征曲线的影响主要在过渡阶段、双线性流阶段;吸附系数主要影响过渡段、双线性流段、线性流段以及拟稳定流阶段;视渗透率系数主要影响双线性流动阶段、过渡阶段、窜流扩散阶段、地层线性阶段和拟稳定流阶段;导压系数影响窜流扩散阶段、地层线性流阶段和拟稳定流阶段;压裂改造区宽度主要影响地层线性流和系统拟稳态流动段。模型可以正确认识页岩储层复杂渗流规律,判别页岩气藏压裂水平井流动阶段,为预测单井产能和优化压裂设计参数提供了科学依据。     

低渗透非均质油藏径向渗流特征研究

利用实验手段回归出启动压力梯度与渗透率的相关式,并用此式得出非均质油藏的启动压力梯度分布,建立了考虑启动压力梯度的三维三相径向坐标下的渗流数学模型和有限差分方程。有限差分方程中每个网格块上的启动压力梯度可以考虑为不同值,网格块上的启动压力梯度值可由初始化参数场给定,编制了相应的软件,并对比了低渗非均质储层不考虑启动压力梯度、启动压力梯度为常数和启动压力梯度非均匀分布时的压力分布特征。     

低渗透未饱和油藏产能计算及其影响因素研究

研究了低渗透未饱和油藏的产能公式,通过达西公式,推导并得到了考虑启动压力梯度和介质变形的未饱和油藏的IPR曲线方程。结合矿场数据对IPR曲线方程进行了验证,并研究了启动压力梯度、介质变形、含水率对产量的影响。研究结果表明：在相同条件下,启动压力梯度越大、变形系数越大,产油量越低;井底流压小于饱和压力时,IPR曲线存在最大产量点(拐点);相同条件下启动压力梯度越小、变形系数越大,最大产量点对应的井底流压越高。含水率变化对最大产量点位置影响不大。研究成果对合理开发低渗透未饱和油藏具有理论指导意义。     

二阶导数法识别压力导数曲线"上翘"的类型

启动压力梯度和断层的存在都会使压力导数曲线发生上翘,对压力导数曲线上翘类型的识别,是正确选择试井解释模型的关键。分别给出了考虑启动压力梯度影响和断层影响的二阶导数计算理论基础,绘制了压力曲线、压力导数曲线以及二阶导数曲线,并对其特征进行了分析。提出了一种对启动压力梯度影响在压力导数曲线上引起的上翘和断层影响在压力导数曲线上引起的上翘进行识别的方法——二阶导数法。分析结果表明:二阶导数法简单易用,可以对两种不同情况引起的上翘进行有效的识别。     

致密砂岩动静渗吸增油机理实验研究

鄂尔多斯盆地长7致密砂岩储层多采用水力压裂造缝后注水开发的开采模式,由于砂岩的亲水性依靠毛管力作用的渗吸采油对致密砂岩储层提高采收率至关重要。为了探明长7致密砂岩储层的渗吸增油效果,本文选取鄂尔多斯盆地长7致密砂岩储层天然岩心进行了静态渗吸、动态渗吸影响因素分析,之后进行了含裂缝天然岩心动态渗吸影响因素研究。结果显示动态渗吸采收率为静态渗吸采收率的2倍左右。静态渗吸主要受到毛管力的作用,存在最佳界面张力使采收率达到最大;动态渗吸采收率由渗吸及驱替两部分组成,渗吸对总采收率的贡献范围为15%~40%,其中小孔隙为主要贡献者。含裂缝天然岩心驱替后焖井渗吸采油提高采收率10%~15%。本次研究能够使人们进一步了解致密储层渗吸增油的控制机理,为现场增油措施的实施提供指导和参考。     

低渗透气藏低速非线性渗流数值模拟研究

大量实验表明,低渗气藏流体在低速渗流时不仅要克服启动压力梯度,而且还受到气体滑脱效应的影响。基于低渗气藏的这一渗流特征,建立了考虑启动压力梯度和气体滑脱效应的低渗低速非线性渗流数学模型及其有限差分方程,并编制数值模拟软件,对比研究了四种情况：(1) 不考虑启动压力梯度和气体滑脱效应;(2) 仅考虑启动压力梯度;(3) 仅考虑气体滑脱效应;(4) 考虑启动压力梯度和气体滑脱效应。数值模拟结果表明：情形(3)的累计产量最高,情形(4)次之,情形(1)第三,情形(2)最低。这一结果说明启动压力梯度和气体滑脱效应对低渗气藏的生产影响很大,由此证明了模型的正确性和适用性。     

考虑启动压力的整体压裂优化设计及应用

通过建立整体压裂数学模型和物理模型,结合鄂尔多斯盆地伊陕斜坡中段长6层位的启动压力梯度和渗透率的关系图版,形成适用于陕北鄂尔多斯盆地低渗透油藏菱形反九点井网、考虑启动压力梯度的整体压裂优化设计模型.通过数值模拟,分析启动压力梯度对具体某区块菱形反九点井网中压裂油井采出程度、采油速度、含水率、见水时间、油水井最佳缝长比和最佳导流能力等参数的影响.应用正交设计法和熵信息法等方法,模拟优化筛选出适用于该区块的最佳整体压裂参数组合.现场压裂试验表明,数值模拟计算结果与实际生产数据相符程度高,且通过对比试验井与邻井生产数据,验证了优化后的设计对开发效果具有明显的提升作用,验证了整体压裂模型及优化设计方法的有效性,对低渗透油藏压裂开发具有借鉴作用.