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。     

致密储层渗吸特征与孔径分布的关系

致密油气藏资源量巨大,作为重要的替代能源可以极大地缓解中国的原油对外依存度。致密储层微纳米孔隙发育,毛细管力渗吸作用强,充分发挥渗吸排驱作用对提高致密油气产出至关重要。然而,由于致密储层孔隙结构复杂,目前对于渗吸特征与孔径分布之间的关系尚不清楚。选取致密火山岩和页岩开展实验,并与致密砂岩进行对比。通过高压压汞测试和自发渗吸实验分别获得致密储层孔径分布和渗吸特征参数,并建立两者之间的相关关系。结果显示致密储层渗吸体积与时间的双对数坐标系下,自发渗吸曲线呈现三段式特征:初期直线段、曲线段和后期直线段。其中初期直线渗吸段为主要阶段,吸水速度大大超过扩散段,且吸水量占总吸水量的比例超过90%,可采用渗吸指数和扩散指数对渗吸特征进行表征。渗吸指数和扩散指数与孔径分布特征关系密切;渗吸指数约为0. 5,主要反映了宏孔孔径分布特征,渗吸指数越大,宏孔越发育;扩散指数低于0. 3,主要反映了中孔分布特征,扩散指数越大,中孔越发育。本文研究有助于理解致密储层渗吸特征与孔径分布的关系,对发挥渗吸驱替作用和提高致密油气高效产出具有重要意义。     

DH气藏残余气饱和度实验研究

DH气藏目前处于开采中后期,需要开展水驱砂岩气藏采收率标定研究,残余气饱和度是水驱砂岩气藏采收率标定的重要参数。用单向自发渗吸实验装置,测试了DH气藏砂岩岩样残余气饱和度。基于实验结果,分析得出岩样初始含水饱和度的大小会直接影响残余气饱和度的大小,而最大残余气饱和度受孔隙度和渗透率影响较小。实验测试结果与Land模型吻合较好,而与Agarwal模型吻合较差。根据DH气藏的原始含水饱和度,通过本次实验建立的原始含气饱和度和残余气饱和度之间的关系,计算得到DH气藏的残余气饱和度,并用该计算结果简要分析了DH气藏今后提高天然气采收率的对策。     

致密油藏自发静态渗吸实验及影响因素

渗吸作用对于致密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的自发静态渗吸研究不够系统和深入,导致对致密储层岩石中的渗吸机理仍然不是十分清楚。针对以上问题,选取典型致密储层天然岩芯,模拟地层温度和压力,开展了致密储层自发静态渗吸实验,系统研究了岩芯长度、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和影响程度。实验结果表明,影响渗吸驱油的主要因素为润湿性、岩芯孔隙度,渗透率、界面张力、初始含水饱和度次之,岩心长度及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开展注水开发调整提供了一定的理论和实验依据。     

自吸条件下火山岩气藏水锁伤害效应实验

 水锁效应广泛存在于火山岩气藏中,是火山岩气藏的损害类型之一,严重影响着火山岩气藏的开发效果.本文结合核磁共振技术通过室内实验研究,探讨低渗透火山岩气藏自吸作用下的水锁伤害机制及伤害程度,通过气驱反排实验模拟了火山岩气藏水锁解除过程.研究表明:各渗透率级别的火山岩岩心自吸吸入水饱和度与吸水时间并非呈线性关系,自吸开始的2h之内,岩心含水饱和度急剧增加,随着自吸时间的增加,岩心含水饱和度增加幅度越来越小,自吸16h后岩心吸入水量已基本保持不变;应用核磁共振技术研究了吸入水量与孔隙结构的关系,发现孔隙结构越复杂,岩心吸水量越大;通过反排实验发现,岩心含水饱和度以及水锁伤害率随反排孔隙体积(PV)数的增加而减小并趋于平缓,反排25PV后水锁伤害基本得到解除;针对目前水锁伤害评价存在的不足,结合储层中水锁伤害的产生和解除,提出一种改进的水锁伤害评价方法——动态水锁评价方法.     

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。     

核磁共振研究低渗透砂岩油水两相渗流规律

低渗透岩芯孔喉细小,孔隙结构复杂,人造微观孔隙模型很难真实反映其微观孔隙结构.本研究利用真实岩芯,以去氢煤油为模拟油,利用核磁共振技术,研究了油水两相渗流规律,揭示了排驱和吸入过程的束缚水、残余油和采出油在不同孔隙中的分布,讨论了其形成机制,定量研究了驱替过程中渗吸作用的程度.结果表明,随着孔隙半径的增大,孔隙中束缚水饱和度逐渐降低,大于0.1 μm的孔隙空间是低渗透储层主要的储集空间,而残余油主要分布在中小孔隙,并且低渗透储层渗吸作用明显.本研究车富了核磁共振技术在油田开发中的应用.     

页岩储层压裂液吸收能力及其影响因素研究

研究发现：人工裂缝壁面的压裂液渗吸是导致页岩储层返排率普遍低于30%的主要原因。针对四川盆地页岩样品开展室内自发渗吸实验,并与鄂尔多斯的致密砂岩和松辽盆地致密火山岩进行对比。结果表明：页岩储层压裂液吸收的驱动力为毛细管力和粘土吸附力。页岩中压裂液的空间为孔隙空间和粘土晶格空间,富粘土页岩的粘土吸水体积会明显超过气测孔隙体积。页岩的自吸能力与粘土含量及类型有关,粘土含量越高,自吸能力越强。伊利石和伊蒙混层的存在会大大提高自吸能力。此外,阳离子表面活性剂通过改变毛细管力进而降低压裂液自吸能力,Kcl溶液通过抑制粘土膨胀进而降低压裂液自吸能力。研究页岩基质自吸能力有助于确定压裂液用量、优化返排制度以及分析低返排对页岩气产出的影响。     

低渗火山岩气藏可动流体百分数及其影响因素

针对火山岩储层成岩机制与常规沉积储层差异大、岩性种类繁多、储层孔隙结构复杂等特点,综合使用离心
实验、核磁共振、恒速压汞及CT 成像等实验技术,对大庆徐深、吉林长岭和新疆滴西3 个火山岩气田可动流体百分数
及其影响因素进行了对比研究。实验结果表明,气水离心标定低渗致密火山岩气藏可动流体百分数使用的离心力应
为2.76 MPa,不同渗透率级别火山岩储层可动流体微观分布规律具有明显差异,渗透率越大,较大喉道控制的可动流
体比例越大,气藏开发难度越小,渗透率越小,较大喉道控制可动流体比例越小,0.100 mD 是可动流体微观分布规律
发生明显变化的临界渗透率。108 块岩芯可动流体百分数平均值为23.62%,长岭气田可动流体百分数最大,滴西气田
可动流体百分数最小。CT 成像与恒速压汞实验结果表明,孔喉大小及其匹配关系和裂缝发育程度是影响火山岩储层
可动流体百分数大小的主要因素。     

一维水平自发渗吸无因次模型及其数值解

对影响渗吸特征的油藏参数进行归整, 导出考虑毛细管回压的一维自发渗吸问题无因次模型。该模型选取水相归一化饱和度和无量纲压力作为主未知变量, 毛管压力函数只在模型的一个偏微分方程中出现, 便于数值求解。在求解该模型的全隐式守恒型差分格式中, 对两邻点间饱和度函数取平均饱和度下的值, 就可以得到该问题的数值解。通过对幂律型相对渗透率和毛管压力曲线情形下此模型数值解的讨论, 指出前人关于一维不可压自发渗吸问题解析解所用的假设条件只对纯逆向渗吸有一定的适用性。通过多个同逆并发渗吸算例, 得到油藏参数变化对渗吸动态特征影响的初步认识。