考虑应力敏感的致密储层油水两相相对流动能力分形数值模拟方法

在应用分形理论和毛管束模型的基础上,建立了考虑应力敏感性的致密储层油水两相相对渗透率模型。通过定义归一化油水相对渗透率,研究了有效应力、弹性模量和孔隙度对致密储层油水两相相渗曲线的影响。模型的预测结果与实验数据的吻合程度高,验证了模型的有效性。理论分析结果表明：有效应力与束缚水饱和度、剩余油饱和度呈负相关。随着有效应力的增大,油水两相的相对渗透率向中间收缩,共渗区域减小;随着弹性模量的降低,孔隙介质的变形量、束缚水和残余油饱和度均增大;孔隙度对油水两相的相对渗透率影响较小。建立的模型可以准确描述应力作用下致密储层油水两相的渗流特征。     

特低渗透砂岩储层应力敏感性实验

 应用室内低渗透物理模拟实验手段,研究了微裂缝发育和微裂缝不发育的特低渗透砂岩岩样的应力敏感性特征,并对比分析了两类样品的应力敏感性差异。研究结果表明,无论储层是否发育微裂缝,储层渗透率越小,其应力敏感性越强;微裂缝不发育时,渗透率小于2×10^-3μm²的储层应力敏感性较强且其强度随渗透率的降低而急剧增大,而渗透率大于5×10^-3μm²的储层应力敏感程度较弱;微裂缝发育的储层的应力敏感性明显强于微裂缝不发育的储层,有效应力增大时,微裂缝发育的储层的渗透率损失为微裂缝不发育的储层的2—3倍,而有效应力降低后,渗透率不能完全恢复,微裂缝发育的储层的渗透率损失约为微裂缝不发育的储层的5倍。研究结果对制定合理的特低渗透油田开发方案具有实际指导意义。     

莺琼盆地高温高压砂岩气藏储层应力敏感性实验

高温高压气藏储层应力敏感性评价对储层在地层温压条件下的真实物性变化特征的正确认识及开发方案的合理设计都至关重要。本文选取莺琼盆地某气田物性不同的3块岩样,在温度140℃、压力2~70 MPa下进行覆压实验,结合压汞和X射线衍射实验,研究孔隙度、渗透率与净上覆压力之间的变化关系。结果表明,孔隙度、渗透率与净上覆压力之间的关系可通过幂函数形式进行良好的表征,且可分为三个阶段,其对应的孔渗参数变化幅度占比约为36:13:1;岩样的应力敏感程度与其基础孔渗无关,与矿物成分及微观结构相关;硬质组分含量越少,孔隙度应力敏感性越强,硬质组分含量越少、喉道半径越小,对应的渗透率应力敏感性越强;在同等条件下,渗透率应力敏感性明显高于孔隙度应力敏感性,二者相差约4~10倍;与常规评价方法相比,以气藏温压条件下的孔渗参数作为起始点而得到的孔隙度和渗透率应力应敏感性将分别降低65%和38%左右。该文为该地区高温高压砂岩储层应力敏感性研究提供了实验支撑。     

致密油储层可动油分布特征及其影响因素

中国致密油资源丰富,但物性较差,而可动油饱和度一定程度上表征储层开发难易程度及开发潜力的大小。为了定量分析致密油储层可动油分布特征及其影响因素,以核磁共振可动油实验为基础,结合高压压汞和恒速压汞实验对致密油储层23块岩心进行研究。研究表明:3个层位致密储层可动油主要由亚微米喉道(0.1~1μm)和纳米喉道(0.1μm)控制,而微米喉道(1μm)控制的可动油含量很少。可动油饱和度随着渗透率的增大而增加,且随着渗透率的增大,亚微米和纳米喉道控制可动油的含量增大较高。对于致密油储层,渗透率越大,最大喉道半径越大,分选性越差,粗歪度,储层可动油饱和度越高;而孔喉半径比越大,可动油饱和度就越低。孔隙、喉道发育特征是影响可动油的主要因素。     

一种基于水淹影响的相渗曲线重构方法

针对储层水淹对地层流体渗流规律影响刻画较难的问题,基于渤海典型疏松砂岩稀油油藏LD油田和稠油油藏Q油田密闭取芯井岩芯样品,开展水淹程度对油水相渗曲线影响实验研究。基于水淹对相渗影响认识,提取不同水淹程度下相渗曲线特征参数并重新组合,建立两种类型油藏考虑水淹影响的"全寿命"油水相对渗透率曲线。实验结果表明,与采用未水淹、弱水淹层段岩石样品完成的油水相对渗透率曲线相比,中水淹、强水淹层段相渗曲线束缚水饱和度更高,残余油饱和度更低,等渗点更偏右,驱油效率更高。与不考虑水淹情况相比,考虑水淹影响的重构相对渗透率曲线,其残余油饱和度和束缚水饱和度更低,含水饱和度相同时,两相相对渗透率均呈现整体降低趋势,最终驱油效率增大。与不考虑水淹影响的方案相比,考虑水淹影响的重构相渗在Q油田矿场数值模拟中应用,在含水98%时的采出程度提高近1%。     

吉木萨尔凹陷芦草沟组致密油聚集过程模拟及主控因素分析

以芦草沟组为研究对象,采用物理模拟和数值模拟方法,综合铸体薄片、高压压汞和微米CT等分析测试,分析致密储层含油饱和度增长过程,揭示致密油聚集过程及其主控因素。结果表明:致密储层含油饱和度增长模式分3种,相渗曲线和最终含油饱和度存在较大差异;致密油聚集过程及渗流特征主要受充注压力和孔隙结构控制,充注压力是含油饱和度增长的必要条件,孔隙结构是导致含油饱和度增长过程存在差异的主要因素,其中孔喉半径和配位数控制作用明显;孔喉半径增大,水相相对渗透率减小,油相相对渗透率和有效渗透率均增大;配位数增大,水相相对渗透率增大,油相相对渗透率减小,但油相有效渗透率呈指数增大,石油渗流能力增强,储层含油饱和度增长速度呈逐渐增大的趋势,最终含油饱和度也逐渐增大。     

复杂裂缝网络系统油水相渗曲线特征实验研究

裂缝系统油水相对渗透率曲线的研究对指导裂缝性碳酸盐岩油藏注水开发起至关重要的作用。以实际裂缝 性碳酸盐岩油藏储层地质特征为基础,设计并制作了裂缝系统逐渐由简单到复杂状态的多组大尺寸裂缝型渗流物理 模型。参照行业标准,采用非稳态法水驱油相渗实验测试方法,研究了裂缝系统中不同裂缝宽度与不同缝网结构和缝 网密度对油水相对渗透率曲线形态的影响。结果表明,裂缝系统平均裂缝宽度越大,油水相渗曲线形态越向交叉斜直 线形态靠近,两相共渗区范围越大;缝网密度越大,结构越复杂,相渗曲线中的束缚水饱和度就越大,两相共渗区范围 就越小,等渗点位置则逐渐向右移动。     

考虑变应力影响的粗糙裂缝油水两相流动能力数值模拟方法

油水两相相对渗透率和毛管力曲线是表征裂缝中流体流动特性的重要指标。基于侵入逾渗模型,建立一种考虑变应力影响的粗糙裂缝内油水两相流动数值模拟方法。通过蒙特卡洛法构建单条粗糙裂缝模型;利用侵入逾渗模型模拟单条粗糙裂缝中的稳态油-水驱替过程,数值求解毛管力及相对渗透率曲线。通过与Mualem解析模型比较验证模型的准确性。借助裂缝所受有效应力与开度间的解析关系,研究变应力影响下油水两相流动能力的变化规律。结果表明:油-水驱替过程中,随着裂缝有效应力增加,毛管力曲线呈整体抬升趋势,其中油相相对渗透率明显减小,而水相相对渗透率基本不变,同时发现油相开始流动对应的含水饱和度和水相基本失去流动能力对应的含水饱和度均随有效应力的增加而减小。     

恒速压汞技术在致密砂岩储层微观孔隙空间刻画中的应用——以鄂尔多斯盆地中部中二叠统石盒子组盒8段为例

运用恒速压汞技术,对致密砂岩储层微观孔隙空间展开深入刻画,并分析了微观孔隙空间分布与储层物性的关系。结果表明,研究区致密砂岩储层孔隙半径的差异不明显,基本分布于75~225μm;孔隙半径与储层物性相关性不显著;物性较好的储层,有效孔隙体积大,储集能力较高。喉道半径分布随渗透率的不同而差异较大,大多数喉道半径小于6μm,当渗透率较低时,喉道半径较小且集中分布,随着渗透率的增大,喉道半径分布逐渐变宽,峰值处的喉道半径逐步变大,且小喉道含量逐渐降低,大喉道含量升高;喉道半径与储层物性的相关性较好,是储层物性的主控因素;随着渗透率的升高,小喉道对渗透率的贡献率逐渐降低,而大喉道对渗透率的贡献率逐步升高。孔喉半径比分布于10~1 400,整体较大,对储层的产出不利。     

柴达木盆地英西E~2_3碳酸盐岩油相渗透率与应力的敏感关系

为搞清英西地区碳酸盐岩储层油相渗流的应力敏感性强弱及变化规律,以柴达木盆地英西E~2_3碳酸盐岩储层天然岩心为研究对象,在储层岩石储渗空间分类的基础上,通过敏感性实验得到单相油渗透率与有效应力的敏感关系。采用分段拟合的方式对应力敏感曲线高压段和低压段进行拟合,分析不同储渗空间类型拟合参数的差异,结合扫描电镜、X衍射分析等测试结果,对应力敏感性机理进行探讨。实验结果表明,英西E~2_3碳酸盐岩储层油相渗流存在强应力敏感性,伤害率分布在59. 6%～99. 99%,呈现出气测渗透率越大,油相渗透率越大的趋势,低压下关系较为明显,但在高压下关系不明显;岩石渗透率越大,存在伤害率越大,恢复率越小的趋势,各储渗空间类型的岩石应力敏感性差异主要受矿物成分和孔隙结构控制。     

鄂尔多斯东南部延长组致密油储层微观特征及主控因素

通过岩心观察、薄片鉴定、测井、扫描电镜和恒速压汞实验等资料分析,利用储层地质学等理论技术和知识,对鄂尔多斯盆地东南部延长组致密油储层的岩石结构和组分、孔喉结构和类型、孔渗分布等微观特征及其相关性和主控因素进行研究。延长组致密油储层以细粒长石砂岩为主,岩石结构和成分成熟度较低;平均孔隙半径为10μm且孔隙连通性差,孔隙以粒间孔、长石溶孔和裂缝为主,平均喉道半径为0.41μm,喉道以微细-微喉道为主。孔喉结构的非均质性决定了致密油储层的储集和渗流能力,压汞曲线表现出高排驱压力、中值半径偏小、细歪度、分选中等、退汞效率低的特征显示研究区致密油储层储集能力较强,而渗流能力较差;孔隙度均值为8.5%,渗透率均值为0.69 m D,孔隙度和渗透率表现为线性正相关(R2=0.389),微裂缝的存在使部分样品表现出低孔高渗的特征,储层总体表现为特低孔、超低渗、非均质性强的致密性特点。通过相关性分析,岩石组分主要影响储层的孔隙度,岩石组分中(铁)方解石与孔隙度相关性最好;喉道主要影响储层的渗透率,压汞实验分析表明孔喉大小、分布和连通性特征参数中的孔隙体积、分选系数、排驱压力与渗透率的相关性最好,相关系数均大于0.9,沉积作用(埋深、沉积微相)、成岩作用(压实、胶结和溶蚀)、构造作用等是研究区储层特征的主要控制因素,其中水下分流河道的储层物性最好,是研究区"甜点"储层的指向区;压实作用对储层致密性的贡献大于胶结作用,酸性流体大量生成时储层已在压实和胶结作用下接近致密,因此无法与长石等易溶组分充分接触而发生大规模的次生溶蚀;此外,后期构造运动生成的裂缝由于缺乏酸性流体而无次生溶蚀孔隙生成,储层的致密性无法得到根本性的改善。     

DLH油田低渗砂岩孔隙分形定量表征方法研究

针对常规表征方法难以精确表征低渗砂岩储层孔隙空间分布复杂性和不规则性的问题,提出了适用于低渗砂岩储层的分形维数计算方法,实现了低渗砂岩储层孔隙特征的定量表征。基于不同分形维数计算方法差异性的分析,优选采用MIFA方法求解低渗砂岩储层的分形维数（在2.042~2.324）,相关性最佳;确定了排驱压力、平均孔喉半径、变异系数以及均值系数作为储层孔喉分布复杂程度和非均质程度的综合表征参数;基于恒速压汞分形维数的求解,发现低渗砂岩储层非均质程度呈中小孔喉大于微小孔喉,喉道分布大于孔隙分布的特点;低渗砂岩储层的分形维数与启动压力梯度和应力敏感性损害率的实验结果均存在一定的相互关系,分形维数越大,孔喉分布的非均质性越强,启动压力梯度越大且应力敏感性的损害程度也将加剧。低渗砂岩储层分形维数的计算可用于室内实验结果的定性预测和判断,也可作为油藏工程中应用相渗曲线时的重要判别标准。     

大牛地气田致密砂岩气藏水锁伤害特征分析

大牛地气田致密砂岩气藏具有非均性强、开发难度大的特点,储集层沉积环境变化快,沉积微相类型多,岩石胶结成分种类多、含量差异大、致密化成岩作用强;孔隙小、喉道窄,储集层渗透率低;气、水两相流动的通道小,渗流阻力大,水、气界面的表面张力大,水锁效应明显。特别是水平井压裂液规模大,一般是3 000~5 000 m~3。大量的压裂液在较高的工作压力下进入地层中,进一步加大了水锁伤害程度。通过对致密砂岩储层的伤害实验、理论计算及实际压后特征的统计分析,明确了致密砂岩气藏的孔隙度、渗透率及压裂液侵入时间对压裂水平井水锁伤害的影响,分析了3种不同的水锁伤害类型特征,并提出了降低水锁伤害的建议。     

裂缝性致密砂岩油藏渗吸驱油效果影响因素

裂缝性致密砂岩储层物性较差,非均质性强,且发育微裂缝,注水开发效果较差,渗吸驱油作为致密油储层水驱采油的一种主要机理受到越来越多的关注。室内以鄂尔多斯盆地某油田裂缝性致密砂岩储层天然岩心为研究对象,通过自发渗吸实验,评价了原油黏度、注入水矿化度、温度、渗透率、润湿性以及表面活性剂对渗吸驱油效果的影响。结果表明,原油黏度越低,注入水矿化度越低,温度越高,渗透率越大时,渗吸驱油采收率越高;其中润湿性对渗吸采收率的影响最为显著,岩石越亲水,渗吸驱油效果越好;阴离子型表面活性剂ZYL-1能够通过改变岩石表面润湿性和降低油水界面张力来提高渗吸驱油采收率;加入0. 3%ZYL-1后的周期注水最终采收率可以达到45. 6%,远远高于单独水驱时的28. 9%。矿场试验结果表明,注入表面活性剂ZYL-1关井渗吸驱油后,取得了显著的增产效果,说明间歇式周期注水和表面活性剂渗吸驱油相结合的方式能够提高裂缝性致密砂岩油藏的采收率。     

松辽盆地南部泉四段扶余油层致密砂岩储层微观孔喉结构特征

综合运用铸体薄片观察、扫描电镜、高压压汞、恒速压汞及图像分析等技术手段,对松辽盆地南部泉四段扶余油层致密砂岩储层储集空间、储集物性、微观孔喉分布及不同尺度孔喉对储层物性的贡献等特征进行精细表征,并分析不同微观孔喉参数与储层物性的相关关系。结果表明,研究区致密砂岩储层物性差、孔喉半径小;储集空间以粒内和粒间溶孔为主,含部分原生孔和黏土矿物晶间孔。储层孔隙半径分布差异不明显,而喉道半径与孔喉比分布差异较大;储层物性越好,喉道半径分布范围越宽,峰值喉道半径越大,并且右偏特征越明显;储层渗透率越高,对渗透率起主要贡献的孔喉半径越大;孔喉比分布与喉道半径分布呈现相反的特征。渗透率主要由岩石中少量的微米级孔喉贡献;纳米级孔喉所占体积很大,却只有较小的渗流能力,并且渗透率越低,纳米级孔喉所占的相对比例越大。微观孔喉结构参数对储层物性的影响主要体现在渗透率上,而对孔隙度的影响较小。     

准噶尔盆地陆东地区白垩系储层特征及其主控因素

从岩石学特征、成岩作用、孔隙类型、结构特征以及储层性质的主要影响因素等方面 ,对准噶尔盆地陆东地区白垩系储层进行了研究。结果表明 ,储层岩石为长石质岩屑砂岩 ,成岩作用进入早成岩B亚期 ;孔隙类型主要为原生残余粒间孔 ,另有少量的溶蚀孔及微孔隙。该储层孔隙结构非均质性强 ,呼二段中粗孔喉最多 ,呼一段次之 ,连木沁组多为中孔细喉和较细喉 ,清水河组为细孔、细喉。储层性质差别较大 ,呼一段、呼二段为中孔、中渗储层 ,连木沁组为低孔、低渗储层 ,清水河组为低孔、特低渗储层。储层性质主要受沉积相、古气候、压实作用及砂岩粒径等因素的影响。     

吐哈盆地台北凹陷侏罗系油气储层特征及影响因素

利用岩芯观测、铸体薄片、阴极发光、扫描电镜、物性分析、压汞分析等方法,总结研究了吐合盆地台北凹陷侏罗系油气储层特征及影响因素.结果表明,储集层发育辫状河三角洲砂体、扇三角洲砂体和滨浅湖滩砂体三种类型,主体处于晚成岩A1亚期,储集岩主要属岩屑砂岩和长石岩屑砂岩,粒间溶孔是油气主要储集空间,以细、微细喉道为主,部分地区或层段储层裂缝发育.总体上属中低孔、中低渗型储层,纵向上以三间房组物性最好、西山窑组次之、七克台组较差,平面上凹陷南部、西部的辫状河三角洲砂体和西部的滨浅湖滩砂体是重要储层.影响储集性能的因素有沉积相、成岩作用和构造应力作用.     

镇泾地区长8、长6段储层特征及成岩作用对孔隙的改造

研究鄂尔多斯盆地镇泾地区三叠系延长组长8、长6段砂岩储层特征,探讨成岩作用对储层孔隙演化的影响。通过钻井岩心、薄片鉴定、扫描电镜、物性分析等资料,对长8、长6段储层特征及成岩作用进行了系统研究,开展孔隙演化定量计算,定性和定量分析了成岩作用对孔隙的改造。结果表明:长8、长6段属典型的低孔、低渗储层,成分成熟度中等,结构成熟度低;储集空间类型主要为粒间孔、粒间溶孔、长石溶孔和岩屑溶孔,少见溶(裂)缝;压实(压溶)、溶蚀、胶结作用为最主要的成岩作用。定量计算表明,砂岩原始孔隙度平均为35.96%,砂岩储层主要经历了早期强压实减孔阶段(-17.38%)、中晚期胶结作用减孔阶段(-16%)和晚期溶蚀作用增孔阶段(+6.82%)。早期强压实作用是长8、长6段砂岩储层低孔低渗的主要原因,胶结作用则进一步强化了低孔低渗特征。     

库车坳陷克拉苏构造带致密砂岩气储层物性特征

 在库车坳陷克拉苏构造带大北地区地质研究的基础上,利用显微镜观测、激光共聚焦显微扫描、高压压汞分析及孔渗测试等方法,研究了致密砂岩气储层物性特征。结果表明,库车坳陷的致密砂岩气储层孔隙类型以槽型孔、溶蚀孔为主;致密砂岩气储层排驱压力一般在5 MPa以上,孔隙分选性差,孔喉半径较小;致密砂岩气储层孔隙度小于5%时,孔隙度与渗透率之间的相关性较差,表现为孔隙度低而渗透率高,推断是微裂缝的发育提高了砂岩的渗透率;致密砂岩气储层岩石类型以长石岩屑质石英砂岩为主,胶结作用以方解石胶结为主,裂缝改造作用明显。