致密砂岩储层网缝波及宽度计算研究

致密砂岩气藏开采成功的关键因素在于大规模水力压裂技术和水平井开发技术,水平井分段大规模压裂是二者的完美结合;然而现场施工过程中,如何分段压裂是困扰现场工程师的一大难题。通过建立压裂缝张开诱导应力场、注入流体诱导应力场等局部地应力扰动数学模型,确定计算了网缝波及宽度与最大最小水平主应力差之间的关系,从而指导现场的水平井分段压裂施工。建立的数学模型在肇源南地区进行了现场应用,现场微地震监测结果与数值计算结果较为吻合,验证了本模型的准确性。研究对现场致密砂岩气藏水平井分段压裂有一定的技术指导,为大规模提高致密砂岩气藏单井产能奠定了理论基础,具有较高的经济价值和社会效益。     

致密砂岩气层测井评价技术

致密砂岩气层基质孔隙度和渗透率都很低,但由于裂缝的存在而使其具有工业价值,致密砂岩气藏亦是较重要的一种气藏,对其正确的识别和评价十分必要。本文分析了,对致密砂岩气层的含气性的识别和测井评价技术。     

页岩储层压裂缝成网延伸的受控因素分析

压裂实践表明,页岩储层的水力裂缝呈现出非平面、多分支的复杂延伸模式,这与传统压裂理论认为的对称平面双翼裂缝从形成机理上存在本质的区别。基于室内实验、矿场压裂实践、理论分析和数值模拟等研究成果,系统分析了页岩储层压裂缝成网延伸的受控因素。研究表明:页岩储层的裂缝延伸形态受到地质因素和工程因素的双重作用,从储层地质属性上看,岩石的脆性矿物含量越高、岩石的力学弹性特征越强、水平应力差越小以及天然裂缝越发育,越有利于压裂缝的成网延伸与扩展;从压裂作业的工程条件上来说,施工净压力越高、压裂液流体黏度越低以及压裂规模越大,越有利于形成充分扩展的缝网。该研究对认识页岩储层缝网扩展机理以及提高页岩储层压裂设计的科学性具有重要的理论价值和现实意义。     

致密砂岩储层可压性评价与极限参数压裂技术

近年来,致密砂岩油藏以其巨大的油气储量和开发潜力,已经成为中国油气田勘探和开发的热点。鄂尔多斯盆地元284地区延长组长6段储层孔隙度和渗透率低,储层非均质性强,属于典型的致密砂岩储层。利用单一的脆性指数并不能真实反映储层的可压性。根据储层测井响应特征,确定储层与脆性指数、弹性力学参数之间的关系,并在储层综合可压性评价时引入天然裂缝发育程度、渗透率非均质性和原始压力保持程度参数。提出了基于储层可压性的储层分类方案。采用极限参数压裂技术,针对不同类型的储层,通过物质平衡法确定恢复至原始地层压力所需的入地液量,个性化压裂方式最优化压后产量,达到高产和稳产的目的,该技术已经在元284取得了良好的应用效果,对于未来油气开发具有重要的意义。     

透镜状致密砂岩气藏井网加密技术与应用

致密砂岩气藏中,多层叠置连片分布的透镜状砂岩气藏约占一半,井网加密是此类气藏提高采收率的技术关键。该文介绍了国外两种可以进行快速评价的井网加密技术：地质统计法和“移动窗口”法。然后通过大量实例分析,探讨了井网加密时机、加密程度和加密效果：动态确认具有加密潜力,即可实时井网加密;加密后井网密度约等于气藏范围内地质统计泄气面积的中值;采收率可以提高到50%以上,Rulison气田甚至达到75%。最后以我国苏里格气田为例,分析了苏6井区井网加密潜力,认为利用直井开发极限井网密度可以达到0.24 km2/井,采收率可以在目前基础上提高一倍。     

鄂尔多斯长7致密砂岩储层体积压裂可行性评价

从储层岩石矿物组分、岩石脆性指数、天然裂缝发育状况以及体积压裂所需地应力条件4个方面分析了鄂尔多斯盆地长7致密砂岩储层实施体积压裂的可行性。结果表明:鄂尔多斯长7储层岩石石英质量分数为40.3%,脆性指数为35%~50%;储层微裂缝发育概率在60%左右,裂缝密度为3条/10 m,天然裂缝及水平层理较发育;水平两向主应力差为4~5 MPa,均可满足实现体积压裂复杂形态裂缝扩展的条件。体积压裂井试采效果表明,体积压裂后可形成一定程度复杂缝网。水平井体积压裂技术可成为该储层高效开发的重要措施。     

致密砂岩地震储层质量评价方法研究

以红岗油田某研究区扶余油层致密砂岩储层为例,探讨储层质量评价的新方法。首先根据研究区砂岩储层的特点,综合岩性、物性等参数构造储层质量综合评价参数RQCP,以此确定储层质量级别标准,解决储层分类问题;然后应用核Fisher判别分析建立地震属性与储层质量分类的识别模型,预测储层质量平面展布;最终在储层质量平面约束下建立3维储层质量评价模型。结果表明,应用提出的储层质量评价方法获得的3维质量评价模型可以实现对储层质量的有效评价,提出的致密砂岩储层质量评价方法可为其他地区致密砂岩储层质量评价提供借鉴。     

致密砂岩气层测井评价方法研究

致密砂岩气属于典型的非常规天然气。针对鄂尔多斯盆地东部X区块的致密砂岩储层进行评价方法研究。该地区的致密砂岩气储层具有孔隙度非常低、渗透率极差、孔隙结构十分复杂、非均质性强等特点,加大了储层含气性的解释难度。为了能更有效的识别致密砂岩的含气性,根据压汞、核磁共振等岩芯分析资料,初步建立了孔隙度、饱和度的测井解释模型,利用常规方法、多极子阵列声波、微电阻率扫描等测井资料研究了致密砂岩气的识别方法,提高了储层测井评价的准确率。     

致密砂岩中裂缝的变形特性及对渗流能力的控制作用

通过对含裂缝致密砂岩的力学变形和渗透能力实验,分析了不同类型裂缝的变形规律和渗透率的变化特征,揭示了裂缝变形特性与裂缝类型及裂缝表面结构有关,而裂缝类型及其变形方式是控制裂缝渗流能力的关键因素.依据实验结果可以预测各类型裂缝在不同应力变化路径下的力学宽度变化以及等效水力学宽度变化,并可建立二者间的实验关系.同时,结合实际储层应力条件对不同类型裂缝的有效性进行了分析评价.     

基于岩相约束的致密砂岩储层分类评价——以苏里格东二区盒8段致密砂岩储层为例

针对苏里格东二区致密砂岩储层物性差、微观孔隙结构及非均质性特征复杂等问题,开展以岩相为基本单元的储层特征研究,并结合宏观结构与微观特征对储层进行综合分类评价。结果表明,研究区目的层盒8_下亚段共发育块状层理砾岩相、块状层理中粗砂岩相、交错层理中粗砂岩相、平行层理细砂岩相、波状层理/块状层理粉细砂岩相和水平层理/块状层理泥岩相6种岩相类型。其中交错层理中粗砂岩相及块状层理中粗砂岩相物性、孔喉大小及连通性相对较好,非均质弱。基于岩相、孔隙结构及其非均质性表征参数,建立了储层综合分类评价标准,将目的层储层划分为Ⅰ—Ⅳ类,并基于单井储层分类评价结果,总结了递变型、厚层交互型、薄层频繁交互型、厚薄相间型4种储层发育模式。     

多因素约束下的致密砂岩气藏离散裂缝特征及地质模型研究

根据地震、测井、野外、岩心和薄片观察解释结果,从断裂成因机制出发,围绕天山前KX气藏开发需要,重新划分裂缝类型,界定尺度范围,划分裂缝期次,建立裂缝发育地质模式;分析构造、沉积、开发与裂缝参数的相关性,优选裂缝发育主控因素,采用"熵权赋值法"构建三维裂缝发育强度地质模型;采用确定法、序贯高斯插值法建立大、中、小尺度缝离散模型,最终构建气藏裂缝属性模型。结果表明:山前KX地区致密砂岩构造裂缝系统具有明显的多尺度性、期次性和多样性,它们符合断层-褶皱-裂缝共生演化系统;多因素权重约束下的多尺度建模方法适合于致密砂岩DFN裂缝模型建立,断层、大裂缝适合优选确定性建模方法,中、小尺度裂缝适合优选序贯高斯模拟方法,地质模型与实际井点数据和开发动态数据吻合度高,可直接应用于双介质渗流数值模拟和气藏防水方案的优化。     

页岩气藏缝网压裂物理模拟的声发射监测初探

水力压裂模拟实验中,对水力裂缝的监测和识别是研究储层裂缝形态的基础。利用室内大尺寸真三轴水力压裂物理模拟装置对300 mm×300 mm×300 mm立方体页岩试样开展体积压裂实验,建立多通道声发射实验监测系统,在试样两个对称侧面布置声发射探头,采集实验过程中裂缝破裂时的声波信号,对裂缝缝网形成过程进行三维动态实时跟踪,可以明确水力裂缝起裂和裂缝扩展形态;再结合声发射计数曲线和泵压曲线可以实时监测水力裂缝不同扩展阶段,判别水力裂缝与天然裂缝相互沟通过程。监测过程发现,声发射累积次数最高点先于破裂压力点出现,水力裂缝扩展接收的声发射信号多于天然裂缝开启过程,地层破裂后泵压曲线的波动可以识别裂缝之间的沟通程度,打开试样观察示踪剂的分布特征进一步验证了声发射监测结果。     

天然裂缝对页岩储层网状诱导缝的控制作用

页岩地层只有借助体积改造技术形成网状裂缝系统才能实现有效开发,而网状裂缝形成的必要条件是诱导缝沿天然裂缝转向。借助 RFPA2D 数值仿真软件,从岩石力学角度出发开展诱导缝转向规律的机理研究。结果表明,天然裂缝的长度、走向等都会影响诱导缝转向的难易程度,裂缝长度越大、与最大主应力夹角越小,发生转向的可能性越大;其次,诱导缝起裂的角度也会影响其转向,起裂方位与最大主应力夹角越大,诱导缝沿天然裂缝转向越容易。文章还分析了复杂裂缝性地层诱导缝延伸规律,直观地再现了诱导缝依次打开天然裂缝并分叉的现象,并证明了只有诱导缝沿天然裂缝转向才可能形成复杂诱导缝体系。     

致密砂岩储层裂缝发育带的检测和识别

四川盆地上三叠统须家河组第二段T51层砂岩是一套重要的油气储层,它由深层致密河道砂岩组成,砂岩中的裂缝发育带是最有利的油气聚集空间和运移通道.由于用常规方法从地震资料中检测和区分出裂缝发育带十分困难,作者提出首先通过沉积微相分析识别出河道砂体,然后用广义希尔伯特变换法在地震沿层水平切片上找出所有可能存在于河道砂体中的裂缝信息,最后应用地质、钻井和地震等综合信息,确定出最有可能的裂缝发育带.实际资料处理结果表明,上述思路和方法对预测致密砂岩储层中的裂缝发育带是实用的.     

吉木萨尔页岩油藏人工裂缝渗透率变化规律

为研究吉木萨尔页岩储层人工裂缝渗透率在油藏生产过程中的变化规律,基于新疆吉木萨尔页岩油藏储层条件,开展不同闭合压力、不同岩性、不同铺砂浓度对裂缝渗透率影响实验.结果 表明:随着油藏开发程度不断加深,人工裂缝渗透率逐渐降低,主要分为两个阶段,且不同铺砂浓度存在差异.第一阶段:高铺砂浓度下闭合压力小于20 MPa,低铺砂浓度下闭合压力小于15 MPa,支撑剂嵌入和破碎共同导致渗透率急剧降低,降低幅度分别为60.16％、82.21％.第二阶段:高铺砂浓度下闭合压力20 ～35 MPa,低铺砂浓度下闭合压力15 ～35 MPa,仅发生支撑剂破碎使得渗透率下降相对较慢.同时,由于泥岩强度较粉砂岩强度更大,支撑剂嵌入深度较低,使得在同等条件下,泥岩储层比砂岩储层的人工裂缝渗透率更大.     

深层砂泥岩薄互层的地震识别方法

深层砂泥岩薄互层油气藏是一类典型的低孔、低渗型油气藏,储层一般具有埋藏深、横向变化快、深层物性差的特点。利用常规的薄层定量描述方法只能识别地层厚度不小于λ／4的孤立薄层,很难实现精细解释。为此,采用正-反演联合预测技术,通过建立符合地下实际情况的的地球物理模型,从正演角度分析目的层的地震波场特征;同时对正演结果进行模型反演,定量分析反演砂体的横向及纵向展布特征。结果表明这种基于模型正演的地震识别方法既能够发挥地震资料在地层横向展布上的优势,又能够提高纵向上的解释精度,为识别前梨园地区深层砂、泥岩互层结构的隐蔽性储层提供参考。     

裂缝压力衰竭对致密储层基质-裂缝间非稳态窜流规律的影响

 致密油储层基质渗透率极低,应力敏感性强,传统的基于拟稳态假设和定压力边界条件得到的常量形状因子模型无法准确表征致密储层基质-裂缝间的非稳态窜流规律。通过考虑致密储层基质应力敏感及裂缝压力衰竭的影响,建立了致密储层基质-裂缝不稳定窜流模型。利用Pedrosa代换和正则摄动法对模型进行了线性化处理,通过Laplace变换求得了在Laplace空间下的解析解,结合Duhamel原理得到了考虑裂缝压力变化的解。通过与Hassanzadeh模型计算结果以及精细网格有限元解的结果进行对比,验证了模型的正确性。利用新模型研究了基质应力敏感以及裂缝压力衰竭对基质-裂缝间窜流规律的影响。研究表明：考虑裂缝压力衰竭影响后,应力敏感对形状因子的影响更为显著;裂缝压力递减越快,初期形状因子的值越大,但是递减的越早且递减速度越快,导致平衡后形状因子值越小;裂缝压力递减速度很小时,窜流速度会先上升达到平衡然后再递减。     

页岩气储层水力裂缝转向扩展机制

从页岩储层岩石断裂力学角度出发,推导三维空间中水力裂缝激活和转向控制方程,将转向扩展的水力裂缝视为不连续正应力条件下的连续延伸。分析控制裂缝转向扩展形态的关键因素和力学特征并进行实例计算。结果表明:从主裂缝扩展长度方向看,水平地应力差越大,裂缝转向后宽度越窄;压裂液排量和黏度越大,裂缝转向后剩余能量越大,裂缝宽度越大;水力裂缝和天然裂缝初始逼近角约为30°时最容易沿天然裂缝发生转向;水力裂缝发生转向后表观形态有较大变化,裂缝向偏离最大主应力方向扩展,造成裂缝宽度变窄;裂缝打开能量的过多耗散造成裂缝总体长度和体积变小;水力裂缝转向能扩展为2~3种裂缝模式的复合。     

致密油藏直井体积压裂储层改造体积的影响因素

基于三叠系长7致密储层地质特征建立直井典型缝网模型,利用数值模拟方法对体积压裂与常规压裂的开发效果进行对比,模拟不同缝网形态、裂缝间距及导流能力对体积压裂储层改造体积(VSR)的影响。结果表明:体积压裂改造方式能够改善油藏的渗流环境,增加储层动用程度,大幅度提高单井产能;储层改造体积越大,压后产量越高;相同改造体积下,开发效果与井筒连通的有效裂缝体积密切相关;裂缝间距及主、次裂缝导流能力对储层改造体积的影响较大。     

致密砂岩气藏动态水锁定量评价新方法

致密砂岩气藏开发过程中普遍存在水锁现象,其严重影响气相渗透率及采收率,极大制约了气藏的高效开发,因此水锁程度的准确评价对于气藏精细开发尤为重要。本文通过致密砂岩储层微观孔喉结构分析及基本渗流原理,结合动态生产参数,建立了孔隙度、生产压力梯度与水锁效应之间的数学联系,创新性的提出了动态水锁指数的概念,从而对生产中的水锁程度进行定量化的表征。进而将微观下的表征结论推广到宏观,从微观尺度到宏观尺度对水锁状况进行定量化的分析,明确了不同生产压力梯度与孔隙度对水锁效应的影响程度,建立了一套动态水锁程度定量评价新方法。通过对研究区实际生产资料进行对比分析,进一步验证了该评价方法的准确性与可行性,运用该方法能够对致密砂岩气藏中的水锁程度进行定量化的分析和监测,从而为剩余气分布状况的明确及下一步增产工艺措施的设计提供指导。