压力衰竭下疏松砂岩出砂临界生产压差预测方法

海上油气藏多采取衰竭式开发,开发后期储层压力衰竭导致岩石应力状况变化,致使弱胶结疏松砂岩储层严重出砂可能性增加。为了有效做好出砂预测,针对衰竭式开采弱胶结疏松砂岩油气藏,同时考虑储层压力衰竭对地应力影响,基于井壁处岩石应力状态分析,引入岩石骨架破坏Mogi-Coulomb准则,建立出砂临界生产压差CDP模型,给出一种适用于海上储层压力衰竭开采生产井全生产周期出砂预测方法,并结合油田实例,计算并绘制出F-1井全生产周期出砂临界生产压差图版。研究表明,初期出砂临界生产压差较大,随着地层压力逐渐衰减,临界生产压差逐渐降低,至临界储层压力时,由于地层出砂不能生产,需要补充地层能量或者采取防砂措施,预测结果与现场出砂情况相符合,研究成果能为易出砂井配产提供指导意义。     

渤海油田疏松砂岩储层动态出砂预测

出砂风险的准确预测是有效预防出砂的关键技术之一。目前渤海油田采用的出砂预测方法多为静态法,未考虑油田生产过程中地应力、含水饱和度、地层压力亏空和生产压差等因素变化对地层出砂的动态影响,预测结果与实际情况存在偏差,对防砂方式的设计指导偏笼统。基于储层动态出砂影响因素及机理分析,以目前渤海油田常用的定向射孔井和水平裸眼井两种完井方式为研究对象,结合井壁力学稳定性分析,建立了渤海油田疏松砂岩储层全生命周期动态出砂预测方法。该方法可充分考虑地应力、含水率、生产压差、压力亏空等关键因素对储层出砂的动态影响,实现储层开采全生命周期出砂风险动态预测和分析。应用表明,该预测方法更为精细、准确,更贴合疏松砂岩储层出砂实际情况,有助于进一步优化防砂方式,达到降本增效的目的。     

新场气田须五段岩石力学参数特征及测井解释

针对川西新场气田须五段储层泥页岩与砂岩储层互层,孔隙度、渗透率较低等特点,实验室内选取须五段地层砂/泥岩样式,利用"MTS岩石物理参数测试系统",模拟实际地层条件下岩样的岩石力学特征,结合普通薄片、铸体薄片等方法对砂、泥岩分别进行岩石力学性质的研究。实验研究表明:三轴条件下,砂泥岩的应力-应变曲线有一定差异,岩石总体表现为弹-塑性变形;抗压强度与围压、杨氏模量成正相关;泥岩地层具有较大的塑性,砂岩显示相对刚性。此外,利用测井和薄片数据,区分砂/泥岩提取了须五段测井纵横波时差校对关系,拟合出弹性模量和泊松比的动静转换公式;通过岩石密度、波阻抗和泥质指数得出抗压强度计算公式,抗张强度由抗压强度拟合得出,内聚力和内摩擦角利用修正后的经验公式计算,在此基础上构建了岩石力学参数测井解释剖面。研究成果对今后该地区的页岩气储层裂缝产生原因分析及气田的压裂优化设计提供了重要依据。     

有效应力作用下岩石渗透性和电性响应特征

针对砂岩储层有效应力变化对渗透率和地层因素的影响,通过分析不同形状孔喉在有效应力作用下的形变规律,推导出有效应力变化对配位数z、孔喉分布变异系数V_r、水力半径r_H、孔喉长度l和孔喉截面纵横比ε等5个结构参数的影响;结合BLM模型分析,推导出地层因素、渗透率与有效应力间存在乘幂、线性和对数线性等3种响应关系。选取不同地区、不同物性砂岩的地层因素和渗透率的有效应力响应实验数据进行了验证。结果表明,对于高孔高渗砂岩,有效应力作用下地层因素和渗透率变化主要是由于水力半径r_H变化引起的,表现为有效应力作用下的孔喉形变;对于低孔低渗砂岩样品,有效应力作用下地层因素和渗透率发生变化主要是由于配位数z和水力半径rH变化所导致,即孔喉形状和连通性均发生变化。     

异常高压气藏储层应力敏感性研究

异常高压气藏开采过程中,由于流体的产出,使储层岩石受力发生改变并使储层岩石发生弹塑性变形;而弹塑性变形反过来又影响到储层的孔隙度和渗透率,因此,研究储层孔隙度和渗透率应力敏感性具有极其重要的意义.本文基于岩石力学的基本理论,推导出异常高压气藏岩石变形规律及变形方程,以此理论推导指导试验,将理论研究与实验规律相结合,在模拟地层条件下,对实际岩心样品进行了储层应力敏感性实验研究.实验研究表明,该方法能精确的描述储层孔隙度和渗透率应力敏感性,实验结果与理论推导结果完全吻合,进一步证明了理论推导的正确.进而探讨了异常高压气藏储层应力敏感性对气藏开发的影响.     

地应力和油藏压力对弱胶结砂岩油藏出砂的影响

借助岩石力学的基本理论,结合弱胶结油藏的岩石学特征,系统地分析了原地应力、生产压差等因素对弱胶结砂岩油藏出砂的影响,并对防砂技术和措施进行了讨论。结果表明:在弱胶结砂岩地层,地应力的非均匀性将导致某些方位地层先于其它方位地层剪切屈服、出砂,因此,对这些方位进行选择性避射将有助于防砂和延长油井开采寿命;当井筒内压力保持不变时,随着油藏压力衰竭,射孔孔眼发生剪切屈服、出砂的可能性增大;当地层压力恒定时,随着开采压差的增大,射孔孔眼发生剪切屈服、出砂的可能性随之增大。     

松辽盆地南部长岭断陷登娄库组致密砂岩有利储层控制因素

应用普通薄片、铸体薄片、扫描电镜、物性分析及粘土矿物衍射,对松辽盆地南部长岭断陷登娄库组致密砂岩储层基本特征进行分析。结合区域构造特征、沉积特征及成岩作用研究该套致密砂岩的成因,分析致密砂岩中优质储层发育的控制因素。研究结果表明:登娄库组储层为一套辫状河及辫状河三角洲沉积砂体,岩石类型主要是岩屑质长石砂岩或长石质岩屑砂岩。现今洼陷内储层均已致密,沉积作用是形成致密储层的最基本因素,物源区岩性决定后期成岩作用的类型和强度,成岩作用中压实作用、胶结作用则是形成致密储层的关键。致密砂岩中优质储层受多种因素的控制作用,储层沉积相、砂岩粒径及深部流体溶蚀是控制登娄库组优质储层分布的主要因素。     

鄂尔多斯盆地延长组长8段致密砂岩油分布的相控作用及其模式——以陕北斜坡东南部D地区为例

以陕北斜坡东南部D地区为研究对象,对影响长8段储层油藏分布的沉积相、岩石相、岩石物理相等主控要素的分布特征及其与致密砂岩油分布的关系进行了研究,分析总结了长8段致密砂岩油藏分布的相控作用及其模式。结果表明:研究区长8段储层发育的油层多为被致密砂体或泥岩包围的薄油层,石油呈叠置连片的准连续分布。鄂尔多斯盆地延长组长8段储层的石油分布主要受沉积相的控制,石油主要分布在砂体厚度和砂地比均较大的优相区;沉积颗粒较粗的细砂岩及以上级别的优质砂岩类地层控制着长8段储层的石油富集与成藏;相对高孔渗的优质储层控制着长8段储层石油的富集部位;优相带内致密岩体背景下的相对高孔渗砂体为鄂尔多斯盆地延长组长8段储层石油聚集的最有利位置。     

川西坳陷中段须四段钙屑砂岩储层特征及有利区块预测

钙屑砂岩通常较致密,储集性往往很差.在大量薄片鉴定及物性统计基础上,对须家河组T3x45砂组钙屑砂岩的岩石学、物性特征及其主要控制因素进行了详细研究,结果表明该套砂组的钙屑砂岩次生孔隙较发育,为有效的储集层,储层物性主要受控于沉积相、压实作用、溶蚀作用及构造作用等因素,其中溶蚀作用和构造破裂作用是储层发育最重要的控制因素.在储层特征及其与沉积相发育关系分析的基础上,以T3x45砂组为编图单元编制沉积微相图和砂体等厚图,预测钙屑砂岩储层平面分布特征,并对有利储层发育区块进行预测和评价,识别出3个具有较大勘探潜力的储集砂体.     

鄂尔多斯盆地姬塬地区延长组碎屑岩储层低渗特征及含油性主控因素

鄂尔多斯盆地上三叠统延长组发育陆相坳陷型湖泊三角洲相低渗储层.在岩石薄片、铸体薄片、扫描电镜、X光衍射、自生伊利石K-Ar同位素测年等分析的基础上,对该地区延长组长6-长2段低渗致密储集砂体的岩石学特征、孔隙类型、物性特征、成岩动力学及孔隙演化特征进行了研究,并对低渗透储层的含油气性进行了分析.结果表明①该组砂体以长石砂岩为主,次为岩屑砂岩和长石质岩屑砂岩,矿物成熟度低;②孔隙类型包括残余粒间孔、晶间孔、溶蚀孔和微裂缝,其中残余粒间孔是储层的主要储集空间;③主要成岩作用包括机械压实作用、溶蚀作用、碳酸盐胶结作用、自生粘土矿物胶结作用等,其中溶蚀作用产生的次生孔隙对储层物性的改善不足;④成岩作用开始较早、塑性岩屑颗粒大量变形、压实作用强烈是导致早期砂岩孔隙丧失的根本原因,碳酸盐岩胶结作用、次生孔隙不发育是造成后期储层岩石致密的主要因素.含油气性分析结果表明,砂体的不同沉积成因类型是层间含油气性差异的主控因素;同一成因砂体内部的非均质性是层内含油气性差异的主控因素.     

东胜气田致密砂岩储层渗流机理

致密砂岩气藏渗流阻力大,废弃压力高,采收率低,含水饱和度影响显著,明确致密砂岩储层气体的渗流机理对于气藏的有效开发具有重要意义。选取东胜气田致密砂岩储层样品100余块,开展了孔渗测试及其相互关系与分布特征分析;进行了致密砂岩储层在不同含水饱和度下的气体渗流特征实验,计算了单相气体及不同含水饱和度下气体渗流的滑脱因子;测试了样品在不同驱替压力下的气水两相相对渗透率曲线。实验研究结果表明：东胜气田致密砂岩储层覆压渗透率约为常压下测得的标准渗透率的1/10,且普遍低于0.1 mD,孔隙度偏低;滑脱效应受渗透率、孔隙压力、含水饱和度影响明显;干岩心气体临界流态特征明显,小于0.1 mD岩样渗流特征曲线为线性,大于0.1 mD岩样非线性特征明显;含水饱和度对于渗流特征曲线影响显著,随着含水饱和度增加,气体渗流由气态渗流过渡到液态渗流,气相渗流滑脱效应逐渐变弱;驱替压差对残余水饱和度影响大,控制气藏生产压差,防止大压差驱动储层水,导致气井大量产水。渗流机理研究对于东胜致密砂岩含水气藏的合理、有效开发具有重要的基础理论支撑作用。     

疏松砂岩储层裸眼完井可行性评价——以胜坨油田二区沙二段储层为例

完井方式的选择对油气田开发至关重要，裸眼完井具有简单、方便、成本低和产量高等优势，但也容易发生井壁失稳，特别是对于疏松砂岩储层而言，因此在确定采用裸眼完井之前，必须先对其在目标储层的可行性进行评价。本文以胜坨油田二区沙二段储层为例进行研究，该层段为一套疏松砂岩储层，胶结程度不高，为确定其裸眼完井是否可行，本文在 公式法的基础上，考虑油气渗流所引起的附加应力，建立了井壁岩石周向应力的计算方法，提出了改进后的井壁稳定性评价模型。根据目标储层现有地质、测井及测试及室内实验方法获得的资料，应用上述模型，进行了目标储层井壁稳定性评价，并进一步分析了井斜角度、压力衰减和储层产水三个因素对井壁失稳的影响，与现有完井方式进行了对比分析，得出胜坨油田二区沙二段储层裸眼完井是不可行的认识，应采用套管完井并辅以防砂固井等措施。该结论对于其它疏松砂岩储层同样适用。     

三维颗粒流数值模型的胶结砂岩力学特性

为了更好地反映砂岩胶结性状对力学特性的影响,以油藏储层砂岩为研究对象,建立基于平行粘结接触的三维颗粒流数值模型(PFC3D)用以模拟剪切试验中砂岩结构的破坏机理.进行PFC3D的二次开发描述平行粘结分布和力学性质,分析剪切过程中砂岩体应力比、体应变、配位数和粘结破坏与应变之间的关系,通过接触网络的演化说明力链的重要作用,验证了数值模型的可行性.对比研究了不同胶结半径比、平行粘结刚度和胶结量变化对胶结砂岩力学特性的影响,阐明了胶结性状对砂岩结构受力的控制作用,为建立特定条件的胶结砂岩破坏机理提供了科学依据.     

利用断储排替压力差定量评价断层封闭性方法探讨

贝301区块主干控藏断裂B29号断裂发育及活动历史研究的基础上,通过对断层封闭机理及影响因素的分析,利用不同深度内纯泥岩及纯砂岩实际测得的排替压力,采取内插法,建立了不同泥质含量下排替压力与深度关系图版。根据地静压力与地层埋深关系计算与断点处断面压力等值时的地层埋深,同时根据断裂带中泥质含量的计算,利用图版求得断裂带的排替压力,同理,利用储层的泥质含量及与断面对应储层的埋深,求得储层的排替压力。利用储层的排替压力及与之对应的断裂带中断层岩的排替压力差定量评价了B29号断裂的封闭能力。得到目的层内发育9层储层,与第1、2、3号储层对应的断层岩的排替压力大于储层的排替压力,表明断裂对该3层储层具有封闭能力。与第4-9号储层层对应的断层岩排替压力小于储层排替压力,即使有油气运移至此,也会沿断裂渗漏出去,因此断裂对这5层储层不具有封闭能力。该评价结果与油田开发结果基本吻合,证明了该断层封闭性评价方法的可行性。     

低渗砂岩油藏多孔介质特性

以中国石化中原油田W区块低渗砂岩油藏为例,针对目前该区块开发效果逐渐变差,气驱开采发生气窜等问题,以室内实验为基础,结合油层物理、分形理论、渗流机理,利用计算机分形分析软件Frac Lab和Frac Lac分析该区块多孔介质的岩石表面粗糙度、孔隙分布均匀程度和均质性,基于Gaussian分布、Fourier分析工具、幂律定律和最小二乘回归分析等数学基础理论计算出该区块多孔介质的分维数。结果表明：W区块低渗砂岩油藏多孔介质具有分形特征,分维数约为2.58,壁面较粗糙,孔隙内结构复杂,微小孔隙较多,不规则非均质性严重,流动阻力大,且Frac Lab和Frac Lac软件得到的分维数具有较好的一致性。研究结果为低渗砂岩油藏提高采收率、油气渗流规律和多孔介质输运性质的研究提供基础研究支撑,具有重要的现实意义。     

西非北加蓬次盆G区块UPC段油气成藏模式及主控因素

 加蓬盆地作为西非被动大陆边缘重要的含油气沉积盆地,是目前油气勘探的热点地区,而G区块是中国在北加蓬次盆地的重要投资勘探开发区块。对该区块地层和沉积特征,以及烃源岩、储层、盖层、输导体系等油气成藏条件的分析表明,Ｇ区块石油地质条件优越,发育有优质烃源岩,而U.P.C.段作为G区块的主力产油层,储层物性很好,且该区块储盖组合配置关系良好。G区块油藏多为受构造控制的断背斜、断块油藏,油气主要富集在构造高点。研究表明,Ｇ区块油气成藏模式为“深源充注,断层盐边砂体输导,构造成藏”,油气成藏的主控因素为与盐运动相关的构造圈闭。     

定向油气井出砂模型的建立与参数分析

从分析定向井井眼的应力状态出发，建立了油气井的出砂模型。将出砂划分为地层填充砂随流体的产出运移和地层骨架结构破坏出砂两种类型，提出了临界井底压差与出砂程度两个概念，分析了地应力、抽层压力、井斜角、方位角等因素对油气并出砂程度的影响．研究结果表明，垂直应力为最大主应力时，其出砂程度较小；而为中间主应力时出砂程度较大，井斜角与方位角对出砂程度的影响同应力状态有关。     

致密砂岩气藏渗流机理及开发技术

致密砂岩气藏具有相对复杂的渗流规律,明确其储层条件下的渗流机理有利于制订合理、有效的开发方案。通过总结国内外相关的研究成果,并有针对性地进行了补充实验研究,取得了致密砂岩气藏渗流机理的一些新认识:1实际生产过程中,由于受到孔喉半径较小、废弃地层压力较高的限制,无需考虑其滑脱效应和高速非达西渗流对渗流特征及开发效果的影响;2其阈压梯度和应力敏感程度随着储层渗透率的降低而增大,随着储层含水饱和度的升高而增大;3压力梯度可以显著的影响气水两相的渗流能力,随着压力梯度的增大,气相相对渗透率逐渐降低,水相相对渗透率逐渐升高。基于渗流机理的认识和美国致密砂岩气藏的开发情况,总结了有效的开发技术对策:大型水力压裂技术、井网加密技术、小井眼钻井及欠平衡钻井技术、控压开采技术。     

川东深层致密砂岩储层改造难点及技术现状

川东YL地区陆相致密砂岩气藏埋藏深、岩性致密,压裂改造是实现该区域有效勘探开发的必要手段,但YL地区深层致密砂岩压裂改造面临着破裂压力超高、施工压力超高、闭合压力超高、排量提升困难、缝高控制困难等技术难题,大部分气井压后产能低且产量递减快。储层改造工艺技术能否取得突破,直接影响到了该地区的勘探开发进程。通过分析YL地区深层致密砂岩气藏的储层特征,总结前期现场实践中面临的技术难题及实施经验,提出一套适用于川东深层致密砂岩气藏的压裂改造工艺技术,可有效促进地区勘探开发工作,对同类型的深层致密砂岩压裂改造具有借鉴意义。