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0.1mD,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0.1mD岩样渗流特征曲线为线性,大于0.1mD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。     

基于三参数非线性渗流的低渗透砂岩油藏CO_2非混相驱相渗计算模型

基于三参数非线性渗流模型,考虑CO_2非混相驱油过程中气相滑脱、CO_2在原油中的溶解以及溶解后流体黏度的变化等因素的影响,建立低渗透砂岩油藏CO_2非混相驱相渗计算模型。利用建立的模型对陕北地区某致密砂岩油藏天然岩心CO_2驱油非稳态相渗实验数据进行处理,得到了其CO_2非混相驱典型相渗曲线,并与传统的JBN计算方法相比,结果表现出了明显的差异。同时,计算和对比分析了渗流模式、CO_2溶解降黏作用及气体滑脱效应等单因素影响的相渗曲线。结果表明,非线性渗流及CO_2的溶解降黏均使油相相对渗透率上升,气相相对渗透率下降,影响较大。考虑气相滑脱时,气相渗透率有小幅度下降,油相渗透率基本无变化。该模型的建立为更加真实准确地表征低渗透砂岩油藏CO_2非混相驱相渗特征提供了有效的技术方法和手段,对提高其油藏工程分析及数值模拟预测的可靠性具有重要意义。     

苏里格气田致密砂岩气水相渗曲线特征与分类

为解决苏里格气田致密砂岩气水相渗曲线指导气井产液调整的实际问题,对致密砂岩气水相渗曲线进行详尽分析,提出了符合气井分类的量化气水相渗曲线分类方案。苏里格地区盒8、山1段共83块岩样非稳态法气驱水相渗实验结果表明,致密砂岩气水相渗曲线具有束缚水饱和度S_(wi)、残余气饱和度S_(gr)和等渗点含水饱和度Sx较大,束缚水饱和度下气相相对渗透率K_(rg)(S_(wi))、残余气饱和度下水相相对渗透率K_(rw)(S_(gr))、等渗点相对渗透率K_(rx)(S_x)和气水两相共渗区面积S较小的特征,属于水相优势型相渗曲线。最终提出了以储层渗透率K、特征点参数K_(rg)(S_(wi))、K_(rw)(S_(gr))和K_(rx)(S_x)以及曲线特征为依据的气井量化分类方案,将致密砂岩气水相渗曲线分为Ⅰ—Ⅲ类,分类结果与气井类型一一对应,总体符合率达到89.7%。     

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。     

致密砂岩气藏气水相对渗透率曲线

以分形几何原理为基础,考虑流体润湿性及毛细管内气水两相流动,建立致密砂岩气水相对渗透率计算模型,通过求解得到气水相对渗透率解析计算公式。研究结果表明:本文模型计算结果与文献实验结果吻合度较高,从而验证了本文模型正确性。气水相对渗透率受到束缚水膜厚度、孔隙结构参数(孔隙分形维数、迂曲度分形维数)和气水黏度比影响。气水相对渗透率曲线随着束缚水膜厚度增大而向右平移。孔隙分形维数越大,气水相对渗透率越大,而迂曲度分形维数越大,气水相对渗透率越低。随着气水黏度比的增大,水相相对渗透率曲线几乎不发生变化,而气相相对渗透率曲线向右上方平移。     

东坪基岩气藏气水相对渗透率的确定方法

东坪基岩气藏储层岩性差异大,非均质性强。孔缝发育区岩石松散,无法钻取完整的岩芯,而致密带几乎不渗透,无法通过驱替实验获取相对渗透率曲线,这成为困扰气藏动态分析和开发指标计算的难题。基于水驱气藏物质平衡原理,建立了不依赖水侵量的储层含水饱和度计算方法,避免了水侵量计算方法中的不确定因素,提高了含水饱和度计算的准确性。建立了基于储层孔隙结构分形维数和生产水气比历史拟合相结合的气水相对渗透率计算方法。根据该气藏毛管压力曲线的分类确定孔隙结构分形维数的界限,通过生产水气比拟合确定具有代表性的储层孔隙结构分形维数,进而计算气水相对渗透率曲线。该方法克服了因毛管压力曲线多样化而导致分形维数难以确定的难题,所获得的相渗曲线更能代表气藏的整体渗流特征。该方法为无法通过岩芯驱替获取相渗曲线的气藏提供了有效途径,对于其他基岩气藏及严重非均质气藏具有借鉴意义。     

致密气藏水平井产量预测及影响因素分析

致密砂岩气藏具有极低的孔隙度、渗透率以及高有效应力等特征,其气水渗流规律并不满足传统意义上的经典渗流理论。针对致密砂岩气藏渗流特征,结合水平井渗流场特征,将水平井渗流区域划分为近井非达西流动区域和远井达西流动区域,并综合考虑启动压力梯度、滑脱效应和应力敏感效应的影响,推导出致密砂岩气藏水平井产能方程。并以某致密砂岩气藏为例,研究这3 个因素对致密砂岩气藏水平井产能的影响。结果表明：（1）启动压力梯度对水平井产能影响呈线性下降关系,应力敏感效应呈幂函数下降关系,而滑脱效应呈近似上升趋势;（2）应力敏感效应比启动压力梯度对水平气井产能影响更为强烈,而滑脱效应影响相对较小。     

压力变化对裂缝性致密砂岩储层气体渗透率的影响

裂缝性致密砂岩气的渗透率随环境压力的改变而发生动态变化,直接影响气藏的开采。为研究裂缝性致密砂岩储层气体渗透率的变化机理,选取了塔里木盆地库车坳陷典型裂缝性致密砂岩样品,在固定围压、内压、有效应力三种条件下,运用非稳态法进行测量氦气渗透率的实验,并基于滑脱效应和有效应力的分析,探讨了二者对裂缝性致密砂岩气渗透率变化的耦合控制作用。结果表明,在裂缝性致密砂岩储层中:(1)固定围压时,在内压增加的过程中,有效应力与滑脱效应互相竞争,开始阶段滑脱效应占主导,达到气体渗透率低值点后,有效应力占主导;(2)固定内压时,有效应力对渗透率的影响占优势;(3)固定有效应力时,渗透率只受滑脱效应的影响;(4)内压与绝对渗透率损失系数、有效应力与滑脱因子都呈现正相关关系;(5)有效应力由大到小变化,对孔隙结构的破坏不可逆,渗透率损失大。该项研究对进一步认识裂缝性致密砂岩储层气体渗透率变化机理具有理论参考意义。     

西湖凹陷某构造花港组致密砂岩储层的渗流特征

研究西湖凹陷某构造渐新统花港组致密砂岩储层的渗流特征,旨在为该气藏的高效开发提供指导性意见。利用铸体薄片、扫描电镜资料,综合分析物性测试、压汞、核磁共振、水驱气等实验数据,研究西湖凹陷某构造花港组致密砂岩储层的孔隙结构、气水渗流特征及其影响因素。该区致密砂岩储层孔隙类型以粒间溶孔为主,孔喉半径细小,且孔喉分选性差,排驱压力高;致密砂岩储层束缚水饱和度高,两相渗流区窄,气相相对渗透率较低,且见水后急剧下降,残余气饱和度较高,最终采收率低,且无水期采收率占最终采收率的比例很大,应充分重视储层见水前的天然气开采。储层渗流特征受物性、孔隙结构、原始含水饱和度以及润湿性等多种因素的影响,其中孔隙结构影响最大。     

广安气田须四段低渗砂岩气藏渗流机理研究

在对储层特征进行详细分析的基础上,从毛管压力、储层结构特征、两相渗流特征、气体单相低速渗流特征和水锁、油锁损害等方面,深入研究了广安气田须四段低渗砂岩气藏渗流机理。研究结表明:须四段低渗砂岩气藏孔隙度集中在3%～7%之间,渗透率集中在0.001×10-3μm2～16.2×10-3μm2之间,属典型的低孔、低渗气藏。毛管压力曲线具有双峰态特征,属于中等偏差储层,孔喉中值半径0.1μm可作为划分储层与非储层的界限。低渗储层气水共存时,气体渗流受到滑脱效应和毛管力影响,低速渗流阶段,毛管力影响较为明显,使气体渗流产生低速非达西渗流现象。由于储层初始含水饱和度较高,随着部分可动水能够采出,水锁损害将得到改善,但凝析油析出量的增加,在喉道处易形成的"贾敏效应",增大气相渗流阻力,影响气井产能,造成油锁损害。     

苏里格致密砂岩气藏单相气体渗流特征

致密砂岩储层气体渗流机理是准确建立渗流模型、评价产能、合理开发气田的理论基础。对单相气体在苏里格致密气藏渗流过程中的介质变形、滑脱效应、高速渗流的机制进行实验研究。采用定围压、降低内压的方式评价了苏里格致密砂岩气藏的应力敏感性,利用Brace方法求得苏里格致密气藏岩样的有效应力系数,通过实验研究了滑脱效应在致密储层中可以忽略的最低压力值。结果表明,苏里格致密气藏存在较强的应力敏感性。在保持岩心所受有效应力不变的条件下,可以忽略滑脱效应的最低压力值随着储层渗透率的增加而减小。由于致密砂岩储层渗透率极低,气体的渗流速度受限,在足够高的压力平方差下气体流动仍然属于达西流的范畴,因此气体在致密气藏基质中流动时不会出现高速非达西流。     

校正致密岩心中末端效应及相渗计算误差的计算方法

室内相渗曲线测试常采用非稳态方法。传统测量方法未考虑末端效应及相渗曲线的计算误差。基于末端效应机理研究,建立了考虑致密砂岩末端效应的数学模型;并分析了末端效应和JBN计算方法对致密砂岩岩心非稳态法相渗测试结果的误差。研究表明:增大驱替压差或提高岩心长度可有效降低末端效应导致的测试误差;但降低幅度存在极限值。同时,仅改变实验条件无法完全消除JBN计算方法导致的测试误差。因此,得到考虑末端效应的致密砂岩岩心非稳态法测定相渗曲线的校正图版,能够保证相渗曲线测试结果的准确性、提高油田生产动态预测的可信度。     

致密砂岩储层孔隙结构特征及其对开发的影响

致密砂岩孔隙结构特征是致密油气地质评价的核心研究工作。通过铸体薄片、X-射线衍射、扫描电镜、常规压汞、恒速压汞及气水相相对渗透率等多种实验分析手段，研究了川西中江气田沙溪庙组致密砂岩孔隙结构特征，探讨了孔隙结构差异性成因，并分析孔隙结构对开发的影响。研究表明，中江气田沙溪庙组致密储层岩石类型以岩屑长石砂岩、长石岩屑砂岩和岩屑砂岩为主；储层物性受原生矿物组合与成岩演化过程及其产物的影响，其中，石英对储层的渗透率贡献相对明显，对孔隙度影响不明显，黏土矿物、方解石都对孔隙度和渗透率影响明显，均呈负相关；在孔隙结构参数中，孔喉组合关系、喉道大小决定储层渗流能力，以大孔喉对储层渗透能力的贡献最大；孔隙结构对产能及气井生产特征影响明显，孔隙结构均质性越好所对应的气井产能及平均日产气就越高。研究成果对于深入理解致密砂岩孔隙结构及气井开发效果差异性具有重要的理论意义，能为气藏合理开发及评价提供科学依据。     

应力敏感对致密砂岩气藏气水两相渗流特征影响研究

随致密气藏开发进行,地层压力降低产生应力敏感从而影响气水两相渗流。通过非稳态气驱水实验模拟致密气藏地层条件下气水两相渗流过程,研究了苏里格气田某区块盒8致密储层应力敏感对气水两相渗流的影响。结果表明:围压增大,气水渗流能力降低、共渗区减小、束缚水饱和度增大但总出水量变化不大,由于气相和液相应力敏感存在差异,气相相对渗透率增大、水相相对渗透率减小。     

大庆火山岩孔隙结构及气水渗流特征

利用CT成像、恒速压汞、核磁共振、铸体薄片等实验技术,对大庆火山岩岩石的孔隙结构和气水渗流特征进行了分类研究。研究表明：大庆火山岩孔隙结构复杂,喉道细小,孔隙易被喉道控制,喉道大小决定储层的渗透性,储集空间可以分为孔隙型、裂缝型、致密型三种类型,不同孔隙类型岩样的储集空间、气水渗流特征明显。大庆火山岩残余水饱和度较高,气水渗流显著特征是裂缝型岩样两相渗流区间小,但在高含水饱和度下,气相仍具备一定的渗流能力,表明裂缝具有较好的导流能力,孔隙型岩样两相渗流区间较大,在残余水饱和度下,气相相对渗透率较高,储渗物性较好;随含水饱和度的增加,两种类型的岩样气相相对渗透率下降均比较快。     

致密砂岩气藏渗流特征及转化临界条件研究

我国大多数致密砂岩气藏具有高含水饱和度特点,导致其渗流机理与常规气藏比较表现出不同的非线性渗流特征。掌握低渗致密高含水砂岩气藏渗流特征及定量确定不同非线性渗流特征相互转化临界条件对于指导该类气藏开发具有重要意义。以四川盆地须家河组某低渗致密砂岩气藏为研究目标,通过建立定量化渗流机理实验测试技术及渗流机理诊断分析技术,采用实际储层岩样开展79样次渗流机理实验测试及分析,通过对实验测试结果分析建立不同渗流特征相互转化临界条件。研究表明,不同的岩样条件下,气体渗流表现出不同的渗流特征;低渗高含水砂岩气藏普遍存在四种渗流特征:阈压效应、滑脱效应、达西渗流及高速非达西渗流特征;当气相有效渗透率小于0.02 m D、有效气相孔隙度小于6.5%储层,存在明显阈压效应;不同渗流效应相互转化临界条件不仅与储层物性有关,更重要的是受储层含水饱和度的影响。     

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。     

水湿油藏油气水三相渗流模拟

针对试验获得多孔介质中油气水三相的渗流参数难度较大、经验模型预测不准确的问题,建立水湿油藏近混相状态下的三相渗流网络模型.利用孔隙级模拟方法分析三相渗流过程中可能存在的3种驱替过程,模拟再现不同的饱和路径,得到油气水三相相对渗透率.结果表明:在水湿油藏中,各种驱替结束后最终的油气水分布均为水相占据小孔隙,气相占据大孔隙,油相占据中间孔隙;三相水湿体系中的水相相对渗透率只是含水饱和度的函数,气相相对渗透率和油相相对渗透率小仅与各自的饱和度有关,还与三相饱和历史有关.     

川西致密砂岩气藏测井评价技术及其发展展望

川西致密砂岩气藏具有低孔隙度、低渗透率、孔隙结构多样、气水关系复杂的地质特征,使得传统测井评价技术得到的孔隙度、渗透率、含水饱和度等参数精度偏低,测井评价容易产生偏差,因此,亟需开展有针对性测井评价技术研究。以中江沙溪庙组复杂河道致密砂岩气藏为研究对象,结合气藏勘探开发实践,形成了以基于沉积微相约束的测井曲线标准化为基础,以多元回归、BP神经网络、基于流动单元的储层物性评价技术和多因素交会、基于多因素判别的流体识别雷达图、变$m$、$n$参数的饱和度评价模型为核心的致密砂岩气藏测井评价技术体系,为中江沙溪庙组气藏的高效开发提供了有力的支撑。形成的致密砂岩气藏测井评价技术体系为同类型的气藏开展相关研究提供了有效的借鉴。     

致密砂岩含气区成藏条件与模式研究

在大量资料调研的基础上,总结出致密砂岩气藏(田)具有低孔隙度、低渗透率、高含水饱和度、复杂气水关系、地层压力异常、砂体多呈透镜状等一般特征;对鄂尔多斯盆地上古生界致密砂岩含气区、川西坳陷超致密砂岩含气区及准噶尔盆地南缘高丰度致密砂岩含气区的成藏条件、成藏机理及成藏模式进行了系统对比分析。认为我国不同致密砂岩含气区的地质条件、成藏机理均有较大不同:鄂尔多斯盆地致密砂岩含气区构造平缓,储层的致密化程度中等,气藏具有明显的气水倒置关系;川西坳陷致密砂岩含气区的突出特点是储层超致密化,由于受喜马拉雅运动及超压的影响,形成大量的断裂和裂缝,气体沿裂缝运移至圈闭聚集成藏;准噶尔盆地南缘高丰度致密砂岩含气区超压产生的裂缝是气体运移的主要通道,气藏的分布主要受背斜构造带及优质盖层分布的控制。