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。     

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。     

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。     

致密砂岩气藏渗流机理研究现状及展望

致密砂岩气藏渗流机理是开发致密气的理论基础。通过对致密砂岩气藏渗流机理研究进展进行调研,总结了目前致密气渗流机理的研究现状。并对苏里格致密砂岩气田的岩样进行应力敏感性实验研究。结合目前低渗砂岩气藏的研究现状,提出了致密砂岩气藏渗流机理研究的展望。致密气的有效应力表达式、压裂气井的高速非达西渗流、含水致密气藏的启动压力梯度和水膜厚度对气藏开采的影响,致密气的储层物性分析是今后研究的方向。     

致密砂岩气井的应力敏感效应渗流模型

 常规气藏的压裂气井生产时一般包括线性流动和径向流动阶段,椭圆流动被认为是过渡阶段而往往被忽略.致密砂岩气藏的渗透率极低,具有较强的应力敏感性,压力传播速度较慢,各个流动阶段在时间尺度上被延长,椭圆流动将持续很长一段时间,成为致密砂岩气井的重要流动阶段.目前试井分析中,常规模型与实际压力双对数曲线往往有较大差距.为精确描述致密砂岩气井的流动特征,运用保角变换方法建立椭圆系坐标下的渗流模型,采用应力敏感系数表示储层的应力敏感特征,通过摄动方法和变量分离,将拉普拉斯空间下的控制方程转换为马丢方程和变型马丢方程从而求解.通过分析理论曲线发现:应力敏感效应增加了拟井底流压降,并使得拟压力导数曲线末端上翘,产生假边界现象.该模型能够更加准确表达致密砂岩气井的渗流特征,对致密气试井具有较好的研究意义.     

致密砂岩气藏渗流模式及其影响效果分析

低渗致密砂岩气藏储层物性差,狭小的孔隙空间易产生启动压力,但压裂后投产的生产方式导致气藏原本的渗流模式发生改变。本文以川西致密砂岩气藏为研究对象,利用室内岩心实验及数值模拟技术,对比气藏实际生产指标,模拟储层渗流模式及其对开发效果的影响。结果表明,大规模压裂后投产的致密砂岩气藏原本单一的孔隙内渗流转变为孔隙内,孔隙到裂缝,裂缝到裂缝的多级渗流,基质与基质、基质与裂缝间的启动压力大幅度影响开发效果,渗流模式如模型4所示。气藏物性越差,启动压力梯度对开发效果影响越大,其中渗透率小于0.2×10-3μm2、含水饱和度大于45%是启动压力梯度对开发效果大幅度影响的临界点。基质-压裂区间启动压力梯度对开发效果影响甚微,而基质间启动压力对开发效果影响大,启动压力梯度越小,影响幅度越大,启动压力梯度小于4MPa/100m时,采收率及地层压力下降率降低幅度高达40%。     

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。     

致密砂岩储层微观孔喉表征及渗流模拟

为全面表征致密油储层的微观孔隙结构,对松辽盆地下白垩统青山口组致密砂岩储集层样品进行微米、亚微米尺度CT三维成像研究.在微米尺度下,样品1的孔喉结构表现一定的非均质性;样品2的孔吼结构整体均质性较强.在亚微米尺度下,样品1的孔喉直径主要为2.0~3.9μm,其中存在一些较小的短管状、孤立球状微米级孔隙;样品2的孔喉直径主要为2.2~4.2μm,颗粒周围存在一些具有一定连通性的短管状微孔,兼具喉道与孔隙的双重功能.利用格子Boltzmann方法进行单相微观渗流模拟分析,在0.7μm分辨率下,样品1、2的提取孔隙度分别为6.25%、9.3%,模拟渗透率分别为0.042、0.13 m D;在1.46μm分辨率下,样品2的提取孔隙度为9.14%,模拟渗透率为0.071 m D.两块样品的渗透率都具有一定的各向异性.基于上述结果,总结出该地区超低渗的五个决定性因素.     

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。     

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。     

致密砂岩油气藏开发技术

近年来,随着油气藏开采水平提高,致密砂岩油气藏的勘探开发成为关注的焦点。由于致密砂岩储层具有孔隙度小、渗透率低、粘土矿物类型丰富和岩性致密等特殊的地质特征,导致此类油气藏经济高效开发难度大。虽然在国内外已有成功开发致密油气藏的先例,但目前对于致密砂岩油气藏的开发技术还未形成统一的认识。该文对目前致密砂岩油气藏的开发技术进行了分析,希望借该文对致密砂岩储集层开发技术能有一个较为明确的认识。     

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.     

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。     

致密砂岩气层识别方法研究

致密砂岩气层识别较常规砂岩气层要困难得多。因为致密砂储层的孔、渗性能非常差,从而使许多方法的识别效果都不理想,利用川西某气田实际测井资料,仔细研究了几种常用气层识别方法对该类气层的识别效果,分析了各种方法的影响因素,并提出了几种比较合理的建议,以使其他同行们能起到借鉴作用。     

致密砂岩孔隙结构预测

孔隙结构对岩石弹性性质有着重要影响。因此,利用有效介质理论模型计算岩石弹性模量时必须要考虑这一因素。自洽等效介质理论通过改变模型中孔隙形状及其含量来计算岩石的弹性模量,进而得到岩石纵波速度。提出一种反向自洽模型(RSCM),利用该模型可通过岩样孔隙度和纵波速度预测岩样的等效孔隙结构及其含量。为验证其正确性,实验室测量了9块干燥砂岩样品的孔隙度和速度,并利用该方法估计了该组样品的孔隙形状参数(α)及其含量,而且利用X-CT对该组样品进行扫描成像分析其内部孔隙结构,并与预测结果进行对比分析。结果显示,预测结果和观测结果比较一致,从而证明RSCM方法的可行性。     

基于核磁共振实验研究致密砂岩渗吸特征

基于核磁共振实验及岩心压汞测试数据,研究致密砂岩储层自发渗吸过程,定量表征不同级别孔喉对自发渗吸作用的贡献;结合伪彩图像处理技术,对岩心渗吸过程进行可视化观测研究。研究结果表明:致密砂岩自发渗吸不只发生在岩心表面,对深层孔喉也有作用;渗吸过程毛管力起主导作用,重力与浮力作用微弱;识别出测试岩心的渗吸孔喉范围,0.1μm是区分提供渗吸动力喉道和主要泄油喉道的界限;整个渗吸过程可细分为渗吸前期、渗吸中期、渗吸后期3个阶段。     

基于格子玻尔兹曼方法的致密砂岩驱替模拟

基于数字岩心建模方法和格子玻尔兹曼方法,开展致密砂岩水驱模拟研究,分析致密砂岩水驱微观过程和机制。首先利用大庆油田龙虎泡地区高台子组致密砂岩CT扫描数据,建立三维数字岩心模型;然后利用Shan-Chen格子玻尔兹曼方法,建立油水两相驱替数值模型;之后对比分析不同注入速度和注入压力条件下驱替效率、换油率与驱替参数的关系,并给出致密砂岩三维微观孔隙尺度的驱替过程。结果表明:相同累积注入量条件下,提高水驱注入速度和驱替压差可以提高最终驱替效率;水驱注入速度和驱替压差存在驱替效率拐点;恒速水驱的平均最终驱替效率为49.6%,恒压水驱的平均最终驱替效率为47.3%。     

基于层次分析法的致密砂岩双甜点评价方法

致密砂岩储层是未来中国油气资源增储上产的重要支柱之一,有效的甜点预测则是致密油气成功勘探开发的重中之重.针对致密砂岩储层的甜点评价问题,提出了一套基于层次分析法,结合三维地质模型的综合甜点的评价指标体系、预测方法和工作流程.首先,系统分析致密砂岩储层的特性,总结建立了一套致密砂岩储层甜点评价指标体系;随后,通过地质与工程的综合甜点多信息融合,基于多参数三维地质模型,引入层次分析法进行了符合综合甜点评价需求的改造和融合,实现了基于层次分析法的致密砂岩甜点评价方法;最后,通过X区致密砂岩储层,对方法的有效性和准确性进行了测试.结果 表明,研究方法可以实现致密砂岩储层地质甜点、工程甜点和总和甜点的评价.     

基于喉道分布特征的致密砂岩渗吸模型

自发渗吸作用是致密砂岩油藏的重要采油机理,正确理解渗吸机理,充分发挥渗吸作用,对提高致密砂岩油藏的采收率具有重要意义。基于Hagen-Poiseuille方程,根据恒速压汞试验得到的喉道分布百分比与喉道半径的关系,建立了自发渗吸初期,自发渗吸量与渗吸时间的平方根呈线性变化的关系式;并选取长庆油田B418和B456两块岩心进行恒速压汞试验和渗吸试验,两块岩心根据解析模型求得的结果与渗吸试验结果吻合度较高,说明该方法可靠。试验结果同时表明,致密砂岩自发渗吸与喉道半径相关,喉道半径越小,毛细管力也就越大,其渗吸时间也就越长,渗吸量也越大。     

基于测井曲线重构的致密砂岩储层裂缝识别

常规裂缝识别方法受致密砂岩储层物性差、测井响应不明显等因素的影响,在川西坳陷M气田N段应用效果差,为了提高裂缝识别的准确率,提出基于测井曲线重构的致密砂岩储层裂缝识别方法。首先,在对声波时差、深浅电阻率测井曲线进行平滑滤波处理后,对其进行构建测井曲线“基线”的处理;其次,在构建声波时差与深电阻率测井曲线“反向基线”的基础上,提出消除钙质夹层影响的方法;再次,提取3个裂缝敏感因子：声波时差增大因子、电阻率减小因子以及电阻率幅度差因子;最后,使用改进的斜率关联度法计算3个裂缝敏感因子与裂缝发育程度之间的关联度,将其作为各个敏感因子的权重,加权计算得到裂缝综合指示参数。经过岩心描述、电成像资料的标定,确定0.05为裂缝综合指示参数的下限,从而确定了裂缝识别的标准。将该方法应用于研究区的5口井,裂缝识别准确率达到85%以上。