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。     

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。     

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。     

致密砂岩气藏气水相对渗透率计算方法改进

采用传统的JBN方法对致密砂岩气藏进行非稳态法气水相对渗透率测定由于气体滑脱效应明显,容易致使气相相对渗透率值偏高,误差较大,需考虑气体滑脱效应的影响对JBN方法进行改进。由于流体的渗流与孔隙结构有关,且气体滑脱也与岩石孔隙半径有关,通过建立渗透率与孔隙半径的关系,采用将不同含气饱和度下的气相渗透率转化为液体渗透率进行相渗计算的方法,消除滑脱效应的影响,对气水相对渗透率曲线进行修正。修正后的气体相对渗透率曲线下降明显,得到的相渗曲线也更能准确地反映致密砂岩气藏气水相渗变化规律,为气藏开发提供依据。     

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。     

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%。     

王府火山岩气藏储层及渗流特征研究

针对王府火山岩气藏储层岩性复杂,气、水渗流规律认识不清的问题,利用X衍射、压汞、核磁共振、阈压梯度等实验技术,对王府火山岩气藏储层特征和单相气体、气水两相渗流规律进行了研究。结果表明,王府气田储层岩性主要为流纹岩、安山岩、火山角砾岩,属低孔致密储层,储集空间类型为孔缝型。火山岩岩心单相气体渗流时,1~2 MPa是气体单相渗流流态发生转折的临界点;若以流量和压力平方梯度作为描述气体渗流曲线的坐标轴,其曲线特征以0.05×10-3μm2为界限分为2种渗流形态。含水火山岩岩心气体渗流时,当束缚水饱和度小于60%时,孔缝型岩样阈压梯度明显低于孔隙型岩样。     

致密砂岩气藏应力敏感的全模拟试验研究

高温高压全模拟全直径致密砂岩气藏岩石降压开采试验数据揭示了致密砂岩气藏高速开采可对储层造成渗透率损害 ,损害的机理是孔隙介质中微粒迁移堵塞孔喉和高速开采所导致有效上覆压力增加使孔喉缩小所造成的综合效应。微粒迁移可通过提高生产压差解决 ,而防止大压差生产所引起的应力敏感则必须严格控制生产压差在 0 .2～ 8MPa范围内 ;,对渗透率低于 0 .2× 1 0 - 3μm2 的储层则可适当放大生产压差     

四川中坝须二致密砂岩气藏成藏机理

在对四川盆地西部中坝须二气藏地质特征进行描述后,发现该气藏的含气带与含水带之间存在一条致密带。致密带的储渗条件相对上、下两带差。通过对该气藏的成藏过程分析后,认为其并非为前人所认识的构造圈闭气藏,而应为构造-成岩复合圈闭致密砂岩气藏。     

非达西渗流效应对低渗透气藏直井产能的影响

由于低渗透气藏普遍具有低孔、低渗、高含水特征,导致其气体渗流表现出明显的非达西渗流效应,如应力敏感效应、启动压力梯度及滑脱效应.鉴于此,基于Forchheimer二项式渗流方程,引入新的拟压力函数,推导出综合考虑应力敏感效应、启动压力梯度及气体滑脱效应共同影响下的气藏直井产能模型.并以某低渗透气藏为例,研究这些效应对其产能的影响程度.结果表明;应力敏感效应比启动压力梯度、滑脱效应对直井产能的影响强烈得多;应力敏感使气井产量最大可下降49.46％;启动压力梯度使气井产量平均可下降3.09％;气体滑脱效应使气井产量平均可增加2.58％.     

致密气藏压裂气井产能计算新方法

超低渗致密储层孔喉细小,属于微纳米孔,物性差,属于微纳米级流动,气体普遍存在复杂的非线性渗流效应,如滑脱效应、启动压力梯度及应力敏感效应。本文将超低渗致密气井的生产划分为三个阶段,早期段大裂缝的高速非达西流动,中期段反映裂缝边界控制椭圆达西渗流,晚期段反映基质的低渗非达西渗流。根据扰动椭圆的概念和等价的发展矩形的思想,引入新的拟压力函数,建立综合考虑气体滑脱效应、启动压力梯度、应力敏感效应共同影响下的气井压裂后产能预测模型,为超低渗致密气藏合理产能的求取提供理论依据。研究结果表明：在气井生产过程中,压敏效应对气井产能影响最大,其次是阈压效应,而滑脱效应仅在低压阶段起作用,并且影响较小;压敏效应较强的气藏,应减小气井生产压差。     

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。     

扩散在低孔渗致密砂岩气成藏中的作用和贡献探讨

根据气体在浓度梯度作用下进行自由扩散的原理,开展浓度梯度驱动下的天然气扩散运移物理模拟实验,对扩散在低孔渗致密砂岩气成藏中的作用和贡献、低孔渗致密储层天然气成藏机制进行探讨。结果表明:浓度梯度驱动下的天然气扩散运移模拟实验后低孔渗致密砂岩最大含气饱和度与物性总体呈负相关关系,渗透率≤0.1×10-3μm2时最大含气饱和度与孔隙度具有更好的负线性相关性,渗透率0.1×10-3μm2时最大含气饱和度与渗透率具有更好的负线性相关性;当低孔渗致密砂岩的孔隙度小于0.6%、空气渗透率小于0.01×10-3μm2时,扩散可能对低孔渗致密砂岩含气饱和度的增加起主要作用和贡献;扩散是低孔渗致密储层天然气成藏的重要机制之一,是中低丰度低孔渗致密储层大面积含气的重要原因之一。     

致密砂岩气井气水两相产能预测半解析模型

致密砂岩气井产能预测受气水两相流特征和裂缝渗流参数影响大,相比于数值模拟,基于解析模型的产能预测计算快、应用较广,但传统的解析模型在处理两相渗流方程非线性问题时简化过大,造成动态分析结果误差较大。针对这一问题,考虑了储层和裂缝中的气水两相流动特征,利用三线性流模型表征压裂缝及储层应力敏感性,建立了致密砂岩气井气水两相产能预测模型。将流动物质平衡方程与牛顿迭代法结合,利用平均地层压力逐步更新渗流模型非线性参数,并通过逐次迭代将气水两相模型线性化,获得了模型的半解析解。通过与商业数值模拟软件结果对比以及矿场实例应用验证了模型的准确性,并绘制了气水两相产能预测曲线,分析了敏感性参数对产能的影响规律。研究结果表明,所建立的半解析求解方法能够高效地处理气水两相非线性渗流问题,快速准确地获取致密气井产能预测曲线;致密储层产水严重影响了气井产能,合理的裂缝参数对提高气井产能至关重要;气藏开发过程中应合理控制生产压差,降低应力敏感效应对致密气井产能的影响。     

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。     

玛湖1井区乌尔禾组致密砂砾岩储层物性特征研究

新疆油田玛湖凹陷现为世界储量最大的砾岩油藏,玛湖1井区乌尔禾组是其开发的主力层位之一.致密砾岩油藏孔喉结构复杂,基础物性特征不同于常规储层,需要深入研究.通过岩石薄片、激光衍射、高压压汞、压差-流量法驱替等方法研究了该储层孔隙、粒度、启动压力梯度等物性特征.结果表明:致密砂砾岩储层粒度以2～10 mm为主,黏土矿物以伊...     

含油气盆地致密砂岩类油气藏成因机制与资源潜力

通过对典型致密砂岩油气藏的解剖,并结合成藏过程中油气排运时期和储层致密演化时期匹配关系分析,确定含油气盆地深部发育致密常规油气藏、致密深盆油气藏、致密复合油气藏3种不同类型的致密砂岩类油气藏;在此基础上采用理论计算对中国致密砂岩油气资源进行评价。结果表明:沉积盆地内部实际存在的油气资源量比以往认识和评价的结果大很多,目前中浅部见到的和已发现的常规油气资源不到盆地内富集资源总量的25%,大于75%的油气资源富集在孔隙度小于12%、渗透率小于1×10-3μm2的致密砂岩储层内;在致密油气资源中,致密常规油气资源大致超过油气总资源的25%,致密深盆油气资源超过50%;致密油气资源是含油气盆地挖潜勘探和可持续发展的最主要方向。