致密砂岩气藏水锁伤害及对产能的影响

为了评价致密砂岩气藏水锁伤害对储层的影响程度,设计了适于测定致密砂岩水锁伤害的试验方法,开展了室内试验研究,并分析了水锁伤害对气藏产能的影响。研究表明:致密砂岩束缚水饱和度较高,平均为47.67%,水锁伤害率平均为76.49%,水锁伤害严重。渗透率越低的岩心,水锁伤害越严重。水锁伤害主要发生在含水上升的初期阶段,水锁伤害率随含水饱和度的增加而增加的幅度越来越小;水锁伤害对产能的影响较为显著。水锁发生后,气体产能下降幅度超过了60%;水锁伤害半径越大,对产能的影响也越大,影响程度达到17.78%。致密砂岩储层水锁伤害要以预防为主,因此,油气田现场要适时地采取措施防止水锁伤害的发生,并建立合理的气井生产制度。     

基于生产动态数据的产水气井水锁伤害预测数学模型

为了解决水驱气藏储层水锁损害定量预测的问题,基于气水渗流理论,建立了适用于产水气井的水锁伤害预测理论模型。研究结果表明：气井水锁效应主要会对气相相对渗透率造成显著影响,储层水锁伤害不仅取决于储层物性,而且受制于气井的生产时间、工作制度、开发方式等因素;其次,气井水锁表皮系数随产水气井生产时间的增加而增大,气井水锁损害程度随着气井生产时间的增加而不断加深,上述指标能够量化产水气井在开发中后期由边水侵入导致的气井水锁伤害。本文理论推导的衡量气井水锁伤害的指标,能够客观反映产水气井控制范围内的储层流体整体渗流特性及气井水锁动态,但是计算结果对气井生产数据与动态监测资料的依赖性较强。     

低渗透储层水锁伤害机理核磁共振实验研究

客观准确地评价低渗透储层的水锁伤害是入井流体优选、增产改造措施和水锁防治解除措施合理运用的基础.对孔隙介质中水的赋存状态、储层伤害原因、黏土吸水伤害和水锁伤害微观机理进行了深入分析;利用低磁场核磁共振T2谱技术,结合常规流动实验手段,对同一性质岩心开展了黏土吸水伤害和水锁伤害实验,提出了水锁伤害核磁共振实验评价方法.通过实验,准确给出了水锁伤害程度;建立了束缚水增加量与黏土吸水伤害程度、可动水相滞留量与水锁伤害程度之间的对应关系;从而对引起水锁伤害的原因做出更精确的判断,实现了对水锁伤害的客观评价.     

自吸条件下火山岩气藏水锁伤害效应实验

 水锁效应广泛存在于火山岩气藏中,是火山岩气藏的损害类型之一,严重影响着火山岩气藏的开发效果.本文结合核磁共振技术通过室内实验研究,探讨低渗透火山岩气藏自吸作用下的水锁伤害机制及伤害程度,通过气驱反排实验模拟了火山岩气藏水锁解除过程.研究表明:各渗透率级别的火山岩岩心自吸吸入水饱和度与吸水时间并非呈线性关系,自吸开始的2h之内,岩心含水饱和度急剧增加,随着自吸时间的增加,岩心含水饱和度增加幅度越来越小,自吸16h后岩心吸入水量已基本保持不变;应用核磁共振技术研究了吸入水量与孔隙结构的关系,发现孔隙结构越复杂,岩心吸水量越大;通过反排实验发现,岩心含水饱和度以及水锁伤害率随反排孔隙体积(PV)数的增加而减小并趋于平缓,反排25PV后水锁伤害基本得到解除;针对目前水锁伤害评价存在的不足,结合储层中水锁伤害的产生和解除,提出一种改进的水锁伤害评价方法——动态水锁评价方法.     

沙特高温高压低渗凝析气井全过程欠平衡设计与应用

 沙特B区块属于高温高压低渗凝析气田,储层为致密砂岩地层,在前期的勘探作业中,钻井中显示良好而测试时产量不高,室内实验表明油锁和水锁是引起储层伤害的主要原因.为了解决这个问题,本文采用一种新型全过程欠平衡设计方法,在设计时充分考虑了井控安全、油锁、水锁、井壁稳定对井底负压值的影响、在水力参数计算过程中高温高压对钻井液密度和黏度的影响;在施工过程中考虑了在钻进、接立柱、取心、起下钻等整个作业过程中保持井底负压所需要的设备和工艺.通过现场M-0001井试验表明,该方法能有效释放油气井产能,避免储层伤害,测试后显示该井表皮系数为-3.44,钻井过程中储层没有污染.     

低渗透砂岩气藏伤害特征分析

低渗透气藏的伤害机理比一般气藏复杂得多.为探究低渗透砂岩气藏的伤害特点,利用低渗透砂岩气藏的天然岩心进行了一系列的室内储集层伤害评价实验,结果表明水锁效应、应力敏感性以及微粒运移是低渗透砂岩气藏伤害的主要因素,而水锁效应最为突出.     

气井防水锁防粘土膨胀射孔液研究与应用

通过分析盆5、滴西14等多个气藏的储层物性、岩性、敏感性等储层资料,开展了水锁伤害和结垢堵塞伤害评价研究。发现新疆气田气藏敏感性强,气藏粘土膨胀伤害、水锁伤害和结垢堵塞伤害较为严重。针对储层伤害的特点,本文研制了粘土防膨剂、共聚物防垢剂、咪唑啉类缓蚀剂,优选了高效防水锁剂和无固相加重剂等,开发了满足新疆气藏气井射孔作业储层保护需要的防水锁防粘土膨胀射孔液,同时根据不同气田射孔作业的需要,确定了射孔液的配方调整方法。结果显示,现场应用效果良好,测试表皮系数比邻井降低了20%~50%,有效解决了射孔作业储层污染的问题。该射孔液具有防水锁伤害、防粘土膨胀伤害的功能,同时具有密度可调、性能稳定等特点,对气藏储层伤害小,在新疆气田致密气藏、水敏气藏的气井射孔作业中具有良好的推广应用价值。     

低渗透储层水锁伤害机理及低伤害入井液体系的研究

水锁效应是油井作业过程中普遍存在的问题。在低孔、低渗透储层中,入井液水相的入侵对油相渗透率的影响尤为严重。针对海上埕岛油田东营组低渗岩心,通过恒压水侵物模实验评价了水相入侵对油相启动压力的影响,从而定量的表征了水锁的伤害程度。水侵实验表明,岩心中仅仅侵入0.3 PV的水,即可将油相启动压力由0.056 MPa提高到0.120 MPa。在水锁伤害研究的基础上,有针对性的研究了降滤失修井液体系,根据脂肪酸甲酯易于乳化的特点,研发了乳状液修井液体系。恒压水侵实验表明,该乳状液体系在水相和油相中均具有较好的降滤失能力;在2.89~8.78 MPa/m的压差梯度范围内,其降滤失率可达49.12%~88.67%。同时返排实验表明,水侵后恒压注油平衡压力为0.182 MPa,相比而言,乳状液侵入后恒压注油平衡压力则可降低至0.158 MPa。试验结果表明乳状液修井液体系降滤失效果较好,对储层岩心伤害较常规水相小。     

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。     

低渗储层液锁伤害的精确测量与评价

针对现有液锁伤害测量方法操作复杂、测定数据精度低的问题,设计了高精度注入装置和对应的液锁伤害测定方法,并形成了低渗储层液锁伤害评价方法。研究表明:所设计的注入装置更加精确、实用;液锁伤害主要发生在含水饱和度相对较高的区间上,渗透率伤害率随着含水饱和度的增加而逐渐增加,整体都在50%以上,呈现出"S"形曲线形态,且渗透率越低其曲线的"S"形态越明显;液锁伤害率曲线随渗透率的增加以渗透率为2.2×10~(-3)μm~2和15.5×10~(-3)μm~2为拐点而呈现三段式降低,渗透率越高,伤害程度越小;液锁阻塞半径随产量的增加而增加,在产量一定时,阻塞半径随液锁伤害率的增加而增加,并依照阻塞半径变化曲线建立了液锁伤害评价标准,将液锁伤害率在0～27%、27%～43%、43%以上三个区间上的伤害程度分别定义为低伤害、中等伤害和高伤害三个等次,其对应的阻塞半径分别为0～1.5、1.5～6、6 m以上;液锁伤害应以预防为主,适时地采取措施防止液锁伤害的发生,并要建立合理的气井生产制度。所设计的实验装置和实验方法操作性强、数据可靠,为深入研究储层伤害提供了重要依据,为油气田开发及储层保护提供重要的技术参考。     

考虑多因素的低渗气藏产能方程

低渗气藏由于其具有孔喉小、物性差、渗透率低等特征,在实际开发中难度较大,对于技术要求较高。为了更加准确计算低渗透气藏的气井产能,对低渗气藏渗流特征进行了描述和数学表征,特别是针对前人推导产能方程考虑因素不全和不准确的现象进行了补充和修正,基于拟启动压力梯度模型,推导和建立了同时考虑滑脱效应、启动压力梯度、应力敏感、高速非达西和水锁损害的低渗气藏产能方程,并对影响因素进行了敏感性分析。结果表明,滑脱效应使气井产能变大,启动压力梯度、应力敏感和水锁损害使气井产能变小;水锁损害对气井产能影响最大,启动压力梯度次之,应力敏感和滑脱效应分列三四;通过实际气藏数据和生产资料验证,产能方程对于现场开发具有指导意义。     

醇处理在减少致密气层伤害中的应用

在钻井过程中,致密气层会受到伤害,醇处理可以减少这种伤害。这是因为醇可以减小表面张力,与水或水和烃形成低沸点共沸物,将侵入的水排出。当有粘土存在时,还可使膨胀的粘土收缩,从而提高气体的有效渗透率,恢复气井生产能力。本文提出了在不同地层条件下选择醇浓度的方法,为实际应用创造了条件。还提出了一种研究岩心伤害后渗透率在岩心中分布的方法,研究结果证明,离岩心入口端1～3mm的区域是主要伤害区。醇处理可以减小伤害区的含水饱和度,并使压裂液产生的滤膜收缩,因此可有效地改善压裂措施的增产效果。醇处理既可以作为致密气层的一种单独处理措施,也可以作为其它措施(如压裂、酸化)的预处理或后处理步骤,以减少气层的伤害。     

川西蓬莱镇组致密砂岩毛管自吸水膜厚度变化与水锁关系实验

川西蓬莱镇组致密砂岩储层具有低孔、低渗特征,在开发过程中外来流体导致储层严重水锁损害。因此有必要对致密砂岩毛管自吸条件下不同含水率水膜厚度变化进行研究,为改善水锁损害方法的研究提供依据。利用毛管自吸法加工不同饱含水岩样,以氮气为流动介质,通过公式计算水膜厚度大小;并结合压汞实验数据,设计实验定量的分析水膜厚度差异与水锁关系。结果表明,岩石微观孔径主体分布为200 nm左右,毛管压力高,润湿相受毛管力作用表现为易进难出;当水膜厚度从10 nm增加到90 nm时,有效孔隙半径从100 nm减小到25 nm,氮气渗透率下降了95%。因此,认为通过对比水膜厚度与有效孔径大小可表征相应水锁损害程度,毛管自吸作用水膜厚度的增加导致致密砂岩气藏微观渗流能力下降,且随水膜厚度的不断增加水锁损害加剧。     

储层伤害试井评价新方法研究

针对传统储层伤害试井评价的污染带渗透率求取存在较大偏差,进而影响表皮系数准确分解的问题,建立了改进的麦金利图版试井分析新模型,利用拉普拉斯变换进行了求解,并编程绘制了新的分析理论图版（改进的麦金利图版）,获得了新的拟合解释方法,可以非常准确地求取污染带渗透率。再利用Hawkins 公式,优化计算真表皮系数和污染半径,从而利用污染带渗透率、污染半径和真表皮系数进行储层伤害试井评价。最后,进行了实例分析,结果符合现场实际,为改善储层、采取措施提供了依据。     

水基冻胶压裂液对致密气层伤害机理

水力压裂是油气井的主要增产措施之一。压裂液对油气层渗透率的损伤是影响压裂增产措施的重要因素。在室内用水基冻胶压裂液浸入致密气层岩心,进行了伤害试验研究。研究表明,影响岩心伤害率的主要因素有岩心的渗透率、压裂液破胶程度和试验条件。由于岩心的液相饱和度增大和高分子聚合物在其壁面上形成的滤饼堵塞而影响油气层渗透率。在对比和选择压裂液时,应采用相同的试验方法,并在相同的试验条件下进行,使试验结果具有可比性。文中论述了岩心的伤害率计算方法。提出以岩心的绝对渗透率和束缚水饱和度条件下的有效渗透率作参考渗透率来计算伤害率。     

基于低场核磁共振技术的致密砂岩气藏防水锁作用机理研究

致密砂岩气藏孔隙度、渗透率较低,微观孔喉尺度细小,在生产及压裂过程中极易产生水锁伤害。为开展致密储层防水锁作用机理研究,本文将常规岩心自吸实验、防水锁剂抑制水锁伤害实验与低场核磁共振技术相结合,从微观角度揭示致密砂岩储层微纳米级孔喉中的防水锁作用机理,为致密砂岩气藏防水锁相关研究提供理论依据。研究结果显示,加入防水锁添加剂后,流体表面张力下降,接触角增大,自吸速率变慢,渗透率有一定程度恢复;在此基础上,通过核磁共振T2谱从微观角度评价缓慢自吸阶段液体在不同孔喉尺度范围内的液相水锁滞留现象,其中加入防水锁添加剂后在自吸20h时在较小孔喉处自吸液相平均占比为38.61%,整体孔喉平均液相占比为35.79%。而在未加入防水锁试剂的样品中在自吸20h时在较小孔喉处液相占比为67.48%,整体孔喉占比为54.52%;通过防水锁剂抑制水锁伤害实验得出,加入防水锁剂后渗透率恢复程度在15.38%～20.19%,整体液相滞留占比平均下降幅度在10.73%。研究发现防水锁剂有效地降低了较小孔候处液相滞留占比,降低流体表面张力以及增大岩心疏水性能,揭示了致密砂岩气藏防水锁作用机理,为致密砂岩气藏降低水锁伤害程度、提高返排效率,为实现高效开发提供理论支撑。     

低渗透砂岩气藏渗流特征及渗透率下限研究

针对川中须家河组低渗气藏含水饱和度高、气井单井产能低、稳产困难的现状,急需优化调整生产方案提高产能。为此,通过计算机断层扫描(computed tomography, CT)技术分析了不同类型储层的孔隙结构特征及其影响;其次,在地层条件下进行实验研究了不同类型岩心的气-水两相、气相单相的渗流特征,并确定了气藏开发的渗透率下限。研究表明,与孔隙度、孔喉半径相比,孔隙类型对渗透率的影响程度更高;随着含水饱和度的提高,气相流动能力大幅降低;束缚水条件下,孔隙型岩心内的气相流动存在启动压力梯度;当生产压差为16 MPa和20 MPa时,对应的渗透率下限分别为0.34、0.27 mD。实际生产过程中,可以通过控制含水饱和度、提高储层渗透率或生产压差的方式提高气井产能。该研究对掌握低渗气藏的气相流动特征、优化调整生产方案具有借鉴意义。     

低渗含水气藏非达西渗流规律及其应用.

气藏开发实践和室内实验研究均表明低渗含水气藏气体渗流存在启动压力现象,研究启动压力梯度的影响因素和变化规律对气藏开发具有重要意义。通过长岩芯多测点气藏物理模拟实验方法,研究了低渗含水砂岩气藏气相启动压力梯度变化规律,对该参数与储层渗透率、含水饱和度进行了相关性分析,建立了低渗含水气藏启动压力梯度计算通式。结合气藏渗流理论,采用建立的启动压力梯度表征方法,针对典型气藏进行应用分析,确定了气井有效动用半径,形成了有效动用半径与储层渗透率和含水饱和度的关系图版,为类似气藏开发早期井网部署以及开发中后期井网加密提供了技术指导。