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。     

低阻砂岩气藏测井饱和度计算方法——以准噶尔盆地玛河气田为例

为了解决准噶尔盆地南缘地区低阻油气藏饱和度计算数值不准问题,以玛河气田古近系紫泥泉子组低阻砂岩气藏为例.通过孔渗、岩电、铸体薄片、阳离子交换容量等实验数据,研究分析阳离子交换量、阳离子当量电导、阳离子交换容量、胶结指数、饱和度指数等参数的变化规律,建立适用于低阻砂岩气层含水饱和度计算的变参数的Archie饱和度模型和Wax-man-Smits(W-S)饱和度模型,并进行实例井验证,获得良好效果.研究结果表明:在低阻砂岩气层中,常规的Archie模型适用于胶结指数、饱和度指数较小的纯产气或电阻率较低的水层,但在气水同层中解释效果较差;而通过变参数的Archie与W-S模型计算出的含水饱和度值均满足同一段储层下部含水饱和度大于储层上部的规律特征,其结果数据与岩心分析、气测试结果相吻合.两种饱和度计算新模型对低阻砂岩气藏储层饱和度的解释精度和流体识别的准确度提高方面具有重要指导意义.     

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。     

考虑裂缝和含水饱和度的致密砂岩应力敏感性

致密砂岩气藏裂缝发育和有效应力高的特征使其易发生应力敏感性损害,钻井完井液侵入或凝析水在近井地带聚集也将影响砂岩应力敏感性,这些因素都会对致密砂岩气藏的经济开发产生影响.考虑裂缝和含水饱和度的影响,选取鄂尔多斯盆地上古生界典型致密砂岩岩样,分别用干岩样、人工造缝岩样和含水饱和度低于束缚水饱和度的岩样进行了致密砂岩基块与裂缝的应力敏感性实验,并从岩石学特征入手,利用毛细管渗流模型和化学压实等理论分析了裂缝和含水饱和度对岩石变形的影响,探讨了致密砂岩应力敏感性损害机理.研究结果表明,致密砂岩应力敏感性损害严重,应力敏感性系数与基块渗透率线性负相关,而与裂缝岩样渗透率的对数线性正相关;水的存在加剧了致密砂岩应力敏感性程度,且含水饱和度越高应力敏感性越强.     

考虑裂缝和含水饱和度的致密砂岩应力敏感性

致密砂岩气藏裂缝发育和有效应力高的特征使其易发生应力敏感性损害，钻井完井液侵入或凝析水在近井地带聚集也将影响砂岩应力敏感性，这些因素都会对致密砂岩气藏的经济开发产生影响。考虑裂缝和含水饱和度的影响，选取鄂尔多斯盆地上古生界典型致密砂岩岩样，分别用干岩样、人工造缝岩样和含水饱和度低于束缚水饱和度的岩样进行了致密砂岩基块与裂缝的应力敏感性实验，并从岩石学特征入手，利用毛细管渗流模型和化学压实等理论分析了裂缝和含水饱和度对岩石变形的影响，探讨了致密砂岩应力敏感性损害机理。研究结果表明，致密砂岩应力敏感性损害严重，应力敏感性系数与基块渗透率线性负相关，而与裂缝岩样渗透率的对数线性正相关；水的存在加剧了致密砂岩应力敏感性程度，且含水饱和度越高应力敏感性越强。     

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。     

多裂缝系统致密砂岩气藏的水锁及应力敏感叠加伤害研究——以川西蓬莱镇组致密砂岩为例

为研究水锁、有效应力对裂缝储层的叠加损害,选取川西蓬莱镇组致密砂岩气藏岩样,进行了干岩样和不同含水饱和度条件下岩样应力敏感实验。实验结果表明,随着岩样含水饱和度的增大,水锁程度增大,应力敏感程度增强;同含水饱和度下,有效应力增加,水锁程度增强。在压裂后的多裂缝系统储层中水锁和储层有效应力两者的协同作用对多裂缝网络储层渗透率造成叠加损害,可以为多裂缝致密砂岩储层开发方案的设计提供依据。     

低渗致密气藏启动压力梯度测试方法讨论及分析

气体在低渗致密气藏储层中渗流普遍存在启动压力梯度(λ)现象,渗流法与气泡法是测试该参数两种主要手段;究竟在实际工作中应采用哪种方法来获取该参数,存在较大争议。首先分别采用气泡法及渗流法测试了10块岩样λ,剖析造成两者测试结果差异的根本原因;然后基于76块岩样气泡法测试值,建立综合考虑渗透率及含水饱和度影响的预测λ经验关系式;应用该方程与其他21块岩样气泡法测试结果进行对比。研究表明,气泡法及渗流法反映气体流动特征不同,气泡法描述的是气体从静止到流动的最大压力梯度,而渗流法表示气体保持连续流动所需要的最小压力梯度;气泡法测试过程更加符合启动压力梯度定义。渗透率及含水饱和度是影响启动压力梯度关键因素;建立的经验预测关系式较好地考虑了气藏物性及含水特点,计算值与实验测试值吻合较好。     

涩北气田疏松砂岩气藏微观气水驱替实验*

利用岩石薄片模型,采用微观可视化技术,通过气水驱替实验模拟疏松砂岩气藏成藏过程中束缚水的形成以及开发过程中地层出水的渗流机理,进行了疏松砂岩气藏微观气水驱替实验,实验结果表明：（1）充气完全时,储层中仅有束缚水,地层压力的降低导致束缚水转化为次生可动水,在驱替压差下逐渐产出,但其实际出水量较小,对气井生产几乎不会造成任何影响;（2）充气不完全时,超过束缚水饱和度的地层水在原始状态下就可动,形成原生可动水,开井后原生可动水逐渐产出,由于出水量较大,对气井生产将产生严重影响;（3）利用气驱水实验得到的初始含气饱和度以及水驱气实验得到的残余气饱和度估算涩北气田最终采收程度为64.00%,分析了次生可动水及原生可动水对气藏开发的影响、气藏的合理开发年限及最终采收率,为气藏的开发提供了依据。     

鄂尔多斯盆地致密砂岩气储层饱和度测井评价方法

 以鄂尔多斯盆地某区域石盒子组致密砂岩气储层为例,研究了其饱和度测井评价方法。宏观上基于岩屑石英砂岩及岩屑砂岩,微观上基于残余粒间孔及溶蚀-粒间孔,结合岩样薄片显微分析资料、岩电试验资料以及网络模型数值模拟结果,分析获得致密气储层的导电规律:地层因素F、孔隙度φ与电阻率指数I、含水饱和度S_w的关系由于岩性及孔隙类型的不同而存在差异,岩屑砂岩因其岩屑成分及孔隙类型的复杂性,增加了岩石的导电难度,在同等条件下,地层因素及电阻率指数均高于岩屑石英砂岩;电阻率指数与含水饱和度呈现指数关系,而非Archie模型的乘幂关系。在此基础上,分类型建立了可变胶结指数(m)的改进Archie模型,并应用于石盒子组致密气储层饱和度测井评价,结果显示饱和度计算值的绝对误差小于5%,验证了该测井评价方法的实用性。     

结合压汞实验与核磁共振测井预测束缚水饱和度方法研究

针对压汞实验与测井资料计算致密砂岩储层束缚水饱和度精度不高的事实,借助Purcell公式确定岩样流动孔喉下限,提出了基于流动孔喉下限确定束缚水饱和度的方法。由于致密砂岩等复杂储层存在较强微观非均质性导致流动孔喉下限不固定,认为在利用压汞实验确定束缚水饱和度时应分别确定岩样流动孔喉下限。通过对223块岩样压汞实验数据的分析,发现累积渗透率贡献达到99.9%时的非润湿相饱和度大致等于束缚水饱和度,并基于上述发现提出了利用核磁共振测井资料构建伪毛管压力曲线,以渗透率贡献达到99.9%为标准求取储层束缚水饱和度的思路,并与其他核磁共振测井束缚水饱和度模型计算结果对比。压汞实验所确定束缚水饱和度与岩心半渗透隔板实验所得相对误差在35%以下,测井新模型在精度和变化趋势上均与岩心数据较为吻合,两者计算结果均表明,该方法对束缚水饱和度的计算有一定贡献。提出的方法可提高压汞实验与测井资料计算致密砂岩储层束缚水饱和度的精度。     

一种新的致密气藏平均毛管压力计算模型

利用分形理论建立了新的毛管压力模型,研究致密气藏储层内部孔隙的分布特征。证明了Lekia提出的,在低渗透的致密砂岩气藏中,毛细管压力与含水饱和度在双对数坐标中呈线性关系的结论,而Brooks和Corey基于实验统计提出的毛管压力与归一化含水饱和度之间的线性关系仅仅适用于渗透率较高的砂岩储层。根据所建立的毛细管压力模型,推导出计算平均毛管压力曲线的方法。     

深盆气成藏数值模拟

深盆气藏是一种有别于常规气藏的特殊气体聚集类型,在靠近盆地中心的下倾部位致密砂岩内聚气、而在上倾方向渗透性较好的砂岩中含水,并且具有异常压力特征。数值模拟结果表明,深盆气的聚集是一种动态的气、水驱替过程,深盆气藏的异常压力特征也是这一过程中不同阶段气、水流动关系的一种表现。当气体供应速率大于散失速率时为气排水的过程,气、水同向流动,此时气藏表现为超压异常;当气体供应速率小于散失速率时为水排气过程,气、水逆向流动,此时气藏表现为低压异常。供气速率的自然变化导致深盆气的演化过程表现为静压→超压→低压→静压的压力变化过程,伴随着这一压力变化过程的含水饱和度表现为高→低→高的变化过程。大面积致密砂岩的存在、砂岩的低渗透性以及充足的天然气供应都是形成深盆气藏的有利条件。     

基于微观模型模拟气体成藏过程中气水运动机理及分布规律

为了研究气体成藏过程中气水的微观运动机理及其分布规律,在微观玻璃模型上开展了0.1、1和10 MPa气驱水压力下气水渗流及分布的微观模拟实验。研究结果表明:对于同样条件的气藏,其原始含气、水饱和度的大小完全决定于成藏过程中成藏动力的大小;成藏动力越大,原始含水饱和度越低,含气饱和度越高;相反原始含水饱和度越高,含气饱和度越低。在较高的成藏动力作用下可以得到较大的原始含气饱和度,而且剩余水主要是束缚水,一般情况下在开发的过程中是不可动的,即气藏开发是单相气体渗流,开发难度小,采出程度高。     

安塞油田王窑区水驱特征曲线及其应用

水驱特征曲线是油藏工程的一个很重要的方法．针对安塞油田王窑区渗透率很低、中低含水的现状,选择了一种适合于该区块的水驱特征曲线,并利用单井水驱特征曲线,对该区的３５口油井的单井控制储量、可采储量、剩余油饱和度以及采收率进行了标定．在分析对比的基础上,将该区的水驱特征曲线分为两种类型．水驱特征曲线计算结果表明该区的单井控制储量、可采储量、单井采收率都比较小,剩余油饱和度比较大,且各参数在单井间的变化不是很大     

非线性渗流对低渗气藏采收率的影响

 低渗透气藏开发过程中普遍存在非线性渗流,研究非线性渗流对采收率影响对于合理开发此类气藏具有一定意义。选取塔里木某低渗透气藏的岩心开展不同渗透率和含水饱和度条件下的非线性渗流实验,实验表明低渗透气藏存在启动压力梯度和较强的应力敏感性。渗透率越低、含水饱和度越高,启动压力梯度越大,应力敏感性越强,非线性渗流特征越明显。非线性渗流对低渗透气藏采收率有较大影响。启动压力梯度越大、应力敏感性越强的气藏,最终地层废弃压力越高,采收率越低。在低渗透气藏开发部署时,尽量寻找较高渗透率和较低含水饱和度的储层,优先开发。同时,井网加密调整、储层改造、降低含水饱和度也是提高低渗透气藏采收率的有效途径。     

深盆气成藏数值模拟

深盆气藏是一种有别于常规气藏的特殊气体聚集类型，在靠近盆地中心的下倾部位致密砂岩内聚气、而在上倾方向渗透性较好的砂岩中含水，并且具有异常压力特征。数值模拟结果表明，深盆气的聚集是一种动态的气、水驱替过程，深盆气藏的异常压力特征也是这一过程中不同阶段气、水流动关系的一种表现。当气体供应速率大于散失速率时为气排水的过程，气、水同向流动，此时气藏表现为超压异常；当气体供应速率小于散失速率时为水排气过程，气、水逆向流动，此时气藏表现为低压异常。供气速率的自然变化导致深盆气的演化过程表现为静压→超压→低压→静压的压力变化过程，伴随着这一压力变化过程的含水饱和度表现为高→低→高的变化过程。大面积致密砂岩的存在、砂岩的低渗透性以及充足的天然气供应都是形成深盆气藏的有利条件。     

长庆超低渗砂岩储层可动流体实验

 评价超低渗砂岩储层渗流能力及开发潜力时,可动流体及其赋存特征是重要参考因素之一。利用核磁共振测试实验及离心实验,对长庆油田的6块超低渗砂岩储层岩样进行离心标定,定量分析了不同尺寸喉道控制的可流动孔隙空间大小,结果表明,对于长庆超低渗储层砂岩,以往低渗储层砂岩离心法所用的经验值1.38MPa已不再适用,最佳离心力应为2.07MPa;有效喉道半径下限为0.07μm,T2截止值为12.47ms。将实验结果与长庆油田的另外3块特低渗砂岩、6块致密砂岩岩样的实验结果进行对比,结果表明,长庆超低渗砂岩岩样大喉道控制的可动流体百分数小于长庆特低渗砂岩岩样,而大于长庆致密砂岩岩样。     

东河砂岩水淹后岩石物理特性变化规律研究

为了准确确定东河砂岩水淹后储层的含油饱和度,进而判断油藏的水淹程度,以岩石物理实验为基础,系统 分析了油驱水与水驱油过程中岩电参数的变化规律,研究结果表明,东河砂岩水淹后a、m 不变化,只与岩石自身特性 有关;水淹后岩性系数（b）也基本不变,但饱和度指数（n）发生了变化,物性差时n 变小,物性好时n 变大。根据岩电 参数的变化规律,建立了变岩电参数计算模型,提高了物性较差储层的饱和度计算精度。利用不同矿化度下水驱油岩 电实验,分析了储层水淹后电性特征的变化规律,污水水淹后储层电阻率随含水饱和度的增加而降低,淡水中低水淹 时储层电阻率随含水饱和度的增加而降低,淡水高水淹或强水洗后储层电阻率随含水饱和度的增加而升高。     

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。