变围压循环下低渗透致密砂岩有效应力方程研究

采用了修正的析因设计方案,对低渗透致密砂岩进行了有效应力方程的实验研究。实验方案中包含多个循环,每个循环都是在孔隙流体压力不变,增加和降低围压的方式下进行。用稳态法采集各测点的渗透率,并用响应面法进行数据处理分析。结果表明,有效应力系数随着围压的增加而减小,随着孔隙流体压力的增加而增大。在实验研究范围内,有效应力系数的最大值不超过0.88,当围压大、孔隙流体压力小时,有效应力系数远小于1.0,表明孔隙流体压力对渗透率变化的影响变得很小。用响应面方法获取的有效应力系数确定了有效应力,建立了渗透率与有效应力的关系,与传统有效应力的概念相吻合。     

最大似然函数法确定渗透率有效应力系数

用实验的方法研究有效应力定律,不同的实验数据处理方法拟合效果不同,求取的有效应力系数精度存在差异。为了更准确地确定渗透率有效应力系数,采用最大似然函数法对切姆斯福德和贝雷花岗岩渗透率实验数据进行了处理分析,并将此法得到的结果和常规回归拟合方法的结果以及Bernabe 传统方法计算的结果进行对比,结果表明,最大似然函数法是可行的,并且其拟合效果比常规回归拟合精度高。     

鄂尔多斯盆地西233 区长7 页岩油注伴生气原油动用特征实验

鄂尔多斯盆地陇东地区西233区长7段是中国典型的页岩油储层之一,生产初期依靠准自然能量生产,产量递减较快、采收率低。针对该区具有较为丰富的伴生气资源,选择代表性的页岩油储层岩样,结合核磁共振技术完成了注伴生气的驱替实验和吞吐实验。结果表明,在注伴生气驱油过程中,岩样采收率低于43%,主要动用了中大孔隙中的原油,微小孔隙中的原油动用程度较低;相对完全饱和油岩样,含束缚水岩样的采收率更低;岩石孔隙非均质性、比表面积和束缚水影响注伴生气驱油的采收率。在注伴生气吞吐采油过程中,岩样采收率高于44%,原油也主要从中大孔隙中采出,且相对于注伴生气驱油实验,吞吐采油过程中各级孔隙中的原油动用程度更高;随着吞吐周期的增加,周期采收率逐渐降低,吞吐效果趋于稳定;吞吐压力越高,吞吐采油越多,采收率越高。研究证实高于地层压力的注伴生气吞吐更能提高西233区长7页岩油储层原油的采收率,建议研究区采用超前注气吞吐的开发方式。     

含粘土砂岩渗透率有效应力系数的下限值研究

通过测试发现含粘土砂岩的渗透率有效应力系数不仅小于1.0,且大于岩样的孔隙度,这与目前学术界的看法迥异.利用Berryman的双组分理论模型,得到了含粘土砂岩的渗透率有效应力系数的下限值为岩样的孔隙度,并从实验的角度论证了这一结论.同时,实验结果表明,渗透率有效应力系数与砂岩中的粘土含量并不是简单的正相关关系.     

含粘土砂岩渗透率有效应力系数的下限值研究

通过测试发现含粘土砂岩的渗透率有效应力系数不仅小于1.0,且大于岩样的孔隙度,这与目前学术界的看法迥异.利用Berryman的双组分理论模型,得到了含粘土砂岩的渗透率有效应力系数的下限值为岩样的孔隙度,并从实验的角度论证了这一结论.同时,实验结果表明,渗透率有效应力系数与砂岩中的粘土含量并不是简单的正相关关系.     

页岩滑脱效应实验

滑脱效应存在条件及其对页岩渗透率影响程度研究对页岩气开发尤为重要。引入稠密气体理论,利用克努森渗透率修正因子理论研究了页岩的滑脱效应,并通过实验分别测试了同一围压不同渗透率和同一渗透率不同围压条件下滑脱因子的大小,分析了不同孔隙压力、不同渗透率条件下滑脱效应对表观渗透率的影响。结果表明:渗透率分别为(0.000 8、0.005 3、0.017 0)×10~(-3)μm~2的页岩在围压为10 MPa时滑脱因子分别为0.98、0.43、0.31 MPa;渗透率为0.002 5×10~(-3)μm~2的页岩在围压分别为10、15、25 MPa时滑脱因子分别为0.68、0.42、0.36 MPa;孔隙压力小于5 MPa时随孔隙压力减小滑脱效应显著增加,孔隙压力大于20 MPa时滑脱效应可以忽略,孔隙压力介于5 MPa和20 MPa之间随着孔隙压力增大滑脱因子近似线性缓慢降低;孔隙压力为10MPa的储层在渗透率小于0.1×10~(-3)μm~2时随渗透率减小滑脱因子显著增加,渗透率大于1.0×10~(-3)μm~2时滑脱效应对渗透率的贡献小于1%。     

基于核磁共振技术的页岩油润湿性及其对原油动用特征的影响

为了识别和评价页岩油储层岩石润湿性，深化其对储层原油动用程度的认识，以鄂尔多斯盆地西233地区页岩油储层岩样为研究对象，开展完全饱和水及束缚水状态下的核磁共振T₁-T₂二维图谱测试和基于核磁共振技术的自吸法润湿性实验，建立基于核磁共振T₁-T₂二维图谱评价润湿性的基本方法，进而选择平行岩样开展基于核磁共振技术的岩心水驱油实验，分析评价润湿性对水驱油过程中原油动用特征的影响。研究结果表明，油驱水后(即束缚水状态)，水相与孔喉壁面的作用力明显减小，其在孔喉空间中表现出自由流体状态下的体弛豫特征，因此岩样的润湿性表现为油湿，这与基于核磁共振技术的自吸法润湿性实验评价结果一致。由此可见，通过对比不同状态下的核磁共振T₁-T₂二维图谱能够评价岩样的润湿性；岩样在水驱油过程中主要动用的是中-大孔喉中的原油，小孔喉中原油的动用效果较差。当增加注入水毛细管数的同时减弱储层岩石的油湿特性，小孔喉的动用效果可明显提升。因此注水开发过程中应综合考虑注入水毛细管数和储层岩石的润湿...     

确定低渗致密气藏气井无阻流量的方法

用稳定回压法或一点法求取低渗致密气藏的无阻流量时,不仅很难测得稳定的数据点,而且计算所采用的储层渗透率也偏大.为了解决上述问题,提出了针对低渗致密气藏的无阻流量确定方法--压裂稳态法.该法是基于稳定状态下的一种方法,考虑了低渗致密气藏的应力敏感特性,计算所需的参数都是在稳定状态下获得的,且地层渗透率采用的是储层裂缝闭合后的稳定地层渗透率.通过应用压裂稳态产能公式,采用迭代法就能计算出气井的无阻流量.压裂稳态法很好地解决了多点稳定试井耗时长,以及一点法计算结果偏高的问题.给出了实例计算,并与一点法计算的结果进行了对比分析.结果表明,压裂稳态法结果更准确.     

微多孔介质迂曲度与孔隙结构关系

采用四参数随机生成（QSGS）、随机堆积和随机裂缝生成等算法,构建了各向异性、非均质性和不同孔隙形状的二维多孔介质;并改进QSGS算法,构建了二维裂缝—孔隙双重介质。结合标准反弹边界条件,运用多弛豫时间格子Boltzmann（MRT-LB）模型研究了微多孔介质迂曲度与孔隙结构的关系。结果表明：现有迂曲度模型均不适用于复杂多孔介质;多孔介质迂曲度与孔隙度、各向异性、非均质性、孔隙形状和裂缝等有关,其中孔隙度、各向异性、孔隙形状和裂缝的影响更显著;圆形孔多孔介质的迂曲度普遍大于裂缝性多孔介质,粒间孔多孔介质的迂曲度居于二者之间;裂缝开度和裂缝走向均显著影响裂缝—孔隙双重介质的迂曲度。最后,基于模拟结果,分别建立了多孔介质迂曲度与孔隙度和各向异性的关系式。该研究有助于进一步认识多孔介质迂曲度。     

不能用净应力评价低渗砂岩岩石应力敏感性

理论研究表明,低渗岩石由于存在微裂缝,净应力不等于有效应力.为了进一步论证净应力与有效应力的关系,开展了相关的实验研究,实验包含了老化处理和4个不同围压下的降内压实验,采用稳态法测定内压下降过程中各个压力点的渗透率值.实验结果表明:在不同围压下,净应力相等的点对应的渗透率值不相等,不能用净应力替代有效应力评价储层岩石的应力敏感性.此外,在低围压下渗透率的变化幅度较大;在高围压下,渗透率的变化幅度较小.最后,对实验岩样进行了储层岩石的应力敏感性评价,结果表明该低渗致密砂岩储层表现为中等应力敏感.