鄂尔多斯盆地长7段页岩油渗吸驱油现象初探

鄂尔多斯盆地长7段陆相页岩油储层孔渗小,连通性差,通过单纯的水驱作用难以采出,盆地页岩油的开发主要通过大规模体积压裂增加油水置换面积进而增加采收率。开发实践与室内实验证明,储层流体与井筒流体之间存在渗吸置换现象,且通过油水渗吸置换采出的页岩油占比为15%~40%,为页岩油的有效开发提供了新的思路。通过岩心外边界敞开实验,对比不同渗透率岩心的吸水排油能力,定量研究孔隙半径、界面张力、岩心渗透率等因素对渗吸置换有效性的影响。实验显示,小于10 μm的孔隙中采出的原油占渗吸采油量的56%~80%;当界面张力为1.18 mN/m时,页岩油储层的渗吸采收率最大;在界面张力较小（小于2 mN/m）时,渗透率与渗吸采收率成正比关系,而当界面张力大于4 mN/m时,渗透率与渗吸采收率没有明显的相关性。     

火山岩气藏气水两相渗流特征分析

火山岩气藏的有效开发较为困难。针对该类气藏的储层特点,文中通过岩心实验研究火山岩的气水两相渗流特征,为气藏有效开发提供依据。室内实验结果表明：受岩心自身孔隙结构特征影响,水,气相渗曲线呈吸吮态,且岩心渗透率对相渗曲线的特征点影响较大,渗透率越大,残余气饱和度越高;对同一岩心而言,气-水相渗曲线的形状及特征点数值与实验温度和压力有关,温度、压力越高,气水两相渗流区越宽,岩心的束缚水饱和度越低,越有利于气水两相渗流。由此得出,在气藏开发过程中,应合理控制生产压差,避免气井过早出现水侵;一旦因水侵造成水锁,可通过提高气藏温度或压力,实现封闭气解封。     

复兴地区高含黏土页岩凝析气藏渗吸排驱及液体渗流特征研究

复兴地区凉高山组为高含黏土页岩凝析气藏,体积压裂改造后闷井和返排期间易出现反凝析和液锁现象,影响开采效果。为准确了解高含黏土页岩凝析气藏的渗吸排驱和液体渗流特征,优化闷井转排驱时机,选取储层岩心,开展了气水渗吸排驱试验和三相渗吸排驱试验,采用核磁共振、恒压驱替相结合的方式,量化了渗吸排驱过程中压裂液的水锁伤害特征及凝析油的可流动特征;建立了液锁伤害表征方法,并模拟了矿场尺度闷井过程中的水锁特征。研究结果表明：该页岩储层压裂渗吸阶段岩心的渗吸采收率在50.22%～57.14%;渗吸液矿化度越低,返排率越低,水锁伤害率越高;油锁伤害率低于水锁伤害率;存在束缚水时,凝析油的临界可流动饱和度约可降低20%;若以闷井后解除近裂缝水锁伤害为目标,闷井时间以20～30 d为宜。研究结果为复兴地区高含黏土页岩凝析气藏高效开发提供了理论依据。     

致密储层静态渗吸规律对提高采收率的影响

通过对水磨沟油区长8段致密储层岩心渗透率、边界条件及岩心长度对岩样渗吸采出程度与采出速率的影响研究，发现研究区储层岩心致密，渗透率相对较高的也仅为0.2mD左右，随着渗透率（0.02～0.2mD）增加，孔喉间连通性增强，故渗吸采出程度增加；渗流空间方向不同，导致渗吸速率不同，相同渗透率条件下，随着接触面积增大，岩心在渗吸方面表现越优，在致密油藏注水开发中，提高体积压裂时效将有效改善注入水与储层直接接触面积，将会使渗吸效果增强，从而提高采收率。     

低渗透储层水锁伤害影响因素室内评价

针对低渗透储层因水锁引起的地层伤害问题,开展了水锁伤害影响因素室内评价。通过实验数据结果分析,随着地层含水饱和度的增加,则气相渗透率下降;岩心渗透率越低,作用时间越长,岩心水锁伤害越大;驱替压差越大,岩心水锁伤害越小;活性剂能够减轻岩心的水锁损害。     

页岩储层表面活性剂渗吸驱油机理及影响因素分析

为了研究表面活性剂对页岩储层渗吸驱油效果及影响渗吸效果的主控因素，以苏北某油田页岩储层的岩心为研究对象，利用TOC分析、电镜扫描技术表征了岩心孔隙结构特征，利用核磁共振技术开展了多因素影响下的渗吸实验，评价了润湿性、裂缝、孔隙度、渗透率、表面活性剂浓度及类型等因素对页岩储层渗吸效率的影响，明确了渗吸过程中不同孔隙内原油分布特征及动用情况。结果表明：页岩渗吸分为前期、中期和后期3 个阶段，前期渗吸速度大，渗吸效率迅速上升，中期时间占比最长，后期渗吸速度缓慢，渗吸效率趋于稳定；对比不同因素对渗吸的影响，岩心越水湿、裂缝越多，渗吸速度越大，渗吸效率越高；孔隙度越大、渗透率越小，渗吸效率越高；随表面活性剂浓度降低，渗吸效率呈上升趋势。核磁共振实验结果表明，页岩渗吸过程中，微小孔隙的原油动用情况大于大孔隙，改变渗吸条件可提高各类孔隙动用效率。     

东风港油田特低渗透油藏微观孔隙结构及渗流特征试验研究

为了经济有效地开发东风港油田特低渗透油藏,对其储层的微观孔隙结构及渗流特征进行了试验研究。以沙四段上段为例,选取具有代表性的4块岩心,利用恒速压汞仪器,分别获得了其喉道半径、孔隙半径、孔喉半径比和毛管压力的分布特征;在70 ℃条件下,采用非稳态法分别对4块岩心进行水驱油相渗试验,获得了特低渗透储层的渗流特征。试验得出,喉道半径分布范围越宽峰值越大,孔隙半径分布差别不明显,孔隙半径比因渗透率不同而不同,特低渗透岩心排驱压力大,最大连通喉道半径比较小,储层开采难度相对较大;该储层平均束缚水饱和度相对较高,随着渗透率的升高,两相共渗区跨度逐渐减小。研究结果表明,驱油效率和渗透率高低相关性差;正常型相对渗透率曲线对应的多是孔喉半径比较大、连通性较差的储层,而直线型相对渗透率曲线对应的则是孔喉半径比相对较小、孔隙连通性较好的储层。因此,厘清微观孔隙结构对于合理制定开发方案具有指导意义。      

裂缝对致密储层渗流能力影响实验研究

针对低渗透气藏开发技术需求,以气藏工程为理论指导,采用物理模拟技术,结合致密气藏地质特征和裂缝分布特点,开展了裂缝对储层渗流能力改善作用机理及其影响因素研究。结果表明：裂缝-孔隙双重介质岩心渗透率理论值高于实测值,原因在于实际裂缝壁面粗糙增加了气体流动阻力,导致实测渗透率值较小;裂缝全贯穿时,裂缝宽度和数量对岩心渗透率影响较大,裂缝未贯穿时,裂缝贯穿程度和分布位置对岩心渗透率影响较小;裂缝分布位置对岩心产气能力影响较小;裂缝-孔隙双重介质岩心渗透率受基质渗透率影响程度较大,随裂缝宽度、贯穿程度和数量增加,岩心产气能力增大;在其他条件相同情况下,裂缝距离底水越远,岩心受水侵影响程度越小,产气量越大,产气时间越长。研究认为,裂缝能改善储层渗流能力,量化评价裂缝对储层渗流能力影响有利于提高气藏开发效果。     

基于核磁共振技术的致密岩心高温高压自发渗吸实验

为了明确致密储层渗吸作用规律,在开发过程中充分发挥渗吸驱油效果,从而达到提高原油采收率的目的。利用核磁共振技术与高压压汞测试,研究了岩心的微观孔隙结构;设计了模拟储层条件的自发渗吸实验,分析了岩心孔隙度、渗透率、储层温度、压力、人造裂缝等因素对渗吸采收率的影响。结果表明：致密岩心具有3种孔隙结构,其中亚微孔为原油主要赋存空间,其孔隙体积占比接近80%;亚微孔的孔径小、毛细管力大,渗吸初期的渗吸效率最高,且对渗吸原油采收率的贡献程度最大;致密岩心孔隙度、渗透率越低,渗吸采收率越低;渗吸过程中信号相对振幅峰值向小孔隙尺寸偏移,孔径范围减小,岩心越致密,偏移越明显;温度与压力对渗吸采收率的影响较大,模拟储层条件的高温高压渗吸相比常规条件下渗吸采收率提高了120%,模拟压裂的岩心人工造缝后的岩心整体渗吸采收率提高了24.7%。研究成果对利用自发渗吸作用提高采收率具有理论指导意义。     

复杂岩性气藏自吸水能力及特征实验研究

柴达木盆地某地区基岩层和E1+2层储层见水速度快,为研究该地区气藏的水锁伤害机理,本文采用室内岩心实验,对该地区复杂岩心水的自吸能力及特征进行了研究,研究结果表明:(1)水与储层岩心接触会自发的进入,刚开始接触时吸水速度较快,随着时间的推移,吸水速度逐渐降低;(2)渗透率相对高的岩心刚开始自吸速度呈直线上升,而到后期几乎不吸水;而渗透率低的岩心自吸水速度一直很慢,前后变化不大,能够持续长时间的吸水;(3)该地区储层吸水能力极强,通过自吸水可以达到高的含水饱和度,从而造成强水锁,因此自吸水是该地区气藏水锁伤害的主要原因之一。     

延长组长6低渗油藏高温高压条件下裂缝对渗吸效率的影响

杏子川油区长6储层是典型的特低渗油层,具有成岩压实作用强、孔隙度低、渗透率小、溶蚀孔和微裂缝发育、孔隙喉道细小且小孔喉所占比例很大、微观非均质性强的特点。目前,对该特低渗油藏渗吸驱油研究不够深入,通过压裂的方法以及高温高压渗吸实验结合恒速压汞实验、核磁共振实验、CT扫描实验等岩心资料分析方法,研究了裂缝长度和发育程度对渗吸驱油效率的影响。研究结果表明:高温高压渗吸过程主要是小孔隙内的油水置换,水进入小孔隙将油置换到大孔隙中;含裂缝渗吸效率比基质渗吸效率高,缝长越长,渗吸效率提高就越大;在渗吸初期阶段,剩余饱和度随渗透率的增大而减小,渗吸效率随渗透率的增大而增大,效果较为明显。在开发过程中应尽量增加裂缝发育程度,增大基质渗透率,增加基质与裂缝的接触面积,以提高渗吸采收率。     

火山岩气藏应力敏感性实验研究

火山岩气藏已成为中国石油重要的天然气勘探和开发的主要领域之一.根据火山岩气藏特征,用小岩心和全直径岩心对火山岩气藏岩石进行了大量的应力敏感性实验,分析了不同因素对火山岩岩样应力敏感性的影响.研究表明:不同渗透率的小岩心和全直径岩心,其渗透率都随有效压力的升高而下降;与小岩心相比,全直径岩心渗透率随有效压力的升高而下降幅度要大.裂缝或孔洞的发育程度和含水饱和度对火山岩岩心的应力敏感性有较大的影响:裂缝越发育,应力敏感性越强;含水岩样的渗透率随有效压力增大而降低的幅度要大于干燥的岩样.     

气藏束缚水饱和度实验测试与机理

气藏在开发过程中普遍产水,不同渗透率砂岩储层含水饱和度是气藏产能评价的重要依据。采用气水相对渗透率测试与铸体薄片、高压压汞等实验相结合的方法,测试渗透率为(0.013~14.22)×10-3μm2的砂岩岩心的相对渗透率,并获得其孔隙结构参数。结果表明:岩心渗透率越大,则束缚水饱和度越低,但不同渗透区间,束缚水饱和度的变化幅度不同;岩心的孔隙与喉道发育越好,束缚水饱和度越低。机理认识有助于制定含水气藏合理工作制度与开发方案。     

致密砂岩气藏长岩心压力损失及渗透率损害评价实验

致密砂岩气藏具有低孔、低渗、孔隙结构复杂、孔隙连通性差等特点,易受到水锁效应严重损害.为此,根据致密砂岩气藏的水锁机理以及储层条件,选择对应储层的长岩心,开展了不同储层条件、不同水锁程度下的压力损失评价和渗透率损害评价实验,并提出了压力损失和渗透率损害率2个概念,表征水锁效应对压力传播过程和储层渗透率的损害程度.结果表...     

高温高压气藏地层水盐析引起的储层伤害

针对高温高压气藏烃 水互溶加大,降压开采过程中近井带地层水的大量蒸发极易导致盐析产生,进而堵塞储层、降低气井产能的问题,通过室内实验进行了地层水蒸发盐析对储层物性影响研究,分析了地层水蒸发导致盐析前后岩心渗透率的降低程度。利用扫描电镜观测析出的结晶盐在孔道中的产状,通过流动孔隙结构实验研究岩心中发生盐析后孔隙分布的变化特征。结果表明：盐析致使地层孔隙度最大降幅约15%,渗透率最高降幅达83%;地层水矿化度越高,地层渗透率降低程度越大;地层原始渗透率越低,降低程度越大;不同水型的地层水,其盐析产物不同,以NaCl为主。盐析后,结晶盐填充了岩心中的小孔隙,小孔喉在岩心中的比例明显减少,渗流通道减小,有的甚至完全被堵塞;盐析对小孔径岩心所造成的影响远远大于大孔径岩心。因此,高温高压高矿化度地层水的气藏开发中必须考虑地层水的蒸发以及盐析可能造成的伤害。     

注入水矿化度对盐间页岩油储层物性影响研究

针对江汉盆地潜江凹陷盐间页岩油储层注水开发造成盐溶解及地层坍塌问题,通过岩心渗吸-驱替实验,利用核磁共振、扫描电镜等方法,从微观和宏观角度研究了不同矿化度注入水对岩心孔隙结构、渗流能力的影响。结果表明：在中矿化度水中渗吸的岩心T₂（弛豫时间）谱的右峰随渗吸时间逐渐向左移动,岩心发生水敏效应,导致孔隙结构变小。在超纯水中渗吸的岩心T₂谱峰的右翼随渗吸时间逐渐向右移动,表明注入水逐渐向较大孔隙运移,岩心内可溶盐类发生溶解,导致孔隙结构变大。经中矿化度水驱替后,盐间页岩油岩心渗透率降低20.45%,产出液中离子含量少量增加;经低矿化度水和超纯水驱替后,岩心渗透率分别增大34.76%、61.15%,产出液中离子含量均大量增加。该结果解释了现场注水开发造成地层坍塌的现象,对盐间页岩油藏注水开发生产具有一定理论指导意义。     

孔隙结构特征和非均质性对碳酸盐岩气藏开发的影响

复杂的孔隙结构是制约深层碳酸盐岩气藏高效开发的关键因素之一。为此,首先利用CT扫描技术分析了3种类型岩心的孔隙结构特征;然后,利用具有代表性的孔隙网络模型,实现了三维孔隙结构中的气相流动的可视化分析;最后,在地层条件下通过4组2块岩心串联的衰竭模拟实验研究了层内非均质对开发的影响。结果表明,渗透率主要受裂缝发育程度和分布特征、孔隙连通性影响;在连通性弱的孔隙结构中,气相流动的连续性较差,气相流速和渗透率较低。数量小于30%的大孔隙和孔洞的存在大幅提高了储层的孔隙度。在碳酸盐岩气藏开发中,考虑层内非均质性对气藏开发的影响,应依据不同孔隙结构中的气相流动特征选择合理的生产方式促进气藏在水平方向的协调开发。     

致密砂岩凝析气藏微观结构及渗流特征

为了搞清吐哈油田凝析气藏致密岩心的储层特征和两相渗流规律,基于恒速压汞原理研究了微观结构特征,并利用稳压安全阀设计出一套稳态法相渗实验流程开展真实油气相渗曲线研究。研究表明:孔隙半径分布因渗透率不同而差别较大;平均喉道半径、主流喉道半径和最大喉道半径随渗透率的增加而增加,喉道半径主要分布在0.6μm左右,渗透率受喉道控制,且主要由微细喉道贡献;孔喉连通性差,排驱压力高,开发难度大;束缚水饱和度较高,相渗曲线存在气体单相流动区和液体单相流动区;气相相对渗透率随着含液体饱和度增加下降速度较快;共渗区跨度平均为13.7%,等渗点相对渗透率平均为0.015;油相相对渗透率曲线较低,因此,合理控制生产压差对凝析油气开采具有重要意义。     

液硫沉积吸附影响下高含硫气藏储层精细定量表征

为明确液硫沉积吸附对高含硫气藏储层的影响规律,选取代表3种典型碳酸盐岩孔隙结构的天然岩心,以高温高压岩心驱替实验为基础,综合采用核磁共振横向弛豫时间谱与成像技术、全直径岩心X射线CT扫描技术、基础物性测试和场发射扫描电镜成像等手段,对原始状态、注硫后和气驱后3个稳定状态的岩心进行精细定量表征。研究表明：硫沉积吸附引起的孔隙体积损失主要来源于1 000μm以上的中大孔;液硫在较小孔隙空间中的吸附沉积能力更强,对原始孔隙结构较差的储层伤害更大;3类碳酸盐岩储层的孔隙结构呈现多重分形特征,孔隙结构越差,液硫沉积吸附引起的内部空间孔隙分布改变越大,非均质性越强;液硫沉积吸附引起岩石孔径分布、孔隙连通性和非均质性变化,进而改变储层物性,注硫及气驱后物性较好的Ⅰ类储层渗透率下降16%,而物性较差的Ⅱ、Ⅲ类储层渗透率下降90%以上,伤害程度极大,说明初始物性越差,液硫沉积吸附伤害越大;液硫以絮状、蛛网状或网膜状吸附沉积于不同类型的孔隙空间,引起储层孔隙结构和物性的改变。     

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我国多数碳酸盐岩裂缝性气藏属有水气藏。在气藏水侵过程中，天然气渗流经过的孔隙、裂缝和溶洞都会产生水封，造成水锁。实验研究表明，对同一块岩心，含水饱和度增大，气体突破压差增加，而且增幅加快，气相渗透率降低；对不同岩心，绝对渗透率越小，气体突破压差越大，气相渗透率也越低；无裂缝岩心的突破压差比有裂缝岩心的增加更大，气相渗透率下降幅度更快。由于在气驱水过程中存在巨大能量损失，水驱气的气相相渗比气驱水高得多，而两种条件下水相相渗几乎相同，说明用气挤水很困难，封闭气解封阻力较大。无裂缝岩心水驱气效率比有裂缝岩心的高，说明水驱气过程中岩心越均质有利于水的均匀推进，防止水窜，减少水封气。因此，当边水和底水进入储层发生水淹后，气相渗透率将极大降低，存在较强的水锁效应。降压解封方法可以减小水锁效应，封闭气解封首先出现在裂缝和溶洞系统，采出基质中的气需要更大的解封压差。