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。     

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。     

特低渗砂岩气藏气井真实产能特征研究

本文以特低渗气藏产能特征为研究目标,在系统调研国内外文献、深入分析国内外研究现状的基础上,综合油气藏地质、油气渗流理论方面的知识,对特低渗气藏的成因、特征、机理、产能进行实用性研究。     

致密砂岩气藏渗流机理及开发技术

致密砂岩气藏具有相对复杂的渗流规律,明确其储层条件下的渗流机理有利于制订合理、有效的开发方案。通过总结国内外相关的研究成果,并有针对性地进行了补充实验研究,取得了致密砂岩气藏渗流机理的一些新认识:1实际生产过程中,由于受到孔喉半径较小、废弃地层压力较高的限制,无需考虑其滑脱效应和高速非达西渗流对渗流特征及开发效果的影响;2其阈压梯度和应力敏感程度随着储层渗透率的降低而增大,随着储层含水饱和度的升高而增大;3压力梯度可以显著的影响气水两相的渗流能力,随着压力梯度的增大,气相相对渗透率逐渐降低,水相相对渗透率逐渐升高。基于渗流机理的认识和美国致密砂岩气藏的开发情况,总结了有效的开发技术对策:大型水力压裂技术、井网加密技术、小井眼钻井及欠平衡钻井技术、控压开采技术。     

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%。     

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。     

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。     

致密储层弹性采收率规律及影响因素研究

新疆吉木萨尔盆地芦草沟组致密储层埋藏深、压力系数高,属于异常高压油藏,地层具有较高的弹性能量,弹性开采潜力大。由于该储层开发较晚,弹性采收率规律及其影响因素资料十分匮乏,因此有必要进行深入的研究。 文章采用室内岩心衰竭模拟的实验方法,对该地区的天然岩心进行研究,结果表明：随着时间的变化,压力变化分为以指数形式高速递减和近似线性低速递减两个区;井底压力越小,压力和流量的降落速度越块,压力梯度变化率和采出程度越大。弹性采收率与井底压力呈二项式变化关系,最终采收率在3%~15%之间;随着渗透率的增大,弹性采收率呈指数形式增加,孔隙度越大,弹性采收率越大。通过研究,对该地区弹性采收率规律及影响因素有了一定的认识,为该致密储层弹性开采时,制定合理的开发方案、确定生产压差及采取合理的措施改善储层渗透率以提高弹性采收率提供了理论支持。     

大庆外围油田压裂水平井参数优选及渗流特征

 压裂水平井已成为开采特低渗透油藏的重要手段.为深入了解压裂参数及渗流规律对水平井开发效果的影响,针对大庆外围某特低渗透油藏水平井开发的实例,应用特低渗透非线性渗流理论,建立了考虑非线性渗流的数学模型,给出已钻水平井的最优压裂参数,研究了不同渗流规律下压裂水平井的渗流特征.结果表明,在水平井水平段长度、压裂缝长一定的条件下,裂缝条数和裂缝间距对开发效果的影响显著;裂缝条数越少,裂缝间距对水平井产能影响越大;裂缝条数大于3条,裂缝间距的影响减小;对比了达西渗流规律和考虑启动压力梯度的非线性渗流规律下压裂水平井的渗流特征,非线性渗流模型计算的水平井产油量较低,见水后含水上升速度较快,剩余油饱和度较高;非线性渗流模型中注水井井筒附近和主流线附近的压力等值线密集,能量消耗大,压力梯度高,水平井井筒附近压力梯度较大,但低于直井;非线性渗流模型的地层渗透率与压力梯度呈正比关系.     

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。     

压力变化对裂缝性致密砂岩储层气体渗透率的影响

裂缝性致密砂岩气的渗透率随环境压力的改变而发生动态变化,直接影响气藏的开采。为研究裂缝性致密砂岩储层气体渗透率的变化机理,选取了塔里木盆地库车坳陷典型裂缝性致密砂岩样品,在固定围压、内压、有效应力三种条件下,运用非稳态法进行测量氦气渗透率的实验,并基于滑脱效应和有效应力的分析,探讨了二者对裂缝性致密砂岩气渗透率变化的耦合控制作用。结果表明,在裂缝性致密砂岩储层中:(1)固定围压时,在内压增加的过程中,有效应力与滑脱效应互相竞争,开始阶段滑脱效应占主导,达到气体渗透率低值点后,有效应力占主导;(2)固定内压时,有效应力对渗透率的影响占优势;(3)固定有效应力时,渗透率只受滑脱效应的影响;(4)内压与绝对渗透率损失系数、有效应力与滑脱因子都呈现正相关关系;(5)有效应力由大到小变化,对孔隙结构的破坏不可逆,渗透率损失大。该项研究对进一步认识裂缝性致密砂岩储层气体渗透率变化机理具有理论参考意义。     

特低渗油藏油气两相启动压力梯度研究

目前,国内外对启动压力梯度的研究主要集中在油水两相中,对于油气两相启动压力梯度研究很少.用特低渗透油藏的天然岩心,通过实验研究了不同流体,不同介质及不同注气条件下气驱油启动压力及其变化规律.研究结果表明:油气两相启动压力梯度随渗透率的增加而降低,与流体的流度呈半对数直线关系;随含油饱和度的降低而增加;有效应力对启动压力梯度影响很大;启动压力梯度随着回压的增加而降低,但幅度不大.     

异常高压致密气藏两相渗流数值模拟技术

异常高压致密气藏压力系数高、孔隙结构及渗流机理复杂,相渗曲线随压力发生改变,导致利用常规相渗曲线的测试结果已不能正确反映地层条件下的气水渗流规律,预测的开发指标好于实际生产的结果。因此,需要研究地层条件下的相渗曲线,探讨异常高压致密气藏两相渗流规律。结合气藏高温、高压的特性,研制了异常高压致密气藏岩心驱替装置(120 MPa、150℃),回归了36块岩心归一化的岩心相渗端点与压力的关系,建立了异常高压致密气藏两相渗流数学模型及数值模型。研究结果表明,在异常高压条件下,束缚水饱和度降低,流动阻力增大,采收率降低,开发效果变差。     

致密砂岩气藏不同自吸压差下水锁损害

普遍认为致密砂岩气藏在负压差自吸时不存在水锁损害。为此,依据现场资料设计无压差、正压差、负压差自吸条件下水锁损害实验,通过测试束缚水饱和度及当前含水饱和度,判断研究区域是否发生水锁损害。以返排后渗透率与初始渗透率比值来评价水锁损害程度,比值越大水锁损害程度越小。实验结果表明:研究区域当前含水饱和度明显高于束缚水饱和度,存在水锁损害。虽然负压差条件下水锁损害程度最小,但是水锁损害依然严重。可见,当致密砂岩气藏以负压差生产时,水锁损害同样不容忽视。     

新场蓬莱镇低渗致密气藏效益潜力评价新方法

新场蓬莱镇组气藏为中国石化西南油气分公司开发最早、采收率最高的低渗致密砂岩气藏。目前气藏已进入开发后期,地层压力及剩余储量丰度低,进一步提高采收率并获得经济效益难度大。为保证气藏持续效益开发,需定量评价气藏效益开发潜力。为此,以建模数模一体化为手段,以经济技术一体化评价为核心,开展气藏采收率多因素敏感性分析,研究不同气价、不同内部收益率及不同地层压力条件下的不同井型效益开发储量丰度下限,建立气藏效益开发潜力评价动态模型,评价不同开发阶段及不同经济政策下气藏开发潜力。经实际开发井验证,效益开发潜力评价模型准确度高,与实际部署井经济效益符合率达到88%,净利润1 087万元。     

低渗气层气体的渗流特征实验研究

通过大量的岩心实验，研究了陕甘宁中部低渗气田某储层岩心中存在残余水时气体的渗流规律．研究表明，低渗岩心中气体的流动存大多种渗流形态，这与低渗岩心的渗透率、含水饱和度以及压力梯度的大小有关．当含水饱和度较低时（小于３０％），仅在一定的压力梯度范围内存在达西渗流．当含水饱和度较高时（大于３０％至束缚水饱和度以下），气体的渗流存在非达西渗流的现象．这种非达西流动表现为在较低的压力梯度下为非线性流动，而在较高的压力梯度下为线性流动，即气体的视渗透率随压力梯度的增加而增加，至一定值后，视渗透率基本保持不变，但此时气体的流动规律同达西线性流相比，气体的流动存在附加压力损失．文中还初步分析了低渗岩心中气体流动存在多种渗流形态的原因及其存在的范围．     

川西致密砂岩气藏“暗点”型河道砂岩识别方法

川西拗陷东部斜坡带沙溪庙组气藏为致密河道砂岩气藏,大多数河道在地震剖面上表现为强波谷振幅、低阻抗的“亮点”反射特征。随着该气藏评价、开发的深入,一些井在非目的层钻遇的河道砂体也有较好的油气显示。但这些河道的在叠后地震资料上具有“中弱波谷振幅”特征,导致地震振幅平面属性上河道外形不清、连续性差、难以识别,称之为“暗点”型河道砂体。首先,通过从“暗点”型河道砂岩地震响应形成机理研究出发,开展正演模型分析,确定了物性差是“暗点”河道形成的关键因素;然后,利用叠前AVO响应特征分析,明确了“暗点”型河道在叠前道集上具有Ⅰ类或Ⅱ_a类AVO特征;最后,利用优势入射角部分叠加技术解决了“暗点”型河道砂体识别问题。实钻证实了该方法的可行性和有效性,有力地推动了该气藏的高效评价建产。     

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。     

不同充注方式下致密砂岩气藏的成藏效率探讨

 中国中西部地区致密砂岩气藏发育面积广,深部勘探潜力巨大;但由于储层孔渗条件差和充注方式不同,既有上气下水的常规致密气藏,也有气水倒置的深盆气藏。因此亟需探讨不同充注方式下致密砂岩气藏的成藏效率。利用理论推导结合物理模拟试验的方法,对断裂充注与致密储层底部烃源岩面式充注这2种不同充注方式的成藏效率进行探讨。结果表明,储层底部面式充注的成藏效率高于断裂疏导,表现为单位时间内的充注量前者较高;致密储层内部一般具有多种裂缝,发育裂缝带的致密储层的成藏时间相对较短,但储层内部气水关系复杂。本文模拟试验验证了理论推导的合理性,虽然试验温压条件与实际地质条件仍有一定的差距,但可为勘探实践提供有价值的理论参考。