缝洞型碳酸盐岩储层产能方程及其影响因素分析

缝洞型碳酸盐岩气藏储层基质孔隙度、渗透率低,孔洞缝发育,非均质性严重,渗流规律复杂,气体流态特征及其关键影响因素是建立合理有效的缝洞型碳酸盐岩气藏气体渗流模型的重要基础。为此,开展了基岩孔隙型、裂缝型、溶蚀孔洞型3种不同储层特征岩样的渗流特征与应力敏感物理模拟实验,得到了不同储层特征岩样对应的流态特征与应力敏感特征;通过研究其影响程度,获取了碳酸盐岩储层应力敏感模型和高速非达西渗流系数模型,最终建立起了考虑应力敏感与高速非达西系数的二项式气体渗流模型和产能方程。数值计算结果表明:①碳酸盐岩气藏产能计算时孔隙型储层若只考虑应力敏感,由此引起的产能损失幅度在30%左右;②溶蚀孔洞型储层若只考虑高速非达西效应,由此引起的产能损失幅度在20%左右;③裂缝型储层需要综合考虑应力敏感和高速非达西效应,两者共同作用导致的产能损失在40%左右。上述规律性认识对生产实践具有重要的指导意义。     

中东地区孔洞型碳酸盐岩油藏非线性渗流机理

中东地区部分碳酸盐岩储层类型以孔洞型为主,裂缝不发育,具有高孔低渗的特征,与中国塔河油田缝洞型碳酸盐岩存在较大差异。为了提高对孔洞型碳酸盐岩油藏低速渗流规律的认识,通过对伊拉克HFY油田碳酸盐岩岩样开展单相油、单相水渗流实验和岩心压汞实验,分析基质型碳酸盐岩与孔洞型碳酸盐岩的低速非线性渗流特征。实验结果表明:孔洞型碳酸盐岩具有低速非线性渗流特征且与常规低渗砂岩不同,拟启动压力梯度与渗透率不存在线性关系。同时,由于孔洞型碳酸盐岩渗流孔道半径的多极化,导致其渗流通道在低速渗流区间存在逐级启动的现象,得出孔洞型碳酸盐岩存在拟启动压力梯度,但不存在真实启动压力梯度,并提出孔道全流动压力梯度的观念。所得实验结果对正确认识孔洞型碳酸盐岩低速渗流机理以及合理开发碳酸盐岩油藏提供了技术支撑。     

缝洞型碳酸盐岩地下储气库高速注采渗流特征及库容动用机理

四川盆地是中国重要的天然气产能基地，目前已开发相当规模的碳酸盐岩气藏，该类气藏储层缝洞系统发育并具有超低孔隙度、低渗透率特征，气藏枯竭后可改建为地下储气库（以下简称储气库），以满足天然气高峰使用时期和冬季天然气保供的需求。但国内尚无此类型储气库成熟的建库经验，而缝洞型储气库的高速注采渗流特征是验证建库和用库的可行性的重要依据。为此，以中国石油西南油气田公司筹建的首座缝洞型储气库——牟家坪储气库为例，基于地震、露头等数据资料，设计了具备储层特征的缝洞组合方案，并构建了三维数字岩心模型，然后基于模型开展数值仿真模拟，计算其在高速开采过程中各区域气体压力和流速变化规律，最后从微观尺度分析了缝洞型储气库的渗流特征和库容动用机理。研究结果表明：(1)储层渗透率越高，缝洞内气体动用越快，渗流滞后的效应越显著；(2)同一缝洞组合条件下，气体流速和开采量与开采压力梯度成正比，开采压力梯度对气体渗流特征有着显著影响；(3)缝洞系统中存在狭窄裂缝，裂缝开度越小，缝洞间渗流滞后效应越明显；(4)缝洞组合和形态结构越复杂，渗流滞后越显著。结论认为，该方法能够为研究缝洞型碳酸岩盐储气库注采渗流特征和库容动用机理...     

应力对超深层碳酸盐岩气藏孔喉结构的影响

超深层碳酸盐岩气藏埋藏深，应力状态复杂，非均质性极强，应力变化前后孔喉结构的变化规律尚不明确。选取高石梯-磨溪区块台内灯四气藏储层岩心，通过CT扫描得到应力实验和压裂实验前后不同类型储层的孔喉尺寸分布、缝洞占比和连通性等，研究应力和压裂对超深层碳酸盐岩储层孔喉结构的影响规律。结果表明：在受压恢复后，孔洞型和缝洞型岩心的孔隙和喉道个数均大幅度下降且主要集中在半径在1 mm以下的微孔、中孔和0.04mm以下的微喉，孔隙平均半径、喉道平均半径和喉道平均长度均大幅度增加，缝洞比例大幅度增加，孔隙和喉道总体积趋于减小；孔洞型岩心连通孔喉体积占比大幅下降，而缝洞型岩心由于裂缝发育，其连通孔喉体积占比维持原有水平。压裂后，孔洞型岩心孔隙个数大幅度下降，减少的孔隙半径主要集中在0.5 mm以下的微孔和中孔，孔隙平均半径大幅度上升，增加的孔隙半径主要集中在0.5～0.8 mm，孔隙体积总体呈上升趋势，喉道个数、喉道平均半径、喉道平均长度和喉道总体积均趋于增加，缝洞比例大幅度增加，连通孔喉体积大幅度提高。实验表明超深层碳酸盐岩储层受压恢复后，渗流能力不降反而大幅度提升，压裂主要通过提高孔喉空间中裂缝占比来...     

微裂缝—孔隙型碳酸盐岩气藏改建地下储气库的渗流规律

微裂缝—孔隙型碳酸盐岩气藏储层非均质性强,边底水选择性水侵,渗流规律复杂,为了提高地下储气库的建库效率,需要研究储层在改建地下储气库多周期强注强采过程中的多相流体渗流规律。在获取有代表性的裂缝发育碳酸盐岩岩心较为困难的条件下,通过对天然岩心进行剪切造缝和多轮次气水互驱实验,研究了地下储气库气水过渡带在注采过程中的多相渗流规律,分析了裂缝合气空间贡献率以及储气库含气空间动用效果。结果表明:裂缝模型的相渗曲线近似于"X"形,多次气水互驱后相渗曲线基本没有变化,基质岩心模型相渗曲线经多次气水互驱后气水两相共渗区间变窄,共渗点降低;微裂缝对储层含气空间贡献率较高,微裂缝发育储层的含气空间利用率保持在较高水平,徽裂缝不发育储层的含气空间利用率逐渐降低并趋向稳定。因此,在微裂缝—孔隙型碳酸盐岩气藏改建地下储气库过程中可以在徽裂缝不发育储层布置生产井,同时通过控制边底水运移范围降低注入气损失,从而提高地下储气库的建库效率。     

缝洞型碳酸盐岩油藏的等效连续介质模型

等效连续介质模型是缝洞型碳酸盐岩渗流模型理论的主要研究方向之一,前人针对裂缝性储层建立了等效连续介质模型,但并不适用于孔洞发育的储层。采用毛管束模型、等值渗流阻力原理建立了孔洞型碳酸盐岩油藏渗流的等效连续介质模型。在此基础上,结合已有的裂缝发育区的等效渗透率模型,形成了较完善的缝洞型储层等效渗透率模型,并结合油藏实际情况进行了应用分析。应用结果表明,天然孔洞、裂缝提高了储层渗透率,但同时也加剧了储层的各向异性,所建立的等效连续介质模型是合理的。      

裂缝－孔洞型碳酸盐岩储层应力敏感性实验研究

油气储集层具有应力敏感性,以往研究多关注于孔隙型储层和裂缝型储层的应力敏感性,而缝洞型储层的应力敏感性研究鲜见报道。以塔河油田裂缝-孔洞型碳酸盐岩储层为对象,选取天然缝岩样、人工缝岩样、单孔洞岩样和双孔洞岩样,开展应力敏感性实验研究。研究区选取的4组12块岩样的实验结果表明,天然缝岩样、人工缝岩样、单孔洞岩样及双孔洞岩样应力敏感系数分别为0.64、0.75、0.58和0.61,应力敏感程度分别为中偏强、强、中偏强及中偏强。岩样卸载60h后,渗透率最终恢复率分别为69.84%、4.36%、11.86%和38.75%。研究表明,孔洞的存在弱化了裂缝岩样应力敏感程度。孔洞的发育又增加了钻井完井液漏失损害的控制难度。     

广安气田须六段气藏低渗透高含水砂岩储层单相气体渗流特征

广安气田须六段气藏的砂岩储层表现出典型的高含水、低渗透特征,气藏渗透率为0.1mD的岩样占60%,且平均孔隙度仅有8.97%,平均含水饱和度达55%,与常规气藏相比较,该气藏储层的气体渗流特征具有特殊性。为了深入认识该气藏渗流特征和关键性的影响因素,掌握其生产动态特征,需用岩心开展针对性的渗流机理实验研究,同时,应用渗流效应系统分析方法诊断该气藏存在的特殊渗流形式。研究表明:广安气田须六段气藏岩样随着压力梯度增大单相气体渗流存在阈压效应、滑脱效应、达西渗流效应及高速非达西渗流效应4种渗流形式;物性越差、含水饱和度越高的岩样非线性渗流效应越明显。该研究成果不仅为认识该气藏的渗流特征提供了直接理论依据,而且也有利于掌握其生产动态的特殊规律。     

碳酸盐岩气藏储层非均质性对水侵差异化的影响

碳酸盐岩气藏因储层孔隙、溶洞、裂缝的尺度和分布密度不同易产生多样化的非均质性,使得气藏水侵规律的差异性较大。为了深入认识碳酸盐岩储层非均质性及其对气藏水侵的影响,进而对气藏水侵动态进行预判,基于全直径岩心数字化处理分析改进了定量描述孔、洞、缝搭配关系的方法,根据逾渗理论分析图版建立了评价微裂缝对储层渗流能力贡献的新方法,并通过开展气藏实际压力、温度条件下气水渗流及流固耦合应力敏感实验,获得气水相对渗透率和岩石压缩系数数据,据此分析不同类型裂缝、溶洞对气藏水侵的影响,结合四川盆地典型碳酸盐岩气藏水侵特征建立了不同储渗类型储层水侵影响差异化特征的预判方法。研究结果表明:(1)不同类型碳酸盐岩储层在广义上均属三重介质,裂缝发育使气藏水侵影响显现快,而溶洞均匀发育使水侵影响显现相对较慢;(2)微裂缝发育是特低孔隙度储层具备视均质中高渗透能力的必要条件,对应的水侵规律与沿大裂缝水窜或网状小裂缝发育带水侵明显不同;(3)水区储层孔隙度应力敏感是地层水侵能量的主要来源,异常高压气藏在开采初期这一特征更加突出。该研究成果已应用于四川盆地多个碳酸盐岩气藏的水体能量评估、水侵影响预测及治水措施有效性预判,为复杂气藏水侵影响的治理提供了有效的技术导向,同时也深化了对水侵差异化规律的认识。     

缝洞性碳酸盐岩储层测井评价技术

四川盆地AZ长兴组碳酸盐岩储层裂缝及溶蚀孔洞发育,储集类型为溶蚀孔洞型和裂缝-孔洞型,气水关系复杂,储层有效性判别、流体性质识别及产能预测是该类储层评价的难点。针对缝洞性储层特征,阐述了成像和偶极声波测井是解决裂缝、溶蚀孔洞识别及有效性判别的直接方法,明确了基于物性分类的不同饱和度条件下的电阻率与孔隙度交会、核磁共振测井T2分布谱信息是判别缝洞性储层流体性质的有效方法。缝洞性气层有效厚度与孔隙度乘积的累加可作为产能预测的评价指标,形成的缝洞性储层测井评价技术将进一步为经济高效地开发四川盆地AZ长兴组气藏提供有力的技术支撑。     

致密砂岩气藏气水流动规律及储层干化作用机理

致密砂岩气藏储层渗透率低，在地面条件下开展真实岩心的驱替流动实验很困难，因而无法研究其微观流动机理。为此，基于格子Boltzmann方法（以下简称LBM），模拟地层高温高压条件下致密气驱替地层水的流动过程，得到了地层中束缚水的分布状况；然后采用激光刻蚀模型，进行储层干化实验，并借鉴该实验的可视化结果对储层干化数值模拟进行简化；在此基础上利用数值模拟手段研究储层干化对致密气渗流能力的影响。研究结果表明：①所采用的格子Boltzmann模型在地层高温高压条件下满足Laplace定律，由该模型计算得到的两相Poiseuille流速度数值解与解析解结果基本一致，表明该模型可以用于地层条件下气水非混相驱替的模拟；②致密气在多孔介质连通的大孔道中优先突破，并且在突破后驱替地层水的速度显著下降；③地层水与岩石壁面的接触角显著影响气水两相流动，岩石亲水性越强驱替速度越慢；④致密砂岩气藏中束缚水可分为吸附水膜、盲端孔隙水、死孔隙水和卡断水4类，在多孔介质中大量连通的微小通道被卡断水和吸附水膜占据，存在着明显的“水锁”现象，严重影响致密气在储层多孔介质中的渗流能力；⑤干化剂可与束缚水反应并且产生大量气泡，将吸附水膜、卡断水和盲端孔隙水消耗掉，从而提高气体的渗流能力；⑥对于由卡断水形成的“水锁”区域，增大干化强度可以有效改善气体渗流能力，整体上随着干化强度的增大，致密气渗透率也增大，但干化强度超过一定的限度后，致密气渗透率的增幅逐渐减小。     

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。     

低渗致密砂岩气藏提高采收率实验研究

针对我国典型的低渗致密砂岩气藏,通过大量岩心实验和露头剖面精细取心测试分析,研究了应力作用对储层渗透率的影响、储层非均质性以及储层含水饱和度等特征,选用有代表性的岩心,开展了系统的单相气体渗流,含水条件下的气相渗流以及气、水两相渗流实验,分析了低渗致密砂岩储层单相气体渗流形态,含水饱和度变化对气相渗流能力的影响以及气、水两相渗流特征;在此基础上,采用气藏开发物理模拟实验技术,模拟研究了气藏衰竭开采过程中储层渗透率、含水条件、配产与废弃条件、纵向储层渗透率差异、平面非均质(储层砂体间存在阻流带)等多种因素对低渗致密砂岩气藏采收率的影响,根据权重分析对这5类影响因素进行了排序,结果表明储层物性和储层含水饱和度对采收率的影响最大,权重分别占到0.24和0.38,为进一步提高气藏采收率奠定了基础。     

致密气储层流体赋存与气水共渗规律实验

致密气储层气水关系复杂，气井产能会随着气井见水而迅速降低。为明确致密气储层流体赋存与气水共渗规律，以定北区块和大牛地区块致密气储层为研究对象，采用渗吸、离心、核磁共振和气水驱替等实验方法，研究压裂过程中流体含量变化、动态分布以及生产过程中气水两相共渗规律。结果表明：在压裂过程中，致密气储层岩心对压裂液的自发渗吸先快后慢，流体先进入较小孔隙中，流体分布随渗吸时间增大而更加集中。在返排过程中，较大孔隙中的流体在返排时优先排出，存在可动流体向束缚流体的转变。同时还分析了储层物性参数与流体赋存的关系，渗吸量、返排率与岩石物性存在正相关关系。定北区块气水相渗曲线束缚水饱和度大，共渗区小，在生产过程中储层内气水两相干扰严重，见水后气相相对渗透率迅速降低。     

低渗透气藏水平井气水两相产能研究

低渗透含水气藏开发过程中,水平井底见水不仅增加了地层流体渗流的复杂性,而且降低了水平井产量。以气水两相渗流理论为基础,建立了气水两相运动方程,定义气水两相启动压力梯度以及气水两相广义拟压力,考虑应力敏感、滑脱效应、紊流效应和表皮效应对气水同产水平井产能的影响,利用保角变换方法推导出低渗透气藏中水平井气水两相三项式产能新公式。通过实例计算,利用新公式计算的无阻流量结果与实际产能测试结果相对误差较小,仅为5.13%,说明新公式精确可靠,且敏感性分析表明,水平气井产水量随着滑脱因子以及水气质量比的增大而增大,而随着启动压力梯度以及应力敏感指数的增大而减小,但启动压力梯度对产水量影响较小,若生产压差较大,启动压力梯度可以忽略不计。     

低渗透气藏气水同产压裂水平井产能计算方法

水平井辅以压裂措施开发低渗透气藏已成为全球范围内的趋势,但是气井产水严重地制约了其产能。基于储层和裂缝中气水两相渗流理论,考虑储层应力敏感、气体滑脱效应以及裂缝中气体高速非达西渗流,定义气水两相广义拟压力,利用势的叠加原理,建立了低渗透气藏中气水同产压裂水平井产能新模型。实例应用表明,理论流入动态曲线与实际产能测试数据拟合较好,且计算无阻流量与产能测试结果相对误差较小,仅为5.4%,说明新模型具有较高的准确性。敏感性分析表明,随着裂缝条数、裂缝半长的逐渐增大以及裂缝导流能力的逐渐增强,无阻流量也逐渐增大,但是增大的趋势均越来越平缓;随着水气体积比的逐渐增大,无阻流量明显减小。该项研究可为低渗透气藏气水同产压裂水平井产能预测以及压裂优化设计提供一定的借鉴。     

冀中坳陷廊固凹陷河西务构造带潜山储集层特征

对渤海湾盆地冀中坳陷廊固凹陷河西务构造带潜山储集层的岩心及地面露头进行了综合研究.潜山储集层的岩性主要是碳酸盐岩,储集空间包括溶孔、溶洞、裂缝和基岩微观孔隙,形成孔-洞型、裂缝型、缝-洞型和孔-洞-缝复合型的碳酸盐岩储集层.区内多期次的古岩溶作用是储集层形成的重要因素之一,古岩溶作用主要发生于沿潜山不整合面的风化淋滤带、水平潜流带、断层裂隙带及顺层层面,形成相应的溶蚀孔洞型储集层.由构造运动所形成的裂缝不仅增加了储集层的孔隙度,还极大地改善了孔洞的连通性,提高了储集层的渗透性能.但不同岩性、不同构造部位储集层的发育程度不同:白云岩类储集层好于灰岩类储集层,无石炭-二叠系覆盖区的储集层好于有石炭-二叠系覆盖区,断层发育区内储集层好干断层不发育区.河西务构造带西南端潜山储集层发育,是有利的油气勘探区块.图4表4参14     

考虑启动压力梯度和压敏效应的超深层气藏产能方程的建立

超深层气藏一般具有低渗的特征,因而存在启动压力梯度;与此同时,储层岩石渗透率亦随气藏压力或有效覆压的变化而改变.以达西公式为基础,并综合考虑启动压力梯度和压敏效应对超深层气藏渗流规律的影响,建立了新的产能方程.应用于实际气藏计算,结果表明:仅考虑压敏效应或启动压力梯度时气井产能有所下降;当综合考虑这2种因素时,气井产量...