克拉2气田的储层应力敏感性

克拉2气田是一个异常高压气田，在其开发过程中，储层岩石所承受的有效上覆压力变化大，容易产生变形，引起孔隙度和渗透率变小，这对气田开发产生较大的影响。利用克拉2气田实际岩心，实验分析了其应力敏感性特征，研究预测了气田开发过程中储层物性的变化规律及其影响因素。结果表明：克拉2气田储层孔隙度和渗透率与有效上覆压力均呈幂函数关系，孔隙度变化规律较一致，比孔隙度变化区间小；渗透率的变化较为复杂，岩石初始渗透率越低，随有效压力增大其下降速率越快，相同有效压力下下降的幅度越大。克拉2气田衰竭开采至废弃压力，储层综合物性变化不大，孔隙度绝对值降低0.5%~1.5%，综合渗透率降低18.2%。这些变化对气藏产能的影响不大。     

超高压气藏渗流机理及气井生产动态特征

超高压气藏渗流机理不同于常规气藏,认识此类气藏开发机理,搞清气藏开采规律,是科学高效开发该类气田的关键。针对川东北地区碳酸盐岩超高压气藏地质条件,通过应力敏感实验研究了该类气藏开采过程中岩石的变形特征,确定了储层孔隙度、渗透率等参数随压力的变化关系;在此基础上,建立了考虑储层裂缝和基质变形、高速非达西流动的碳酸盐岩超高压气藏气、水两相渗流数学模型和数值模型,利用该模型研究了气井开采动态特征。研究表明:超高压碳酸盐岩气藏储层渗透率应力敏感性很强,渗透率随有效应力增加表现为明显的3段,有效应力增加小于20MPa前渗透率急剧降低,下降幅度达45%~65%;有效应力增加介于20~60MPa之间时渗透率下降幅度为20%~25%;有效应力增加大于60MPa后,渗透率基本不变;储层孔隙度对应力的敏感性小,当有效应力增加40MPa时,孔隙度损失小于10%;孔隙度和渗透率越小,岩石应力敏感性越强;岩石变形对裂缝—孔隙型超高压碳酸盐岩气藏生产影响明显,气井初期配产不能太大;建立的考虑岩石变形、高速非达西的双重介质模型能准确预测碳酸盐岩超高压气藏的开采动态。     

涩北一号气田第四系储层特征研究

涩北一号气田是柴达木盆地东部浅层生物气田，通过对涩3-15井岩样的系统实验分析，结合气井的测试资料，研究了涩北一号气田第四系储层的岩石特征、孔隙结构和物性特征，发现岩石以粒间孔为主，具有高孔隙度、中低渗透率的特点，孔隙度主要分布在25％～40％的范围内，渗透率主要分布区间为（1～100）×10^－3μ2，孔渗相关性不强；虽然该储层岩石疏松，但部分高泥质疏松砂岩中微裂缝发育，具有较好的渗透性，其产气能力甚至比泥质含量低的Ⅰ、Ⅱ类储层还强，因此可作为有效产层。这一认识为涩北一号气田的储层研究提出了新的观点，对气田的储量增长和产能建设具有积极意义。     

疏松砂岩应力损害分析评价

疏松砂岩为应力敏感介质,完井、开采过程中储集层易产生膨胀/压实变形,造成应力损害,影响油井产能。以疏松砂岩介质的力学性能及其在孔隙流体作用下的动态应力演化过程为基础,综合考虑流体渗流、储层变形和破坏等因素,建立了流固耦合形式的疏松砂岩应力损害定量评价模型,并采用有限元数值模拟方法求解。采用该模型对胜利油田某裸眼油井疏松砂岩油藏进行了应力损害定量评价,结果表明:近井壁储集层沿最大主应力方向剪切膨胀,孔隙度、渗透率相应提高,而沿最小主应力方向区域塑性压实,孔隙度、渗透率均下降;开采过程中油藏压力衰竭导致储集层骨架有效应力增加,储层孔隙度和渗透率下降,随生产压差增大,储层渗透性能将进一步降低,生产过程中应采取必要措施以消除应力损害。     

疏松砂岩气藏产能影响因素分析

随着涩北气田开发进入到稳产挖潜阶段,逐渐暴露出一系列制约气田开发的难题,通过对涩北气田疏松砂岩应力敏感渗流理论的系统研究,推导出应力敏感对产能影响程度的计算公式,预测储层在不同含水阶段的气井产能,对制定具有压实效应的疏松砂岩含水气藏开发政策具有指导意义,可有效提高开发中后期产能测试与评价的准确度,为涩北气田稳产和提高整体开发效益,安全平稳供气,确保气田高效开发提供技术保证。     

涩北二号气田Ⅲ-1-2层组气藏数值模拟

涩北气田具有长井段、多层、疏松砂岩、边水气藏等特色的地质条件,为国内外罕见的疏松砂岩气藏,其气藏特殊性,导致气井的出砂和出水问题成为制约涩北气田高效开发的关键因素。针对涩北气田地质特征及气藏类型,此次数值模拟采用三维、气水两相黑油模型开展研究工作。以涩北二号气田的实际地质构造特征为构造背景,以地质研究提供的气田的储层物性参数作为模型的物性参数,如有效厚度、渗透率、孔隙度等。再现涩北二号气田投产初期到目前的开发历史,对生产动态过程进行拟合。     

用渗流机理物理模拟技术研究气田出水机理——以涩北气田为例

出水是制约涩北气田稳产及降低气田开采效益的主要因素,对出水机理的深入、全面认识,是涩北气田找水、防水和治水措施成功的前提,更是涩北气田产能建设及稳产目标实现的重要保障。涩北气田属于多层疏松砂岩的出水气藏,开采难度大,不确定性因素多,国内外相似气田的开发理论和开发经验都很缺乏。目前对其储层内气水渗流机理和出水机理的认识大部分仍然只是定性的,缺乏量化分析,无法对防水治水措施的制定提供操作性强的指导,迫切需要全面深化对疏松砂岩储层渗流机理的物理模拟研究。通过调研国内外在疏松砂岩岩心加工、储层物性参数测试的校正、渗流机理的微观物理模拟等方面的技术进展,结合气田储层物性特征、气水两相的渗流特征以及目前对气田出水规律的认识,探讨了气田出水机理物理模拟的实验技术思路,为下一步室内实验装置与实验方案的设计奠定了理论基础。     

疏松砂岩气藏出砂机理研究

柴达木盆地东部的涩北气田为第四系浅层生物气田,其储层岩石成岩性差,疏松易散,开采时易出砂,影响生产。通过系列室内岩心实验,分析了涩北气田储层岩石的颗粒和孔隙结构特征、岩石力学性质,采用物理模拟方法研究了涩北气田的出砂机理及其影响因素,结果表明,岩石强度是决定储层是否出砂的决定性因素,岩石破坏时将大量出砂,而气田在控制压差生产条件下岩石未产生破坏时的出砂形式主要为微粒运移,孔隙越大,越容易产生微粒运移出砂。     

大庆深层火山岩储层应力敏感性研究

大庆火山岩气藏储层埋藏深,岩石类型复杂,储集空间复杂多样且较为致密、物性差,属于低孔低渗储层。为了研究气藏开发过程中的储层物性变化规律,对大庆火山岩进行了应力敏感性实验和岩石力学实验分析,结果表明：大庆火山岩硬度大,抗压强度高,应力敏感性不强,当有效压力从5 MPa增大到60 MPa时,孔隙度下降率小于5％(相对值);渗透率的变化较为复杂,孔隙型火山岩下降率较低,约为10％～20％,裂缝型火山岩在低压段受压后裂缝产生闭合,渗透率下降较快,高压段下降速率减缓,总的下降率约为40％～60％。对某一气藏的计算表明,当气藏由原始地层压力衰竭开采至后期低压时,储层的渗透率总体上下降不大,孔隙型储层仅下降约3.5％,裂缝型储层下降约17.1％。     

裂缝性储层应力敏感性研究

因储层流体压力变化,致使储层岩石受到的有效应力发生变化,引起储层渗透率改变,这种现象称为应力敏感性。该敏感性主要与储层岩石的岩性和裂缝特征等因素有关。利用人造裂缝岩样研究了裂缝性储层的应力敏感性损害。结果表明,随着有效应力的增加,裂缝性岩样的渗透率、孔隙度和裂缝宽度下降幅度比较大,但随着有效应力的进一步增加,其下降幅度逐渐减慢,裂缝性储层的渗透率和裂缝宽度与有效应力呈指数关系变化;裂缝性储层存在严重的裂缝滞后效应,即裂缝性储层发生了应力敏感性损害后,即使减小有效应力也不能使裂缝性储层的渗透率恢复到原来的值。     

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涩北气田为一成岩程度较低的砂泥岩浅层大型气田，岩心实验表明各种粒级的砂质和泥质岩类孔隙度相差不大，尤其对泥质含量高的储层气层电性特征不明显，不能有效地划分储层。根据涩北气田的储层和盖层的特征，章提出采用排驱压力法来区分储层和盖层，通过岩心分析和试油结果建立的泥质含量、产能、渗透率与排驱压力的关系表明，排驱压力与泥质含量为很好的正相关的关系，储层与盖层排驱压力差越大产能越高，而排驱压力与岩心渗透率有良好的负相关关系，说明采用排驱压力可以较理想地识别储层。考察各测井资料与排驱压力关系，确定自然伽马的相对值和电阻率与排驱压力关系密切，因而建立起测井资料与排驱压力关系，进而比较全面地建立起了一套适用于该浅层生物气田的测井储层评价方法。使用该方法，对涩北气田的储层进行了重新解释，新层经试油得到验证，为本气田的增储上产发挥了重要作用。     

大牛地气田储集层应力敏感性研究

大牛地气田具有低渗、低产、低压、低丰度的特征，而低渗透气藏常伴随着应力敏感性影响。为了研究大牛地致密气藏的应力敏感性，特别是多次开井和关井条件下的应力敏感性，开展了闭合回路下的应力敏感实验研究。结果表明，低渗透砂岩储层的应力敏感性是客观存在的，而且这种应力敏感性对储层渗透率造成的伤害不可忽视。随着有效压力的升高，渗透率逐渐降低，并且在有效压力升高的早期渗透率降低的幅度最明显，在后期则趋于平缓；而在有效压力恢复过程中，渗透率不能恢复到原来大小，即应力敏感对渗透率的伤害具有永久性。研究结论为大牛地气田开发方案的制定提供了依据，也为其它低渗透气田的开发提供参考。     

涩北一号气田动态储量影响因素分析

涩北一号气田经过多年的开发,获得了可观的天然气产量,增加了国内天然气供应,积累了丰富的开发经验,但也遇到了出砂、出水、储量动用差异大等问题。目前,涩北一号气田采出程度已经超过10%,达到了动态储量评价条件。采用物质平衡压降法计算动态储量,通过对影响气田气井动态储量的试井解释渗透率、出水、压力等因素进行综合分析,认为影响气井动态储量的主要因素是渗透率。该认识为提高涩北气田储量动用以及其他类似气田的开发提供了参考依据。     

涩北气田疏松砂岩气藏储集层堵塞机理及解堵技术应用

涩北气田是柴达木盆地天然气开发的主要区域,具有多层、极易出砂、边水气藏等特点。随着气田的深入开发,因水锁伤害、黏土矿物水化膨胀运移、入井流体增多等因素导致储集层堵塞的气井不断出现,严重影响气井产能。结合涩北气田疏松砂岩气藏储集层泥质含量高的特点及出水加剧的现状,通过模拟实验,确定了储集层堵塞的主要影响因素为黏土矿物含量。以保护储集层为出发点,考虑针对性及经济性优选解堵液,形成了适用于涩北气田疏松砂岩气藏的化学解堵技术。现场应用表明,该解堵技术具有施工快、有效率高和有效期长的特点,解堵效果及应用前景较好。     

顺北油气田非均质碳酸盐岩储层矿化度敏感规律

顺北油气田受断裂多期活动的影响产生了大量的裂缝储集体,具有缝洞型碳酸盐岩特征。针对顺北油气田碳酸盐岩储层的矿化度敏感性评价可知,多个样品数据难以形成统一结论,无法有效指导现场生产。X射线全岩矿物测定一间房组、鹰山组储层垂直方向方解石、白云石、硅质、黏土矿物总含量波动范围在0.9%～65%。扫描电镜观察片状伊蒙混层集中充填裂缝,裂缝数量及形态随机性分布。氦气与氮气法测定2套储层垂直方向的孔隙度为0.42%～2.40%、渗透率为0.03～7.62 mD,波动明显且总孔隙空间较小。测定一间房组水敏、盐敏渗透率损害率为29.47%～74.80%、30.44%～82.93%;鹰山组水敏、盐敏渗透率损害率为66.06%～74.80%、78.10%～79.91%,矿物组分与裂缝发育非均质导致不同区域矿化度敏感性显著波动。用数学方法建立了渗透率损失率、无敏感矿化度范围与黏土矿物总含量比、孔隙度、渗透率、地层水矿化度等因素间定量数学关系,提高储层矿化度敏感评价全面性和快速性,计算临界矿化度KCl溶液较传统方法污染储层渗透率降幅缩小了19.90%,提高矿化度敏感控制效果明显。     

煤层气储层渗透率特征研究

采用煤岩渗流试验装置,研究了煤层气储层中气体的渗流规律,以及气体滑脱效应、有效应力对煤岩渗透率的影响。从理论上研究了煤岩孔隙系统特征。研究结果表明,由于煤岩特殊的双重孔隙介质特征,有效应力对渗透率影响非常严重。岩石总有效应力增大,煤岩渗透率下降。而卸压时渗透率只能得到一定程度的恢复,从而造成渗透率的损失。     

柴达木盆地涩北气田地质储量和水侵量计算

地质储量和水侵量是确定气藏开发规模及开发设计的重要参数。传统的视地层压力识别法是判别 气藏驱动类型的常用方法,但对于柴达木盆地涩北气田水驱作用不强的气藏,其早期的压降曲线为一条 直线,容易被误判为定容无水驱气藏,所计算的储量要比采用水驱气藏计算出的储量高。以涩北二号 气田A 气藏为例,应用视地质储量法,在不需要知道水侵量大小的情况下直接应用生产动态数据,绘制出 气藏视地质储量变化曲线,这样就可以计算出地质储量,再把计算得到的地质储量代入视地质储量计算 公式即可反求出水侵量的大小。该方法简便、实用,对指导气田的后期开发具有借鉴作用。     

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涩北气田的砂岩气层多而薄，生产过程中地层易出砂。统计表明，涩北气田在试气或试采阶段，虽然大部分气井控制产量生产，但已经有相当数量的井有出砂现象，出砂井占气田试采井总数一半以上。文章从储层特征、岩性特征、气体渗流速度、作业液浸泡等多个角度对气田地层出砂的机理进行了较为全面的分析。结果表明，气田的储层特征是地层出砂的内因，地层中天然气渗流速度是是否出砂的决定性因素，作业液浸泡和井筒内的动态响应会降低地层出砂临界速度，使地层更易出砂。在此基础上，基于降低单一气层天然气渗流速度的思路，从气藏工程角度提出了高孔密、大孔径射孔以及逐层叠加开采和多层压力平衡合采两种多层合采的开采方式和技术路线。实践表明，两种方式均能达到提高涩北气田气井产量、防止地层出砂的目的，其中，多层合采方式更能兼顾到防止出砂、提高气井产量和气田采收率，进而实现提高气田高效开发的目的。