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基岩块渗流特征初探

塔河油田的下奥陶统缝洞型碳酸盐岩基岩块中的微裂缝是其主要储集空间和渗流通道.为了更好地认识此类油藏中基岩块的渗流特征,并建立流体动力学机理,选择渗透率0.1×10-3～3.1×10-3μm2范围内的10块岩心进行单相渗流实验.分析了渗流特征并建立了适合于非达西渗流的非线性渗流模型.实验结果表明:塔河缝洞型碳酸盐岩油藏基岩块中的渗流为非达西渗流,存在明显的启动压力,且渗流速度与压力梯度成幂函数关系.     

温度对多类型超深层碳酸盐岩气藏渗流能力的影响

超深层碳酸盐岩气藏埋藏深、温度高,高温对多类型储层渗流能力的变化规律尚不明确。选取高石梯—磨溪区块灯四段气藏储层岩心,通过测定升温和降温过程中岩样的气体单相渗透率和不同温度下的气水界面张力及气水两相相对渗透率,得到温度对多类型超深层碳酸盐岩气藏渗流能力的影响规律。研究结果表明：在20~120 ℃范围内,随温度改变,不同类型储层岩样气体单相渗流能力均呈幂函数变化,升温过程中气相渗透率下降受气体黏度升高、白云石晶体膨胀及岩石颗粒脆化后运移的共同影响,一次升温和降温后,缝洞型岩样由于微裂缝发育渗透率不可逆程度最高为82.52%,孔隙型岩样由于小孔喉发育次之为27.63%,孔洞型岩样最低为9.46%,缝洞型岩样为温敏型岩样,孔隙型和孔洞型岩样为耐温型岩样,多类型气藏的温度上限集中在44~50 ℃附近;温度升高主要通过降低水气黏度比来提高气驱水效率和气水两相渗流能力,地层温度下的水气黏度约为常温条件下的1/3,高温条件下多类型储层的气水相渗曲线更能代表实际地层的两相渗流特征。温度对多类型超深层碳酸盐岩气藏渗流能力的影响规律可为此类气藏的高效开发提供理论依据。     

物质平衡法计算缝洞型凝析气藏动态储量

摘要：与一般砂岩凝析气藏不同,缝洞型碳酸盐岩凝析气藏以裂缝－孔洞和基质孔隙作为储集空间,地下缝洞尺寸差异很大,渗流规律复杂。从摩尔质量守恒角度出发,引入缝洞孔隙度概念来描述缝洞空间体积占储层表观总体积的比例,建立并推导适合无边底水缝洞型凝析气藏衰竭式开发的物质平衡方程,应用该方程可分别求取基质系统与缝洞系统的储量。实例计算证明,该方程可在有效计算气井储量的同时计算缝洞体系的储量,对于评估缝洞型凝析气藏的稳产能力具有重要意义。     

数字岩心结合成像测井构建裂缝—孔洞型储层孔渗特征

针对碳酸盐岩气藏储层由于缝洞发育导致孔隙度、渗透率相关性差的问题,基于四川盆地安岳气田高石梯—磨溪区块裂缝—孔洞型储层岩心的CT扫描图像和储层段的成像测井资料,通过重构岩心内部的三维结构,提取岩心中缝洞结构参数,划分缝洞模式,开展数字岩心流动模拟和渗透率计算,认识不同孔隙度区间渗透率的分布规律,描述裂缝—孔洞型储层的孔渗特征。研究结果表明:(1)碳酸盐岩岩心中毫米—厘米级小型溶洞是主要的储集空间,占孔隙体积的68%,开度介于0.1~0.6 mm的扁平状小裂缝在局部构成缝网,缝洞搭配形成优势渗流通道是提高岩心渗透率的关键;(2)结合成像测井资料,可将储层中缝洞发育模式划分为4种,在孔隙度大于3%的储层中,当面洞率大于10%或面缝率大于0.02%时,储层的渗透性能有显著提高。     

缝洞性碳酸盐岩油藏储渗模式及其开采特征

塔里木盆地塔河油田的下奥陶统缝洞性碳酸盐岩储集层中的次生裂缝或溶蚀孔洞是其主要储集空间和渗流通道。为更好地认识此类油蔽的开采特征，根据储集体内缝洞之间的组合关系，提出了6种储渗模式。从缝洞性储集体的类型角度分析油井的开采特征，结果表明：钻遇裂缝溶洞型储集体的油井一般见水前高产稳产，见水后递减幅度最大；钻遇溶洞裂缝型储集体的油井产量中等，见水后产量递减幅度较小；钻遇裂缝基质型储集体的油井对开发贡献很小。结合油井开采特征，用统计方法预测了储集体的平面分布。与储集层建模结果对比，二者的相关性较好。     

缝洞型油藏离散数值试井解释方法研究

塔河油田奥陶系碳酸盐岩油藏主要是裂缝和溶洞组成的缝洞型储层,非均质性极强,基质系统不具有储渗能力,地层流体以管流或管流一渗流耦合流动为主。传统试井解释方法基于多重连续介质模型和解析渗流理论,难以对储层特征和流体流动规律正确描述。离散数值试井解释方法通过连续性特征分析,把溶洞和裂缝视为离散介质进行处理,把缝洞型储层等效为粗细溶洞相间的组合模式,并对粗细溶洞中的流体流动进行管流公式和等效渗流公式描述,建立8种试井地质模型,对径向流、线性流和储罐流分别进行有限差数值方法求解,绘制典型曲线并分析各流动阶段压力特征。通过T762井实例应用分析,其解释结果能更好地描述缝洞型油藏特征并指导开发。     

缝洞型碳酸盐岩油藏流动机理初探

缝洞型碳酸盐岩油藏,其储集空间以溶洞为主,裂缝为主要流通通道,溶洞、裂缝随机分布,具有网络状油藏的特征。裂缝和其连通的溶洞动力学尺寸较大,流体流动可以看成管道流动,基质渗透率很低,流体流动遵守达西定律。将渗流力学、流体力学知识相结合,建立了缝洞型油藏渗流与管流耦合模型,揭示了储集体内流体流动规律,并计算了单个缝洞系统中压力降落规律,计算结果表明,溶洞中压力降落远低于裂缝中压力降落。     

缝洞型碳酸盐岩凝析气藏提高采收率关键技术

中国海相碳酸盐岩资源丰富，主要以缝洞型碳酸盐岩油气藏为主，占天然气探明储量的2/3以上。其中塔里木盆地缝洞型碳酸盐岩凝析气藏埋深达4 500～7 000 m，储层非均质性极强、储集渗流介质复杂多样、流体性质复杂、气藏静态描述工作难度非常大，为储量评价、开发方案设计及开发动态分析带来了诸多挑战。为此，为了进一步提高该类型油气藏的采收率，以动态补静态，采用静态与动态紧密结合的方式提高气藏描述精度，并在多年的动静态研究和开发实践基础上，创新形成了缝洞型碳酸盐岩凝析气藏提高采收率关键技术。研究结果表明：(1)基于地震反演信息、以三维数值试井为核心的沙漠强衰减区高精度缝洞体动静迭代动态描述技术；(2)缝洞型凝析气藏一井多靶点立体开发提高储量动用技术；(3)缝洞型凝析气藏气举降压提高采收率技术。结论认为，形成的技术体系较好解决了缝洞体精细描述、提高储量动用、降低废弃压力等开发方面的关键难题，实现了对断裂带及羽状破碎带储层的精细描述与开发关键指标的准确预测，有效井及高效井的部署成功率比规模建产初期提高了26%，为缝洞型碳酸盐岩凝析气藏的科学有效开发提供了有力的技术支撑和经验借鉴。     

哈拉哈塘油田碳酸盐岩储层试井特征分析

通过对近4年来哈拉哈塘油田59口压力恢复试井资料整理分析,结合静态资料及生产特征,初步将哈拉哈塘油田储层渗流介质分为视均质型储层、双重介质型储层和裂缝型储层三类,同时根据碳酸盐岩多变的缝洞组合关系,分为三种缝洞组合模型:串珠型(缝、缝+洞、洞+缝、串珠)、复合型和干扰型。对具有类似特征的试井资料选择合适的解释模型,得到准确的储层信息及了解油藏模型,为后期合理的开发措施提供依据。     

低渗透气藏中气体低速非达西渗流特征实验研究

近年来，随着低渗透油气藏的不断开发，对低渗透油气藏中流体渗流规律的研究越来越引起人们关注。本文针对低渗气藏中气体低速非达西渗流进行了大量的实验研究。通过对实验现象的探讨认识到：低渗储层岩石中单相气体低速渗流具有非达西渗流特征，表现为渗流曲线直线段的延伸与流速轴相交，即存在一个“拟初始流速”；低渗储层岩石在一定含水饱和度下，气体低速非达西渗流特征更为明显。残余水饱和度存在所产生的毛管阻力，使气体渗流曲线低速段的形态与单相气体渗流时相反，呈现上凹形态。在相应的克氏回归曲线上，存在着明确的临界点。临界点以下，气体渗流受毛管阻力影响，表现为气体(视)有效渗透率随压力增大而增大；临界点以上，气体渗流受滑脱效应影响，表现为气体(视)有效渗透率随压力增大而减小。气体低速渗流曲线特征与储层岩石渗透率和残余水饱和度密切相关，随渗透率增大和残余水饱和度的降低，气体低速非达西型渗流逐渐向达西型渗流过渡。     

水驱砂岩气藏型地下储气库长岩心注采实验研究

水驱砂岩气藏型地下储气库通过注气驱水扩容,但是受储层非均质性以及水侵等因素的影响,实际运行过程中的库容量和工作气量大多低于设计值。为进一步优化气库注采效果,开展了多轮次的长岩心注采实验,分析注采过程中压力场分布及库容动用特征,研究影响扩容效果的因素。研究结果表明:随着注采轮次增加,注气排驱难度加大,排驱效果逐渐变差,趋于最大库容量;远井地区储层不能有效参与气库运行,注气后气库平衡压力低于上限压力,采气后气库平衡压力高于下限压力,导致实际库容量和工作气量达不到设计值;受储层孔喉分布非均质性、气驱压力梯度的限制以及采气循环边水的影响,排驱扩容增加的库容有限,注采模拟结束后,库容动用率仅为30%,工作气量占比也仅有21.6%。研究结果为水驱砂岩气藏储气库方案设计提供技术支持。     

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。     

蜀南南井气田井2缝洞系统气水关系研究

蜀南南井构造茅口组气藏为典型的碳酸盐岩缝洞气藏,基质致密,溶洞是主要的储集空间,而裂缝是主要的渗流通道。该气藏已经进入开发中后期,气藏大规模见水。为解决该气藏大量剩余储量未能动用、气藏采出程度偏低的问题,本文试在气藏地质特征和开发动态特征相结合的基础上,结合其他相关技术和手段,对气藏驱动能量、气水关系等进行细致分析,认为缝洞系统内气水关系复杂,可能不存在统一的气水界面。隔气式气驱是气藏产水的主要驱动力,水体自身能量有限。     

二次压力梯度三孔渗流模型及非线性渗流特征

裂缝孔洞型三孔介质储层渗流的非线性特征十分明显，其渗流模型中的非线性项不应被忽略。针对裂缝孔洞型三孔介质储层，建立了二次梯度不稳定渗流数学模型。利用变量代换，将渗流模型线性化，求得了拉氏空间下的解析解，采用数值反演法得到了实空间的解。利用模型的解，编程绘制了典型的非线性渗流特征曲线，其反映了裂缝孔洞型三孔介质储层溶蚀孔洞和基质分别向裂缝窜流的特殊流动阶段。此外，分析了二次压力梯度非线性系数、溶洞向裂缝窜流的窜流系数、基质向裂缝窜流的窜流系数等对渗流特征曲线的影响。最后，通过对比常规线性渗流模型的渗流特征曲线，定量研究了受不同二次压力梯度非线性系数影响时非线性与线性渗流曲线之间的差异。结果表明，因受二次压力梯度非线性系数的控制，非线性渗流特征曲线明显偏离线性渗流特征曲线，且偏离量随时间和非线性系数的增加而增加。新建立的二次压力梯度三孔渗流模型，可精准描述缝洞型碳酸盐岩储层的渗流特征。     

阿姆河右岸东部侏罗系盐下断层发育特征及其对天然气富集影响

中亚阿姆河盆地天然气资源丰富,断层对侏罗系盐下天然气聚集有着重要影响。通过对阿姆河右岸区块东部三维地震、岩心和生产资料分析,系统研究了不同尺度断层对卡洛夫阶—牛津阶碳酸盐岩储层发育和天然气成藏的控制作用。结果表明：盐下碳酸盐岩主要发育NE、NEE向两组逆断层和NWW、EW、NNW、SN向四组走滑断层,构造样式以基底卷入的逆断层相关褶皱和压扭性的正花状构造为主;断层主要形成于新近纪,NEE向逆断层在喜马拉雅早期挤压作用下形成,NE向逆断层和走滑断层形成于喜马拉雅中晚期的压扭应力场;断层分布具有分带性,南北方向以阿高左行走滑断裂带为界,南侧逆断层以NE向为主、北侧逆断层逐渐过渡为NEE向,SN向走滑断层则主要分布于玛霍断裂带以东。根据规模可划分为控构造带断层、控圈断层、改造断层和微断层4类,前3类多从基底断至盐膏岩,控制了缝洞储层的发育和天然气运移,断层的活动强度越高,缝洞储层越发育,天然气富集程度越高。根据断层特征划分为3类有利区带：Ⅰ类为临近控构造带断层和控圈断层的强充注规模缝洞型气藏发育区;Ⅱ类为临近改造断层的局部低充注的缝洞型气藏发育区;Ⅲ类为临近微断层的裂缝—孔隙型或裂缝型气藏发...     

缝洞型油藏的离散缝洞网络流动数学模型

针对现有油藏渗流理论在描述缝洞型油藏流动机理上存在的困难,基于缝洞型油藏储层的特点,提出了离散缝洞网络流动数学模型。该模型将缝洞型油藏划分为岩块系统、裂缝系统和溶洞系统;其中裂缝和溶洞嵌套于岩块中,并相互连接成网络;岩块和裂缝系统视为渗流区域,溶洞系统视为自由流动区域。阐述了模型的基本原理,推导了相应的有限元数值计算格式,通过算例验证了其正确性。算例分析结果表明,离散缝洞网络流动数学模型能够正确地描述出缝洞型油藏的流动特征。     

水驱砂岩气藏型地下储气库气水二相渗流机理

水驱砂岩气藏型地下储气库的渗流机理具有特殊性及复杂性,并客观上决定了地下储气库多周期运行的注采效果。为此,针对其储层特征,开展了多轮次气、水互驱物理模拟实验,研究了储气库储层气、水二相渗流特征,分析了储气库储层孔隙空间可利用率的变化规律,并揭示了该类储气库建设及运行的主要影响因素。研究表明：①该类储气库经长期注采运行,水相渗流能力相应增强,导致边水运移越发活跃,储层孔隙空间出现大量残余气、束缚水,气相渗流阻力相应增加,气库扩容及注采效果受到影响;②储气库运行中边水往复运移造成储层空间形成大量死气区,导致储层孔隙空间利用效果变差,库容可利用率降低,储层孔隙空间可利用率介于40%～70%;③该类储气库建设及运行过程中应重视储层含水量的变化,并采取相应措施以降低水侵对储气库运行效果的影响。     

缝洞型碳酸盐岩储层循缝找洞压裂技术

深层及超深层缝洞型碳酸盐岩溶洞是油气的主要储集空间,压裂裂缝受地应力控制主要沿水平最大地应力方向扩展,并沟通该方向上的溶洞,其他方向的溶洞无法与井眼连通,导致井周储量动用程度低。根据碳酸盐岩储层伴生缝洞发育特点,提出循缝找洞的储层改造思想,即压裂过程中通过控制泵注压力注入流体,流体遵循原生天然裂缝的展布形态进行流动,形成相互连通的人工裂缝通道,沟通不同方向的多个溶洞,减少地应力对压裂裂缝形态的影响。通过构建含天然裂缝网络和溶洞的模型,采用TOUGH2-AiFrac耦合求解算法,研究天然裂缝数量、走向对压裂裂缝沟通溶洞的影响规律。结果显示天然裂缝走向对压裂裂缝扩展轨迹有较大影响,天然裂缝走向偏向溶洞有利于压裂裂缝沟通溶洞;不同数量、不同走向的天然裂缝网络能够有效连通不同方向的多个溶洞,说明能通过循缝找洞实现井周储量的高效动用。以循缝找洞思想为指导形成的技术方案现场应用85井次,2020年增加原油产量16.12万t,为深层及超深层缝洞型碳酸盐岩油气藏的改造增产提供了方向。     

底水气藏型储气库注采渗流规律实验

为深入研究底水气藏型储气库在多周期注采过程中的气-水两相渗流规律,以辽河油田S6储气库储层岩心为研究对象,开展多周期升压—卸压渗透率应力敏感性评价、多周期模拟注采气-水相渗特征评价实验,并结合扫描电子显微镜观察进行微观结构分析。结果表明：研究区渗透率应力敏感性较低,多周期升压—卸压后渗透率有低幅度下降;随着气-水互驱次数的增加,束缚水饱和度和残余气饱和度分别下降和上升,而后逐渐趋于平衡;多周期循环注采导致微裂缝生成和微粒运移,微裂缝强化渗流能力占主导地位,含气饱和度、气相渗透率逐渐升高并逐渐趋于平衡,与实际运行中储气库前期扩容、后期逐渐平衡规律一致。研究结果对合理配置注采参数和区域内新兴储气库建设提供技术指导。