无边底水碳酸盐岩气藏高速开采模拟实验研究

高速开采裂缝性碳酸盐岩气藏 ,生产压差过大会使裂缝宽度减小甚至闭合 ,导致储集层损害。模拟无边水、底水裂缝性碳酸盐岩气藏的上覆压力、地层压力、地层温度和原始含水饱和度条件 ,采用微—粉晶白云岩全直径岩心 ,进行 0 .5 5～ 11MPa压差条件下的弹性气驱模拟实验 ,研究岩心渗透率与开采速率 (生产压差 )的关系。模拟结果 ,渗透率大于 18×10 -3 μm2 的岩心在 0 .5 5～ 4MPa压差范围内渗透率下降幅度最大 ,该类储集层生产压差应小于 1.5MPa ;渗透率为 2× 10 -3 ～18× 10 -3 μm2 的岩心在 3MPa压差时渗透率平均降幅为 17% ,该类储集层生产压差应小于 3MPa ;随压差增大 ,渗透率小于 2× 10 -3 μm2 的岩心渗透率变化幅度在± 10 %之内 ,考虑该类储集层气体渗流阻力太大 ,生产压差应不超过 5MPa。图 1表 1参 6     

河坝飞仙关气藏储层应力敏感性及其对产能的影响

河坝飞仙关气藏是一个裂缝孔隙型异常高压气藏,地层压力系数高达2.3。试采过程中,气井产能下降明显,表现出一定的应力敏感。通过对河坝飞仙关气藏储层岩石渗透率应力敏感、压差对渗透率应力敏感影响、渗透率可恢复性等室内岩心试验研究,结果表明:河坝飞仙关气藏储层渗透率敏感性强,渗透率损害率高达60%;渗透率永久性变形率较大,可恢复程度低;压差对渗透率敏感影响大,压差越大,渗透率敏感性越强,永久变形率越大。结合现场生产分析表明:应力敏感对河坝飞仙关气藏开发的影响大,气井产能下降快,地层压力降到20MPa时,产能下降了66%;对于河坝异常高压气藏开发,确立合理生产压差,减缓应力敏感对储层渗透率及气藏产能的损害,确保气藏在合理生产压差及合理产量下生产十分必要。     

低渗裂缝性油藏渗透率的影响因素研究

为深入研究低渗透裂缝性油藏的渗流规律，结合某油田某断块岩心进行渗透率的实验研究与分析，得出地层压力、温度及流体性质等参数对低渗透裂缝性油藏渗透率的影响。结果表明，储层随地层压力的升高，裂缝逐渐开启，渗透率先降低后逐渐增大，裂缝开启压力大约在8~10 MPa范围内。对实验曲线定量回归拟合得到渗透率与地层压力的关系式；随着地层温度的升高，各岩心渗透率逐渐降低；同一岩心对地层水的渗透率值要大于对纯净水的渗透率值。实验结果为低渗透储层开发选择合理的地层压力、生产压差等方面提供了理论依据。     

裂缝性气藏射孔完井优化设计

用有限元法建立了某构造香二段裂缝性气藏射孔完井的有限元渗流模型，模型中包含地层物性参数及其孔眼结构参数，即包含生产压差、地层原始渗透率、钻井伤害带渗透率、压实带渗透率、裂缝渗透率以及孔深、孔密、相位角和布孔方式等，在分析中可以任意调整射孔结构参数，对裂缝性气藏射孔进行优化设计。文中分析了裂缝面附近渗流压力场以及裂缝面附近孔眼内的流速，得出了孔眼穿过裂缝和孔眼未穿过裂缝时，孔眼内流速的定量变化曲线。同时，分析了理想情况下，孔密分别为16、18和40孔/m时，该裂缝性气藏产量随生产压差的变化关系，并确定出香二段合理的生产压差为15 MPa，为香二段裂缝性气藏的射孔完井提供了理论依据。     

苏里格气藏岩石应力敏感性研究

在气藏的生产过程中,随着流体的产出,净上覆岩层压力不断升高,储层孔隙结构因受到压缩而发生改变,导致渗流速度降低,使油气井的产能下降。在模拟地层温度及应力条件下,分析了苏里格气藏小岩心和全直径岩心渗透率与净上覆岩层压力之间的关系,研究了小岩心与全直径岩心的应力敏感性。结果表明:岩心渗透率均随上覆岩层压力的升高而逐渐降低,且随净上覆岩层压力的增大,渗透率下降的幅度逐渐变小,并表现出明显的渗透率滞后效应;苏里格气藏岩石的渗透率损害程度或应力敏感性属于中等;全直径岩心的应力敏感性较小岩心弱。     

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章通过模拟地层上覆压力、地层压力、地层温度和地层原始含水饱和度以及无边、底水定容气藏的弹性气驱降压开采的全模拟试验,对川西蓬莱镇组气藏在废弃压力时的天然气采收率进行了模拟研究,得出如下结论：蓬1和蓬2气藏采收率分别为55％和64％;气藏采收率与渗透率呈正相关关系,水饱和度与孔隙度呈负相关关系;提高气藏在废弃压力时采收率的关键是控制生产压差,避免大量天然气进入尾气生产阶段产出。     

高压—超高压碳酸盐岩气藏渗流机理及开发特征——以阿姆河盆地M区为例

为了弄清影响高压—超高压气井生产动态的根本原因,选取土库曼斯坦阿姆河盆地M区多个碳酸盐岩气藏储层岩心,开展了多回次变围压应力敏感、衰竭式开发、CT扫描及三维数字岩心模拟等实验,在此基础上,深入剖析了高压—超高压气井的生产动态特征,研究了不同产状裂缝及其发育程度对气井产能的影响,进而提出了M区高压—超高压碳酸盐岩气藏在开发早期需采取的合理对策。研究结果表明:(1)应力敏感实验表明,孔隙型及孔洞型岩心应力敏感程度中等偏弱,裂缝—孔隙型岩心应力敏感程度强,渗透率不可逆损害率高且损害率主要集中在加压初期;(2)岩石弹性膨胀是高压—超高压气藏开采早期的主要驱动能量;(3)高压—超高压气藏在开发早期应控制采气速度,有利于降低气井产能递减幅度、增加阶段采出程度;(4)裂缝—孔隙型储层中气井初始产能主要受裂缝发育程度的影响,产能递减幅度主要受裂缝产状的影响;(5)以发育低角度裂缝为主的储层,地层压力降低后裂缝易闭合,气井产能递减较快,在开发早期应严格控制生产压差;(6)阿姆河盆地高压—超高压气藏大部分气井在地层压力降至45 MPa以前,应尽量保持生产压差小于5 MPa。结论认为,所建立的方法具有一定的通用性,可以为其他地区高压—超高压气藏的优化开发提供借鉴。     

上覆压力对低渗气层物性及供气能力的影响

为了弄清孔、渗变化特征及对储层供气能力的影响,采用静态实验方法(CMS300覆压孔渗测试仪)测试分析了常压和上覆压力50MPa下的岩心孔隙度、渗透率的差异,并采用仿真动态物理模拟实验,模拟气藏定容衰竭开采,对比研究上覆压力为30MPa、50MPa时"近井低渗"和"近井高渗"两种模型的产量、采出程度的差异.研究结果表明:上覆压力对岩心的孔隙度影响较小,对渗透率特别是常压下空气渗透率小于1mD的岩心影响较大,50MPa时的渗透率只有常压的1/10甚至更小,且常压渗透率越低,差异越大.因此,在低渗气藏储层物性评价中,需要考虑原始地层条件下的有效渗透率;同时由于上覆压力增加使储层渗透率降低,导致了储层供气能力和采出程度也受影响,特别是近井渗透率较低的气井,产量和采出程度受影响较大,在制定开发技术对策时需要考虑该因素.     

应力敏感对低渗致密气藏水平井压裂开采的影响

水平井压裂开发是提高低渗致密气藏产量和采收率的重要手段。低渗致密气藏存在应力敏感性,由于储层压力下降,造成近井地带孔隙度、渗透率等物性参数降低,裂缝宽度减小甚至闭合,地下流体渗流能力下降,影响压裂水平井的开发效果。从室内实验出发,研究了低渗致密气藏应力敏感性,多次升降压进一步加剧了裂缝渗透率应力敏感程度,储层和裂缝渗透率应力敏感损害具有不可逆性。采用压裂水平气井的生产动态分段拟合方法和试井分析研究了应力敏感参数变化规律:随生产时间增加、地层压力降低,地层渗透率逐步降低,压裂裂缝半长逐渐变短,裂缝导流能力下降,表现出较强的应力敏感性。单井动态分析和数值模拟研究表明:随应力敏感效应增强,水平井压裂稳产期采出程度和采收率降低幅度变大;随着配产提高,应力敏感效应影响增强;低渗致密气藏应控制合理生产压差,减少应力敏感对储层的伤害。     

储层参数压力敏感性研究

储层压力变化会引起储层物性参数（如渗透率）发生相应变化。岩石覆压渗透率与净有效覆压呈指数凝减关系,且渗透率变化不可逆;岩石覆压孔隙度与净有效覆压成二次三项式递减关系;裂缝型地层与碎屑岩地层相比,压力敏感性更强。因此,研究储层参数的压力敏感性对于确定合理的试油压差是必要的。     

页岩气藏应力敏感效应实验研究

页岩气藏降压开采过程中,地层压力和井底压力的变化导致气藏产生应力敏感效应,使气藏流体的流动动态和气藏产能受到影响。为了明确开采压力的下降对气藏渗透率变化的影响,实验通过改变内压与围压这2种方式,对页岩气藏的应力敏感效应进行了研究。研究结果表明:页岩的渗透率随着内压的降低而下降,随着上覆岩层压力的增加而下降;页岩渗透率与内压的变化存在明显的指数关系;页岩对外压的敏感效应远远大于对内压的敏感效应。该研究对确定页岩气藏产能及制订气井合理生产制度具有一定意义。     

高柳地区新近系地层压力和温度对岩石物性的影响

黄骅坳陷北部南堡凹陷高柳地区明化镇组、馆陶组砂岩属疏松、固结程度较差的储集层，岩心实验结果表明，随着净上覆地层压力（净覆压）的增加，岩石的孔隙度、渗透率均不同程度地降低，并且渗透率的变化幅度远大于孔隙度。与常规岩心分析结果相比，油藏条件下（净覆压大于20MPa）孔隙率约减小3％－10％，渗透率约减小12％－70％。通过研究建立了高柳地区孔隙度、渗透率的净覆压校正关系式，分析得出孔度、渗透率与净覆压之间呈指数函数关系的结论：在净覆压增大的同时，地层温度对该地区岩石物性的影响可以忽略。     

低渗透油气藏应力敏感性评价实验新方法

为了研究地层压力的变化对低渗透油气藏孔隙度和渗透率的影响程度，采用室内实验与理论研究相结合的方法，对中原文东油田天然岩心进行了地面条件和地层条件应力敏感性实验。实验结果表明：孔隙度对应力不敏感；渗透率变化结果差别较大，地面条件实验所得的渗透率损害率约为地层条件的2—4倍，说明地面条件下的实验结果不能真实再现油气藏的应力敏感性，以往实验中单纯乘以系数0．61的处理方法不合理。低渗透油气藏应力敏感性评价实验应采用新方法，即模拟地层条件，将实验岩心加上围压（模拟上覆压力）和回压（辅以形成油层压力），通过改变内压（模拟油层压力），来达到改变净覆压的目的，测定不同内压下的渗透率，判断应力敏感性。     

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对于低渗透气藏，压力变化引起的介质变形导致储层孔隙度、渗透率变化明显，对气藏开发动态有较大的影响，并且低渗透气藏的流—固耦合效应较中高渗透率气藏强得多。因此，在低渗透气藏模拟中考虑流—固耦合效应可以合理地预测气藏开发动态。此外，由于低渗透气藏渗流机制的特殊性，其渗流曲线偏离达西定律，且存在启动压力梯度，造成低渗气藏的耦合模拟更加复杂。文章基于对低渗透气藏储层特征及渗流机理的认识，将渗流力学和弹塑性力学相结合，建立了低渗透气藏流—固耦合渗流数学模型、数值模型和模拟模型，并利用该模型对四川某低渗气藏开发过程中储层参数、开发指标的变化进行了模拟计算，还比较了考虑介质变形的耦合模型和不考虑介质变形的刚性模型的计算结果。     

非线性流下变形介质油藏压裂井产能评价

针对变形介质低渗油藏特征,根据压裂后流体渗流变化规律,基于稳定渗流理论,建立了考虑启动压力梯度、应力敏感共同影响下的低渗油藏垂直裂缝井产能方程。在建立模型基础上,分析了启动压力梯度、渗透率变形系数、地层污染等对产能、采油指数的影响关系。研究表明:启动压力梯度和应力敏感效应使油井产能下降,随着启动压力梯度增大,油井产能下降的幅度随压差增大而减小,而随着渗透率变化系数增大,油井产能下降幅度随压差增大而增大;地层污染导致油井产能下降幅度随压差增大而增大;当生产压差较小时,启动压力梯度的影响显著,而生产压差较大时,应力敏感效应影响明显增强;在变形介质油藏实际开发中应考虑选择合理生产压差。     

页岩气藏可采储量计算新方法

前人计算页岩气可采储量诸多方法中,压降法未考虑页岩气藏的特殊性,产量递减曲线方法仅适用于已经发生产量递减的井,利用地层静压来获取控制储量然后进一步得到可采储量的方法也不适用于低孔低渗的页岩气藏。提出了利用生产数据求取控制储量来获取页岩气藏生产指示曲线的方法,再利用考虑吸附气的物质平衡方程计算废弃压力下的可采储量。研究表明废弃压力每降低1MPa,采收率大约会提高3.4%。新方法既可以应用于产量开始递减的生产井,也可以应用于气体流动达到拟稳态期的定产生产井,具有一定的应用价值。     

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随着油气田勘探工作的日益深入，近年来在我国发现大量深层气藏和凝析气藏，尤其在塔里木地区。为了搞清塔里木油田深层气藏岩石渗透率应力敏感特性，通过塔里木油田岩心渗透率应力敏感性实验，研究了深层岩石的有效覆压与渗透率的关系，分析了渗透率应力敏感特征与机理。实验结果表明：随着有效覆压增加岩石孔隙结构和骨架结构发生变化，会引起岩石渗透率的下降；岩石渗透率越低或有裂缝存在，应力敏感特性表现更强烈；随着异常高压气田开发过程的进行，地层压力逐渐下降，进而诱发岩石渗透率损失是不可逆的。     

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文章具体实测了克拉2异常高压气藏岩样不同覆压下的渗透率，根据其实测结果拟合出渗透率的应力敏感性幂函数表达式，总结了岩石渗透率随气藏压力或有效覆压的变化规律。考虑渗透率变化对气藏产能的影响，推导出新的产能方程。研究表明：克拉2气藏岩样应力敏感性高于大庆油田岩样，具有异常高压气藏岩石欠压实的特点。岩样的应力敏感性使产能降低，在克拉2气藏的条件下，考虑应力敏感时的绝对无阻流量是渗透率为常数时的70％左右。该研究对深入了解异常高压气藏的产能及预测异常高压气藏的开发动态和采收率有一定意义。