延长组特低渗油藏CO2驱储层溶蚀与结垢规律

针对延长组油藏地层水钙镁离子含量高、储层岩石酸敏性矿物多等特点,开展了CO_2驱油藏不同部位CO_2-地层水-储层岩石溶蚀与结垢模拟实验。研究结果表明,在CO_2驱油过程中,在注气井近井地带和油藏深部因压力上升,CO_2在地层水中的溶解量不断升高,溶液的pH值下降,CaCl_2水型地层水没有沉淀产生,且CO_2与储层岩石矿物会发生溶蚀反应,导致岩石渗透率增大;但在采油井近井地带,随着压力的剧烈下降,溶解于地层水中的CO_2会大量逸出,原本溶解于地层水中的部分岩石矿物也会大量析出,产生碳酸钙无机垢。延长组油藏CO_2驱油过程中在注气井近井地带和油藏深部不易结垢,且储层物性会被改善;而在采油井近井地带极易产生无机垢,引起特低渗储层堵塞。     

长庆油田CO2驱储层溶蚀与地层水结垢规律*

针对长庆油田CO_2先导试验驱地层水矿化度高,Ca~(2+)、Mg~(2+)、Ba~(2+)、Sr~(2+)含量高,储层岩石易溶蚀的特点,开展了CO_2-地层水与CO_2-岩石-地层水相互作用的研究以及CO_2驱对储层岩石的影响模拟实验。结果表明,在地层水注入CO_2的过程中,pH值、压力和温度的改变对地层水中阳离子浓度的影响很小,不会导致无机垢的生成。在注气井近井地带,随着注入压力不断升高,溶解在地层水中的CO_2增加,溶液pH值下降,储层岩石发生溶蚀。岩心片与CO_2作用后,岩心片更加亲水,这有利于改善储层物性,提高原油采收率。在采出井近井地带,由于压力的降低,使原本溶解于地层水中的CO_2大量逸出,地层水中的碳酸氢盐矿物分解成不溶性的碳酸盐沉淀,导致储层渗透率降低,孔隙度减小,对储层造成伤害,不利于长8储层低渗油藏采油。图10表3参13     

CO2-水-岩石相互作用对岩石孔渗参数及孔隙结构的影响——以延长油田35-3 井储层为例

二氧化碳注入油藏后会与储层中的地层水和岩石发生反应,导致储层的孔隙度、渗透率和孔隙结构等物性参数发生改变。以延长靖边油田特低渗油藏35-3井储层岩心为研究对象,研究了不同反应时间和反应压力下CO_2-水-岩石相互作用后,岩石孔隙度、渗透率和孔隙结构分布的变化,考察了压力对CO_2-水-岩石相互作用后岩石表观形貌及溶液中Ca~(2+)浓度的影响。结果表明,岩石孔隙结构的变化受溶蚀作用、微粒运移和新生矿物沉积的综合影响;当反应时间和反应压力改变时,岩石内小孔隙的分布发生较大的改变,大孔隙分布变化不明显。CO_2-水-岩石作用6数24 h后,岩石水测渗透率均降低;随反应时间增加,岩石孔隙度先降低后增加,岩石渗透率恢复值逐渐增加,CO_2对储层渗透率变化的影响逐渐减小。CO_2-水-岩石在7数15 MPa下作用后,岩石水测渗透率均降低;随压力增加,岩石孔隙度先增加后降低,岩石渗透率恢复值逐渐降低,CO_2对储层渗透率变化的影响增加。反应压力增加,岩石溶蚀现象更加明显,溶液中Ca~(2+)浓度增加。     

注入水、活性水、CO_2与泾河油田致密砂岩油藏储层配伍性研究

泾河油田长8致密砂岩油藏储层物性差,天然能量开发效果不理想,为此开展了注入水、活性水、CO_2与泾河油田储层配伍性研究,为后期补充能量开发注入介质优选提供依据。结果表明:采用洛河组水源水作为注入水时,与地层水产生沉淀,造成储层渗透率下降;活性水对储层产生轻微损害,与储层配伍性较好;CO_2与地层水配伍性较好,但与原油配伍性差,CO_2的萃取作用造成原油重质组分析出,导致储层渗透率下降严重。根据储层配伍性结果,补充能量介质优选活性水。     

高矿化度储层油井结盐机理研究

明格布拉克区块地层水矿化度高,易发生盐结晶堵塞管柱。通过静态法考察Ca~(2+)、CO_3~(2-)、HCO_3~-,以及Cl~-浓度对析盐结垢的影响,同时结合扫描电镜分析结盐微观形态,发现在高矿化度地层中,结盐分为结垢和析盐两个过程。由于原始地层温度压力很高(163.8℃,118 MPa),压力下降后,CO_2从溶液中析出,CO_2分压下降,导致CaCO_3快速凝结成垢,进而NaCl在晶核附近吸附快速析出。盐析出导致离子浓度降低,活性增强,促进了CaCO_3的沉淀析出速度。结盐是结垢与析盐的相互促进过程。     

CO_2驱油过程中储层堵塞实验研究

CO2驱油过程中,CO2与水、岩石、原油发生物理化学反应,生成沉淀或溶蚀岩石,导致储层渗透率和孔隙度降低或增大。通过长岩心驱替实验,分析CO2驱油过程中岩心物性变化的规律和不同驱替条件下导致物性变化的原因。     

CO2和地层水对储层物性的影响研究进展

CO_2注入地层后溶解于地层水中形成碳酸,与地层岩石发生各种化学反应,分析反应对储层物性的影响及机理,对低渗、超低渗、致密油藏CO_2驱具有重要意义。通过梳理CO_2和地层水与岩石主要单矿物及复杂矿物的反应特征与机理,分析了碳酸作用后岩石的孔隙度、渗透率和润湿性等物性参数的变化及机理。CO_2和地层水与致密储层岩石矿物发生的物理化学作用会影响储层物性特征,对低渗、超低渗、致密油藏驱油效率的提高具有一定的参考价值。图11表1参42     

苏仁诺尔断裂带含片钠铝石砂岩储层物性特征及成因

CO2是一种可溶于水进而形成酸性流体的"活性气体".在酸性流体条件下,一些矿物发生溶解,而另一些矿物发生沉淀,使砂岩的孔渗发生改变.苏仁诺尔断裂带CO2流体在与砂岩相互作用过程中,形成了片钠铝石和铁白石的自生矿物组合,导致研究区含片钠铝石砂岩储层物性变差.分析CO2流体与砂岩的相互作用发现,片钠铝石含量较高是储层物性变差的直接原因,而片钠铝石生长时间晚于其它自生矿物且在充填孔隙后没有发生溶蚀是储层物性变差的根本原因.     

注CO_2对超低渗储层的渗透性伤害研究

为深入研究注入CO_2对超低渗储层的伤害情况,采用室内实验手段分别考察了注CO_2引起的微观孔道堵塞和原油沉积伤害。研究表明,注CO_2会引起岩石物性、原油性质的变化,两种作用的叠加加剧了储层的渗透率伤害。CO_2与岩石的溶蚀过程以150 h为分界点而分为两个阶段,渗透率伤害主要发生在第一阶段,渗透率降幅达到11. 5%,第二阶段仅为1. 71%,溶蚀反应生成高岭石、重碳酸盐等次生矿物、以及盐霜反应析出的结晶都会堵塞孔道; CO_2与原油作用使原油发生组分分异,导致沥青质沉积,在1～5. 5 MPa压力区间内沥青质沉积最为严重,渗透率越高沉积量越多,沉积物堵塞孔道降低储层有效渗透率。研究揭示了注CO_2引起的储层伤害机理,形成的认识对于该类油藏开发和方案编制具有重要的指导意义。     

致密砂砾岩矿物与超临界CO2和地层水相互作用

为研究致密砂砾岩油藏CO_2注入后与岩石和地层水的相互作用,根据M油田砂砾岩致密油藏全岩X-射线衍射(XRD)分析结果,选取方解石、长石、高岭石、伊利石4种矿物,利用超临界CO_2高温高压反应釜模拟地层条件(70℃、20 MPa),通过实验前后XRD、扫描电镜、反应液离子成分及浓度的变化,研究了CO_(2-)岩石矿物、CO_(2-)地层水-岩石矿物的相互作用。结果表明,干燥纯CO_2与岩石矿物仅发生物理变化,在地层水中CO_2与岩石矿物发生明显的物理化学变化,反应强弱关系为方解石伊利石长石高岭石,反应液中离子浓度亦发生了明显变化。CO_2注入储层后,先与水作用,再与地层水中的离子作用,最后与岩石矿物发生化学反应。图17表3参13     

高含硫气藏海相碳酸盐岩高温高压水岩反应实验

为研究川东北地区元坝气田高含硫气藏中酸性气体对海相碳酸盐岩储层物性的影响,利用取样的海相碳酸盐岩岩心,通入不同配比的酸性气体(H2S或CO_2),模拟地层温度(121℃)、地层压力(50 MPa)条件,开展酸性气体下的水岩反应实验。实验表明:高温高压水岩反应后,岩心相对分子质量总体呈现减小的趋势,质量改变率最高达到7. 41%;储层岩心渗透率和孔隙度总体呈现增长趋势,渗透率增长幅度最高达644. 99%,孔隙度增长幅度最高达53. 84%;不同酸性气体质量浓度和气体组成对岩心矿物溶蚀效果不一致,单一酸性气体比混合酸性气体的溶蚀效果好,H_2S气体比CO_2气体对储层岩石的溶蚀效果好;酸性气体在地层高温高压环境下对海相碳酸盐岩具有明显的酸蚀改造作用,水岩反应后酸性气体不仅能溶蚀矿物,造成孔隙度、渗透率的增大,还存在矿物溶蚀颗粒运移沉淀堵塞部分岩石孔隙喉道的现象。     

CO_2在驱油过程中的作用机理综述

综述了CO_2驱油过程中存在的几种作用机理,地层条件下CO_2在原油中的溶解导致了原油组成与性质的变化,具体表现在原油黏度降低、体积膨胀、油气界面张力改善和沥青质沉积等方面;CO_2在地层水中的溶解为岩石的腐蚀提供了弱酸环境,水中阳离子浓度的增大和CO_2的过量导致了碳酸盐的溶解/析出平衡。受以上因素影响,注CO_2过程中发生了岩石润湿性和渗透率的改变。上述各个现象和作用机理并不是孤立存在,它们之间相互联系相互影响,在不同程度上影响着驱替过程和最终的采收率,所以在油藏开发工艺制定、优化时,必须充分比较、衡量各自的影响作用。     

高温高压气藏地层水盐析引起的储层伤害

针对高温高压气藏烃 水互溶加大,降压开采过程中近井带地层水的大量蒸发极易导致盐析产生,进而堵塞储层、降低气井产能的问题,通过室内实验进行了地层水蒸发盐析对储层物性影响研究,分析了地层水蒸发导致盐析前后岩心渗透率的降低程度。利用扫描电镜观测析出的结晶盐在孔道中的产状,通过流动孔隙结构实验研究岩心中发生盐析后孔隙分布的变化特征。结果表明：盐析致使地层孔隙度最大降幅约15%,渗透率最高降幅达83%;地层水矿化度越高,地层渗透率降低程度越大;地层原始渗透率越低,降低程度越大;不同水型的地层水,其盐析产物不同,以NaCl为主。盐析后,结晶盐填充了岩心中的小孔隙,小孔喉在岩心中的比例明显减少,渗流通道减小,有的甚至完全被堵塞;盐析对小孔径岩心所造成的影响远远大于大孔径岩心。因此,高温高压高矿化度地层水的气藏开发中必须考虑地层水的蒸发以及盐析可能造成的伤害。     

马东东地区深部储层物性影响因素分析

马东东地区深部储层物性影响因素分析结果表明 ,沉积环境、成岩作用和异常超压的形成与分布是影响本区深部储层物性的主要因素。其中 ,沉积环境对深部储层物性的影响主要表现为岩石组分、结构和沉积相带对储层物性的影响 ,成岩作用中的铁白云石沉淀和硅质增生是导致深部储层物性变差的重要因素 ,沉积物中有机质的大量生烃以及粘土矿物在转化过程中所释放出的酸性水的溶解作用是产生大量次生孔隙的重要因素 ,而深部异常超压的存在是部分原生孔隙和次生孔隙得以保存的重要条件     

马东东地区深部储层物性影响因素分析

马东东地区深部储层物性影响因素分析结果表明，沉积环境、成岩作用和异常超压的形成与分布是影响本区深部储层物性的主要因素。其中，沉积环境对深部储层物性的影响主要表现为岩石组分、结构和沉积相带对储层物性的影响，成岩作用中的铁白云石沉淀和硅质增生是导致深部储层物性变差的重要因素，沉积物中有机质的大量生烃以及粘土矿物在转化过程中所释放出的酸性水的溶解作用是产生大量次生孔隙的重要因素，而深部异常超压的存在是部分原生孔隙和次生孔隙得以保存的重要条件。     

延长油田CO2-岩石-地层水相互作用规律

为明确实施CO_2驱油和地质封存可能引起的物理化学变化,利用扫描电镜、X射线衍射仪、电感耦合等离子体发射光谱仪和离子色谱仪分析了延长油田储层的矿物组成,研究了CO_2-岩石-地层水之间相互作用的规律。结果表明,延长油田储层岩石主要组成为:18.7%石英、18.2%钾长石、30.1%斜长石、0.5%方解石、4.4%浊沸石和28.1%黏土矿物。地层水平均矿化度为71.34 g/L,p H值为5.5,水型为CaCl_2型。岩石-CO_2-地层水发生作用后,随着CO_2分压的增大,岩石表面的溶蚀现象愈来愈明显。在油藏温度44℃下,反应压力由0增至20 MPa时,岩石表面C元素含量呈波动上升,Na、K元素含量逐渐降低,地层水矿化度由95210增至107063 mg/L,地层水中Na~+、K~+、Ca~(2+)、HCO_3~-质量浓度呈增加趋势。反应压力由5增至20 MPa时,岩石片溶蚀率先增加后降低,压力为10 MPa时的溶蚀率最大(0.72%)。压力越大,CO_2在水中的溶解度越大,溶蚀率越高;温度和矿化度越高,CO_2溶解度越低。随着反应压力的升高,CO_2对砂岩中的钾长石和斜长石的溶蚀作用逐渐增强。     

注水开发对储层物性及粒度分布的影响

通过注水开发前后所钻井的分析化验资料及物性资料的对比分析,在注水开发过程中水岩作用的实验模拟基础上,结合开发生产实际情况、从储层物性、储层砂岩沉积物粒度分布特征两个方面探讨了注水前后储层孔隙度、渗透率、孔隙结构、岩石密度及沉积物粒度的变化情况。认为在注水开发的过程中,由于受注入水的长期冲刷,储层孔隙结构发生了较大的变化,储层孔隙度、渗透率分布范围也有所改变,造成了储层平均渗透率的升高,储层物性发生     

测井资料定量计算天然气藏中CO_2含量

莺歌海盆地中央坳陷北部区域储层高温高压条件下,中子测井中岩石和流体骨架取值的不确定性严重影响该区CO_2含量的计算精度。在利用体积物理模型结合阿尔奇公式较准确计算出地层孔隙度和饱和度的基础上,利用中子长源距计数率对CO_2气层响应较为敏感的特性,建立了利用长源距计数率值、气体平均含氢指数预测CO_2含量的模型,较准确地预测了CO_2气体在目的层的相对含量。该方法能够有效克服地层物性、含水饱和度等因素对CO_2计算精度的影响,计算误差小于10%,在现场应用中取得了良好的效果。     

含CO_2气层孔隙度计算方法

南海西部海域莺琼盆地为高温高压高含CO_2含油气盆地,在储层测井评价孔隙度计算过程中,由于气、水性质的差异,若用岩心刻度法求取储层孔隙度,会导致计算的孔隙度值不能反映地层的真实情况,对此,提出联合体积物理模型和阿尔奇公式的方法求解含气储层孔隙度。此外,考虑到研究区CO_2的影响,首先将CO_2对流体密度以及地层水电阻率的影响进行了分析,然后确定相应的计算参数。应用表明,该联合求解孔隙度的方法较简洁,且解释结果与经覆压校正后的岩心孔隙度吻合较好,平均误差为5.81%,满足该区储层评价的要求,说明了该方法的可靠性。该方法可为高温高压高含CO_2含气储层测井孔隙度计算提供一种新的选择。     

地层水对凝析气藏注CO_2相态的影响

常规的凝析气藏衰竭开发和注CO_2开发研究中均忽略了地层水的影响,这与真实情况存在偏差,有可能导致研究结果的不确定性加大。为此,基于CO_2—烃—水相平衡热力学模型,以一个实际近临界凝析气藏为例,通过相态模拟研究了地层水存在对凝析气藏反凝析相态特征和注CO_2相态的影响规律;计算了考虑地层水存在的凝析气定容衰竭反凝析液饱和度和剩余流体组成,以及注CO_2过程中凝析油气相体积分数和CO_2在凝析油气相中体积分数的变化规律。结果表明:1考虑地层水时定容衰竭的反凝析油饱和度更大,剩余流体重组分含量更高;2近临界凝析气藏压力衰竭过程中,由凝析气转变为挥发油的相变发生得更早;3在注CO_2过程中,地层水的存在使得CO_2对凝析油的反蒸发作用降低;4考虑地层水存在时凝析油相体积分数高约14%,CO_2在凝析油中溶解量比不考虑地层水大6%,CO_2含量高和压力较高时差异更明显,同时,地层水的存在也增强了CO_2的溶解封存能力。该研究成果对凝析气藏注CO_2提高采收率和温室气体CO_2埋存评价具有指导意义。