不同压裂液对大庆外围扶杨储层孔隙喉道伤害机理研究

不同压裂液体系对大庆外围致密油储层孔隙喉道具有不同的敏感性。基于X射线衍射、薄片鉴定等技术对区块储层的宏观和微观孔隙结构特征进行表征,分析了储层潜在敏感伤害特性,通过岩心驱替伤害试验,进一步评价了表面活性剂、高分子聚合物、胍胶3种压裂液基液与破胶液对储层岩心的伤害,并使用岩石润湿性测定、CT断层扫描和电镜扫描等方法,厘清了不同压裂液对2个区块致密油储层孔隙喉道微观伤害机理。结果表明,大庆外围致密油储层黏土含量高,易引起水敏、速敏;陆源碎屑中岩屑含量比较高,长石含量少,胶结物以方解石或方解石+黏土为主,储层孔隙结构性质差。3种基液对致密油储层均存在伤害,伤害程度依次增加,3种压裂液的破胶液对2个区块的孔隙和孔喉伤害率分别为45.11%和16.02%、34.57%和7.45%、13.06%和6.49%。实验结果为优化大庆外围致密油区块压裂液体系配方提供依据,可降低压裂液对致密油储层的伤害,提高大庆油田致密油藏的有效动用。     

水基压裂液对储层渗透率伤害实验研究

压裂液对储层损害分析及其保护技术是油气层保护技术的重要内容之一。利用大庆外围低渗透油田常用的压裂液配方和岩心，分析了压裂液滤液、残渣对地层渗透率的损害原因和程度。实验结果表明压裂液不可避免的会对储层渗透率造成伤害，指出了压裂液残渣和滤液是造成储层渗透率伤害的两个主要原因。压裂液配方中残渣含量不同对外围油田不同渗透率岩心的伤害程度不同，残渣含量越大，伤害程度越严重。     

高模量水玻璃油井堵水技术的应用

压裂液对储层损害分析及其保护技术是油气层保护技术的重要内容之一。利用大庆外围低渗透油田常用的压裂液配方和岩心，分析了压裂液滤液、残渣对地层渗透率的损害原因和程度。实验结果表明压裂液不可避免的会对储层渗透率造成伤害，指出了压裂液残渣和滤液是造成储层渗透率伤害的两个主要原因。压裂液配方中残渣含量不同对外围油田不同渗透率岩心的伤害程度不同，残渣含量越大，伤害程度越严重。     

应用核磁共振技术研究低渗储层压裂液伤害

开展压裂液伤害性研究对于低渗透储层压裂开发具有重要的指导意义。结合低磁场核磁共振岩心分析技术和常规岩心流动实验方法,深入研究了低渗储层压裂过程中压裂液的水锁伤害、固体残渣堵塞伤害以及敏感性伤害。实验结果表明:岩心由于可动孔隙中水相滞留引起的水锁平均伤害率为23.4%;由于压裂液破胶形成的固体残渣堵塞对储层的平均伤害率高达66.1%,且储层越致密,孔喉越细小,伤害程度越高;同时对于水敏或碱敏严重的储层,通过优化压裂液配方,可将由于储层敏感性所导致的伤害率降至10%以下。利用核磁共振横向弛豫时间(T2)谱分析技术,实现了储层伤害的微观定量描述,并首次建立了与宏观渗透率伤害率的联系。     

致密储层压裂液伤害的数字化评价方法——以P59井为例

在压裂改造过程中,压裂液破胶液残渣易对储层造成伤害,特别是致密储层,影响开发效果。为了明确压裂液对致密储层的伤害情况,以往采用的岩心驱替伤害评价方法存在取心数量多、驱替压力高、实验周期长、费用高等问题。低渗透致密储层物性差,常规压裂液伤害评价方法已无法满足该类储层的压裂液伤害快速评价需求。基于数字岩心建模与CT扫描技术,结合致密油储层压裂液伤害渗流模拟,形成了致密储层压裂液伤害数字化评价方法。实验结果表明,压裂液侵入后,致密储层孔渗参数均有不同程度地降低,第3 d时孔隙度、渗透率损失率达到70%,与岩心驱替实验结果对比,符合率达到90%以上,为致密储层压裂液伤害评价提供了新途径。     

应用核磁共振技术研究压裂液伤害机理

核磁共振岩心分析技术能够快速、无损地检测出岩心含油饱和度和含水饱和度、束缚流体和可动流体饱和度的大小.通过测量压裂液侵入岩心引起的束缚水增加量、油相反排后的滞留量,能够分别判断出粘土吸水膨胀、水锁效应引起的岩心渗透率伤害程度,由此获得了压裂液对致密岩心伤害程度和机理的新认识.研究结果表明,压裂液对岩心的伤害机理和伤害程度不同,粘土吸水后引起的粘土膨胀和粘土颗粒分散运移对岩心渗透率有伤害,但由于粘土吸水量较少,岩心渗透率的损害率也较小,约为10%.反排后可动压裂液滤液或可动活性水在岩心孔隙内的滞留量均很少,因此水锁效应对油相有效渗透率的损害率较小,约为10%.压裂液滤液对岩心有效渗透率损害率比活性水高出约30%,这说明压裂液中的大分子物质在岩心孔隙内的吸附滞留是引起岩心渗透率伤害的主要原因.     

临兴区块致密气储层压裂损害影响因素

为明确临兴区块致密气储层压裂损害影响因素,以储层岩心渗透率损害率为评价指标开展室内实验,分析储层敏感性、水锁效应、胍胶压裂液破胶残液和残渣含量对储层的损害程度.结果表明:储层具有中等偏弱水敏,弱—中等偏弱程度酸敏和碱敏;储层水锁指数为85％～100％,损害程度为强—极强;当使用单一过硫酸铵作为破胶剂,温度低于30℃时破...     

建南致密砂岩气藏压裂液伤害主控因素

实验测定了建南致密砂岩油气藏羧甲基羟丙基瓜胶压裂液、低聚物压裂液和羟丙基瓜胶压裂液3种压裂液破胶后的黏度、表面张力及残渣含量,发现3种压裂液破胶后的性能参数存在一定的差异。通过测试不同压裂液体系对岩心的总伤害率和基质伤害率并计算出了水锁伤害率,发现岩心的水锁伤害率（65%~80%）远大于基质伤害率（5%~15%）,水锁伤害才是降低储层渗透率的主要伤害来源;且岩心基质伤害率和水锁伤害率不仅与压裂液的性能参数有一定的关系,还与岩心渗透率和岩性存在一定的关系。通过分解实验法逐步分析测定了这些因素对压裂液伤害的影响后得出,压裂液的残渣含量是影响基质伤害的主控因素;岩心渗透率是影响水锁伤害的主控因素。通过解水锁实验发现,严重水锁的岩心通过相应的解水锁措施后,岩心渗透率恢复值高达70以上,说明通过相应措施确实能减小水锁伤害。      

致密砂岩储层孔隙结构及其对渗流的影响——以鄂尔多斯盆地马岭油田长8储层为例

致密砂岩油藏岩性致密、孔喉细小,贾敏效应及应力敏感性强,导致油气渗流规律不同于常规储层。为研究致密储层孔隙结构对渗流的影响,首先通过岩心观察、铸体薄片、扫描电镜及高压压汞等实验方法,研究了鄂尔多斯盆地马岭长8致密砂岩储层微观孔隙结构特征。结果表明,该储层平均面孔率较低,孔隙类型复杂,非均质性较强;渗透率小于1×10^-3 μm²的岩心纳米级与亚微米级孔喉占总孔喉的比例均较高（30％～55％）,渗透率大于1×10^-3 μm²的岩心微米级孔喉占总孔喉的比例增大。应用毛细管渗流模型分析了不同尺度喉道对渗透率的贡献,指出研究储层中亚微米级孔喉对渗流起主导作用。通过岩心驱替实验发现,油相（S_wc）最小启动压力梯度与岩心最大喉道半径之间呈幂函数负相关,最大喉道半径小于1.0 μm时,油相（S_wc）最小启动压力梯度随喉道半径的降低迅速增加;随岩心渗透率的降低,喉道分布曲线左移,喉道半径减小,对应岩心的流速-压差曲线非线性段增长。     

水基压裂液对致密砂岩气层的损害机理——基于《水基压裂液性能评价方法：SY/T 5107—2016》的改进

目前，针对压裂液的损害评价主要参考《水基压裂液性能评价方法：SY/T 5107—2016》（以下简称行业标准），而行业标准设定的压裂液驱替岩心过程与实际压裂施工中压裂液高压快速侵入储层的过程不吻合，并且压裂液损害评价实验未考虑压裂液残渣、破胶方式、原始含水饱和度等因素的影响，从而影响了评价结果准确性。为此，选取塔里木盆地库车坳陷迪北地区下侏罗统阿合组（J1a）致密砂岩岩心，通过改进实验流程与方法来模拟压裂液侵入致密砂岩气层的过程，评价了压裂液对气层的损害程度，进而系统剖析了损害机理。研究结果表明：①改进后的压裂液损害评价方法，考虑了气层的原始含水饱和度（小于束缚水饱和度）、压裂过程中的高压瞬间“击穿”效应、压裂液残渣等因素的影响，能更加客观地评价压裂液对致密砂岩气层的损害程度；②基于行业标准的评价结果显示，压裂液对致密砂岩气层渗透率的损害程度为中等偏强，而改进后方法得到的损害程度则为中等偏弱；③压裂液残渣滞留于裂缝中是对渗透率造成损害的主要因素，残渣易堵塞裂缝与缝面孔，绝大多数残渣滞留在基质岩心表层（侵入深度小于3 cm）孔隙中，基质孔隙对残渣有过滤作用；④压裂液从岩心表面向内部运移的过程中，高分子聚合物依次以薄膜层状、局部片团状、晶体包裹状滞留于储层孔隙中；⑤实验条件下，岩心中会产生盐析晶体，盐析晶体在岩心中分布不均，裂缝中盐析晶体与高分子聚合形成复合包裹体，基质孔隙中盐析晶体与少量伊利石等碎片包裹形成复合体；⑥速敏产生的运移微粒通常与残渣、高分子聚合物等形成复合包裹体，进而堵塞裂缝与孔隙。     

致密油储层微观孔隙结构定量表征——以鄂尔多斯盆地新安边油田长7储层为例

鄂尔多斯盆地新安边油田长7致密油储层具有较好的开发潜力,由于微观孔隙结构研究的薄弱制约了致密油勘探开发进程,对后期开采具有较大影响。该文采用扫描电镜、铸体薄片、高压压汞、微纳米CT扫描等技术,对新安边油田长7致密油储层的储集空间特征及微观孔隙结构参数进行定量表征。结果表明,长7致密油储层孔隙类型主要分为三类:粒间孔、溶孔、微裂缝。研究区发育大量纳米级孔喉,其对储层的储集及渗流能力具有较大贡献。依据不同样品的排驱压力划分:排驱压力小于1 MPa时,微米尺度孔隙丰富且连通性好,孔喉形态多为粗大管状、条带状,喉道半径主要集中在100~380 nm;排驱压力介于1~3 MPa之间,局部孔隙连通性好,纳米尺度孔喉多发育于粒内溶孔,孔喉形态表现为管束状、球状,喉道半径主要分布于75~250 nm;排驱压力大于3 MPa时,大量孤立的小球状孔喉聚集,垂向连通性差,仅局部微裂缝发育区提供储集空间,喉道半径主要集中为15~75 nm。      

低渗透致密气藏水基欠平衡钻井损害评价技术

低渗致密砂岩气藏具有孔喉细小、强亲水、裂缝发育等特点,在作业过程中易于受到损害,即使在欠平衡条件下,仍然具有一定的损害可能.在水基欠平衡钻井条件下,低渗致密砂岩气藏主要的损害方式为水锁和应力敏感.利用裂缝可视化测试系统、毛管流动孔隙结构仪等分析测试手段评价了低渗致密气藏的水锁和应力敏感损害.研究表明,低渗致密气藏在欠平衡条件下仍有很强的水锁损害可能,初始渗透率越低,水锁损害程度越大;有效应力一定时,欠压值越小,水锁损害程度越大,过小的欠压值不能起到保护储集层的作用;欠压值一定时,有效应力越大,水锁损害程度越大.目前对欠平衡条件下的水锁损害评价还处于摸索阶段,下一步工作的重点是储集层原地作业条件的真实模拟以及将室内实验结果应用于现场工程设计.图7表6参13     

页岩储层渗吸过程中水的微观分布及其气测渗透率动态响应特征

在页岩油气储层水力压裂过程中,压裂液的滤失行为会增加储层的含水饱和度、降低储层渗透率。研究压裂液侵入对储层渗透率的影响,对于页岩油气的高效开发具有重要意义。为此,针对渤海湾盆地沾化凹陷沙河街组三段下亚段灰质页岩和混合质页岩岩相样品,通过自发渗吸实验获得了样品不同含水饱和度行为,利用核磁共振表征水在孔隙中的动态运移,结合覆压渗透率定量表征气测渗透率动态变化。实验结果表明：①在含水饱和度为5%~40%的渗吸过程中,以微孔（核磁共振T₂<1 ms）吸水为主,T₂谱累积信号呈上升趋势,占比逐渐增加,而中孔和大孔的T₂累积信号呈缓慢上升和波动状态且占比逐渐降低。当含水饱和度达到40%时,微孔累积信号占比高达87%以上。②水化改善作用与水锁和水敏损害相互制约,影响渗透率的动态变化,主要分为3种制约状态（水化远大于、大于、小于水锁和水敏）。结合矿物组分和孔隙结构分析发现,在黏土矿物含量为25%~43%的页岩中,渗透率损害率与黏土矿物和石英含量呈正相关,与脆性指数和碳酸盐矿物含量呈负相关性,灰质页岩水化改善作用优于混合质页岩,且大于1 μm孔喉的发育既能促进水化改善作用,又能降低水锁和水敏对孔喉的损害。     

致密油储层微观特征及其形成机理——以鄂尔多斯盆地长6-长7段为例

鄂尔多斯盆地陇东地区长（延长组）6段和长7段富含大量致密油,但由于对其微观特征与成因缺乏深入了解,阻碍了该区致密油的有效开采。为此,根据岩石孔隙铸体薄片、场发射扫描电镜等技术,对研究区长6段和长7段致密油储层微观特征及其成因进行了深入研究。结果表明：研究区致密油储层形成于三角洲前缘远端远砂坝-席状砂及半深湖-深湖重力流沉积环境,岩石粒度细（主要为极细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩及粉砂质泥岩）、杂基含量高（8%~10%）,几种储集岩的孔隙均极不发育,面孔率低,平均1.8%,孔径小（平均30 μm）,喉道细（平均0.08 μm）,平均孔隙度9%,渗透率基本上都低于0.3×10^-3 μm²,物性差。孔隙类型主要为粒间杂基微孔、长石及岩屑溶孔、胶结物晶间微孔。不同岩石类型其微观特征存在差异。沉积环境决定了其粒度细、粘土杂基高,细粒高粘土杂基岩石抗压性差,强烈的压实作用导致大量的原生孔隙损失,孔喉变得更加细小;孔喉细小的岩石由于孔隙中各种流体离子的半渗透膜效应引起强烈的碳酸盐和粘土矿物胶结,尤其是伊利石搭桥状和丝网状胶结,使岩石孔隙度渗透率进一步变差,后期酸性流体也难以进入发生溶蚀作用;云母与水云母杂基及碳酸盐胶结物对石英的强烈交代导致岩石抗压性变差以及固体体积增加,最终导致岩石的致密化。     

安塞地区长7致密砂岩孔隙发育特征及其主控因素

孔隙发育特征及其影响因素对储层评价至关重要.为研究安塞地区长7致密油储层储集空间特征,明确储集空间发育的主控因素,通过采用X射线衍射、铸体薄片、扫描电镜和常规压汞等手段,对目的区孔隙发育特征及其影响因素进行研究,结果表明:①安塞地区长7致密砂岩主要发育粒间溶孔、粒内溶孔以及微孔隙等次生孔隙,其次发育原生粒间孔隙和原生剩...     

英南2井储层伤害评价及保护措施研究

英南2井在钻探完井后产量明显下降,储层受到了严重的伤害,需要进行储层伤害评价及保护措施的研究。通过对储层岩性物性、孔隙结构及黏土成分进行分析的结果表明,储层孔隙喉道细小,且存在大量的伊蒙间层矿物,容易导致较为严重的敏感性伤害。在此基础上,进行了水锁和各种敏感性伤害实验评价,结果表明,水锁、水敏以及压敏是储层的主要伤害因素。设计了一种预防水敏伤害的钾基聚合物钻井液体系,对黏土矿物起到了稳定作用,静态伤害实验结果表明岩心渗透率恢复率较高,更有利于保护储层;针对英南2井储层水锁程度强的特点,采用了CO2泡沫压裂技术进行压裂,同时在生产过程中控制地层压力在合理的范围内。各种措施效果较好,可大面积推广应用。     

塔里木盆地克深地区巴什基奇克组致密砂岩储层敏感性研究

致密砂岩储层自然产能较低,经后期注水开发能有效提高油气的稳产效果,因此,控制注入流体的理化指标及注入参数对储层合理、有效开发十分关键。针对塔里木盆地克深地区白垩系巴什基奇克组致密砂岩储层,利用薄片鉴定、扫描电镜分析、X射线衍射分析及高压压汞测试,开展基于孔喉类型的储层分类研究,并在此基础上选取典型样品开展敏感性评价实验,分析不同类型储层敏感性影响因素。结果表明：巴什基奇克组致密砂岩储层按照孔隙组合类型可分为残余粒间孔型、溶蚀孔型及微裂缝型3类,有效储集空间依次减少;巴什基奇克组致密砂岩储层具有强速敏、强水敏、中等偏强盐敏、强碱敏和中等酸敏特征,敏感性与储层碎屑颗粒及黏土矿物敏感程度密切相关,较高含量的伊利石可使储层速敏性及水敏性显著增强,碱液选择性溶蚀石英颗粒,储层酸敏性主要与沸石含量相关;不同孔隙组合类型储层的敏感性有明显差别,残余粒间孔型储层敏感性受孔隙结构影响较小,溶蚀孔型储层及微裂缝型储层喉道均易被充填,导致渗流能力大幅下降。研究结果可为该区及同类型致密砂岩储层发育区的有效开发提供参考。     

低渗透致密砂岩储层中石油微观赋存状态与油源关系——以鄂尔多斯盆地三叠系延长组为例

明确低渗透储层孔隙分布及不同尺度孔隙中石油微观赋存状态是认识致密油特征的关键。应用核磁共振测试技术对鄂尔多斯盆地延长组低渗透致密砂岩储层进行研究,发现了鄂尔多斯盆地延长组低渗透致密砂岩储层普遍发育纳米孔隙,具大孔、中孔、小孔、微孔及纳米孔多尺度孔隙发育特征。通过对近源与远源油藏储层多尺度孔隙中石油的微观赋存状态分析,明确了近源油藏储层具从大孔到纳米孔隙连续性赋存石油特征,且微孔至纳米孔隙含油饱满;远源油藏储层石油有选择性地赋存在大至中孔隙中,纳米孔隙不含油。延长组7段(长7)生烃增压产生的异常压力,控制石油在具多尺度孔隙的低渗透致密砂岩储层中差异性赋存,这为认识盆地致密油分布规律提供了理论依据。由此指出长7烃源岩分布区的长8油层组上部、长7油层组和长6油层组下部致密砂岩是今后致密油研究和勘探开发的主要目标。