渤海油田储层特征及敏感性评价

针对渤海油田某区块注水开发过程中出现的储层损害问题,笔者根据渤海油田的岩性、物性资料进行储层特征综合分析。从储层孔渗特征、油藏特征、原油性质、地层温度与压力、地层水组分、黏土矿物分析等方面对油田储层主要损害因素进行初步的诊断,然后通过室内敏感性试验评价其损害程度。试验结果表明,储层敏感性的损害程度为中等偏强水敏、弱酸敏、弱应力敏感、弱碱敏、无速敏。为该地区调整方案和高效开发提供依据。     

沁水盆地南部高煤阶煤储层敏感性

为实现沁水盆地南部煤层气的高效开采,对该区主力煤储层3号煤进行了流速敏感性、水敏感性、碱敏感性和应力敏感性实验分析。实验结果表明:3号煤速敏损害程度为中等偏弱,在实际煤层气开发过程中要重视含砂压裂液对煤层冲刷产生的煤粉运移造成的速敏损害;3号煤为中等偏弱水敏储层,向工作液中添加少量KCl可以起到降低水敏的效果;3号煤为弱碱敏储层,但高pH值工作液会使压裂用的石英砂受碱液溶解而降低支撑效果;3号煤为强应力敏储层,根据升压和降压阶段渗透率变化对比,不可逆损害率达55.88%。在煤层气藏的开发过程中,通过加强储层保护理论上可以提升煤层气产量。     

沁水盆地储层特征及潜在损害因素分析

针对页岩气开发生产过程中遇到的储层损害问题,笔者从构造特征、孔渗结构、温度压力、地层水组分、层系特征等方面详细描述了沁水盆地页岩气储层特征。通过对岩样进行的TOC测试、Ro测试、扫描电镜分析、薄片鉴定、全岩分析及含气量分析,得到了储层存在潜在的水敏、速敏和酸敏损害,考虑到页岩储层渗透率低、层理和微裂缝发育丰富等特点,储层也会存在一定的固相损害和应力敏感特性,钻井过程中应注意预防这些伤害。     

鄂尔多斯盆地某矿区储层特征及潜在损害因素评价

采用X射线衍射、压汞实验、岩芯常规物性分析等实验方法,对鄂尔多斯盆地某矿区煤层气储层特征进行了研究,并在此基础上,采用敏感性评价实验对煤储层潜在损害因素进行了研究。结果表明,目标矿区内煤储层主要成分为炭,其次为黏土矿物、黄铁矿、方解石和少量石英;其中黏土矿物主要以蒙脱石、高岭石和绿泥石为主;储层平均孔隙度为4.83%,储层渗透率主要分布在1.5～3.5mD,物性较差。敏感性实验结果表明,目标矿区内煤储层存在较强的应力敏感性,速敏和水敏损害程度均为强,碱敏损害程度为中等偏弱,酸敏损害程度为中等偏强。根据以上储层特征及潜在损害因素评价结果,有针对性地提出适合目标矿区的储层保护措施建议,以期为鄂尔多斯盆地煤层气的高效开发提供保障。     

低渗透储层四维地质模型研究——以坪桥前山二区长6为例

为了建立能反映储层性质动态变化的四维模型以及预测剩余油分布,揭示低渗透储层物性在注水开发过程中的变化规律,以坪桥前山二区长6油层为例,以低渗透储层岩石应力敏感性求取中高含水期井点的孔隙度、渗透率参数,再利用岩芯测试的油水相对渗透率资料和日常生产动态数据来确定剩余油饱和度。在求取不同开发阶段储层参数后,应用随机模拟技术,优选模型与模拟参数,从而建立起反映储层参数动态变化的四维地质模型。与目前常规的储层四维建模方法相比,该模型考虑了低渗透储层的应力敏感性,克服了常规测井手段确定剩余油饱和度的局限性,能实现对储层参数变化规律的预测,对油田剩余油挖潜具有重要的指导意义。     

安泽区块煤储层孔裂隙特征及水敏效应损害机理

针对水敏效应会引起煤储层渗透率伤害,造成储层渗透率降低,从而影响煤层气井产量的问题,研究了沁水盆地南部安泽区块煤储层物性特征、水敏感性损害程度以及该区煤储层水敏损害机理,对安泽区块山西组3号煤层煤样进行了扫描电镜观察、显微组分和矿物测定以及水敏感性试验。试验结果显示:安泽区块3号煤样品水敏损害率为29.92%~54.03%,平均43.53%,水敏损害程度介于弱敏感到中等偏强之间;水敏损害率与黏土矿物含量、液体流速呈正相关关系,与煤岩渗透率呈负相关关系;煤储层水敏效应存在2种损害机制,一是黏土矿物水化膨胀而引起的静态渗透率降低机制,二是由黏土矿物颗粒分散运移而造成的动态渗透率降低机制。     

煤层气藏单相气体渗流特征实验研究

本文利用低速渗流实验装置,研究了煤层气藏的应力敏感性和滑脱效应,比较了煤层气藏岩心和砂岩试样结果的差异.研究结果表明:裂缝发育的煤岩属于强应力敏感性介质,随着有效应力的增大,岩心渗透率下降,当围压增加到10MPa时,岩心无因次渗透率低于10%;煤层气藏单相气体渗流具有滑脱效应,并且确定了滑脱系数与渗透率关系式,但在渗透率相差不大的情况下,其滑脱效应弱于低渗透砂岩气藏.     

沁水盆地南部煤层气储层敏感性评价与保护技术研究

钻井过程中对储层原始平衡状态的改变是造成储层伤害的根本原因,进而影响到煤层气产能。通过分析钻井过程中储层伤害原理,结合研究区储层物性及岩石学特征,对研究区储层敏感性进行评价,认为研究区储层整体敏感性较强,其主要的潜在伤害因素有:应力敏感、速敏、酸敏和水敏,并提出相应的保护建议。     

高阶煤渗透率温度应力敏感性试验研究

煤储层渗透率对温度和应力的敏感性响应,是深部煤储层物性评价的基础参数之一。以山西晋城无烟煤样为研究对象,利用高温覆压孔渗测定仪测定了煤样的孔隙率和渗透率,分析了其对温度和压力的敏感性。结果表明:高阶煤的孔隙率、渗透率与压力呈幂函数式负相关关系,在低压阶段随着压力升高迅速降低,在高压阶段趋于稳定。高阶煤渗透率对温度不敏感,当压力低于2MPa时随着温度的升高而降低,压力高于2 MPa则与温度之间关系不显著。压力是影响高阶煤孔隙率和渗透率的主要因素,而温度对孔隙率和渗透率影响较小。基于曲率分析方法对成庄高阶煤渗透率应力敏感性进行了分析,并与郑庄高阶煤和韩城高阶煤对比显示,成庄矿高阶煤的应力敏感性在低应力位置较强。因此,成庄矿进行煤层气开发时,需制定合理的排采制度,避免渗透率应力敏感性导致的负产能效应。     

沁水盆地南部煤层气井排采储层应力敏感研究

为分析煤层气排采不同阶段煤储层应力敏感性及渗透率变化的影响因素,采集沁水盆地南部煤样,开展了不同实验条件的应力敏感实验。结果表明:有效应力从0增加到10 MPa时,煤样渗透率减少了50%~70%;有效应力从10 MPa增加到20 MPa时,损失量仅约占初始渗透率的10%;有效应力低于2.5 MPa时,应力敏感性较强;有效应力增加到3.5 MPa的过程中,渗透率损害系数急剧上升,渗透率损耗为20%~30%;有效应力从2.5 MPa增加到9 MPa时,应力敏感性最强,有效应力从3.5 MPa上升至9 MPa时,渗透率损害系数快速下降,渗透率损耗约60%;有效应力自9MPa之后,渗透率损害系数缓慢下降,渗透率损耗约10%;渗透率损害率介于30%~65%,临界应力为7~11 MPa。有效应力较低且不变时,煤样渗透率随孔隙压力增加而增加。围压不变时,随有效应力下降和孔隙压力增加,煤样渗透率下降,这与有效应力和孔隙压力变化引起的煤储层渗透率变化量有关。     

煤层气测与液测速敏实验分析对比

煤层的保护研究首先要进行储层速度敏感性研究,而许多煤层气藏的储层是低渗低孔储层,采用常规的方法无法测试,为了了解致密煤层的实际情况,尝试使用气体作为流动介质进行储层速敏性实验研究。以山西某致密煤层气藏岩心为研究对象,分别采用模拟地层水和高纯氮气为驱替介质进行了速度敏感性实验,并对2种测试方法及结果进行研究与分析。研究结果表明:渗透率越低的区块渗透率损害程度越不明显,采用二次气测速敏实验法得出的渗透率与液测渗透率基本是一致的。因此,对于致密气藏进行速度敏感性实验研究,可以考虑用气测替代液测实验评价。     

煤层气开发过程中渗透率动态变化规律及对产能的影响

依据弹性形变理论,建立了开发过程中煤储层渗透率应力敏感模型。根据兰格缪尔方程,建立了煤基质在解吸过程中渗透率反弹模型。综合渗透应力敏感和基质解吸渗透率反弹的研究成果,建立了开发过程中渗透率随地层压力变化的动态综合模型。研究结果显示:早期,渗透率以应力敏感为主,随着储层压力的降低渗透率降低;后期,渗透率反弹占主导地位,随着甲烷解吸和排出量的增加,渗透逐渐增大。根据对大量实际生产资料的分析,应力敏感在排水期、稳产期表现强烈;渗透率反弹主要发生在递减期,并且具有阶段性和多周期性。     

覆压下煤的孔渗性实验及其应力敏感性研究

采用沁水盆地南部煤样,通过覆压下煤的孔隙度和渗透率实验分析,建立了高煤级煤样孔隙度、渗透性与有效应力之间的相关关系和模型;采用渗透率损害率和应力敏感系数分析了高煤级煤储层的应力敏感性。研究结果表明:煤样孔隙度和渗透率随着有效应力的增加按负指数函数规律降低。在有效应力小于5或6 MPa,煤储层应力敏感系数变化较大,且煤储层应力敏感系数随有效应力增加而快速下降;渗透率损害率随有效应力的增加而快速增大,应力敏感性强;而在有效应力大于5或6 MPa时,煤储层应力敏感系数随有效应力的增加下降速度整体减缓,且存在一定波动变化,应力敏感性减弱,同时渗透率损害率随有效应力的增大而增加较为缓慢。     

沁水盆地典型煤矿区煤的流速敏感性实验及控制机理

采用沁水盆地3个典型煤矿中、高煤阶煤样,开展了实验室煤样流速敏感性实验,分析了不同流速条件下煤样渗透率的变化规律,建立了煤储层渗透性与流速之间的关系和模型,揭示了中、高煤阶煤储层流速敏感性的控制机理。研究结果表明,煤样渗透率随流速发生变化,且存在一个临界流速。在临界流速之前随着注入流量(或流速)的增加煤样渗透率增加,当流速超过临界流速后,煤样的渗透率随着流体流速的增加反而减少。煤储层流速敏感性主要受控于煤储层物性和煤中速敏矿物。随着煤储层孔隙度、渗透率和流体流量的增高,煤储层速敏损害率按对数函数关系增高。实验煤样黏土矿物占矿物质含量为66.63%~99.89%,主要以高岭石、伊利石为主,存在潜在的速敏伤害,速敏实验结果表明,本区实验煤样存在不同程度的速敏损害,煤样速敏损害程度由弱至中等偏强,临界流速低。随着煤中黏土矿物含量的增加,煤储层速敏损害率也增高。在煤层气井排采过程中,寺河煤矿和西山煤矿煤层气井排采降速应为赵庄煤矿的6倍左右。     

煤岩渗透特性实验研究

中低阶煤层气资源丰富,占全国煤层气预测资源量的26%。煤储层中含有诸多微裂隙,在储层的应力状态发生变化时,储层内部结构发生改变,储层的物性参数随之改变,煤层表现出明显的应力敏感性。为了研究煤岩渗透特性,选取山西晋城裂缝发育良好的煤岩,采用岩石力学三轴实验系统,通过施加不同驱动压力、不同有效应力,探究了不同驱动压力、不同有效应力下储层渗透率变化规律。结果表明,驱动压力不变的条件下,随着有效应力的增加,煤岩岩芯的渗透率降低,当有效应力由0.5 MPa增大到2.0 MPa时,渗透率降低60%以上;在有效应力不变的条件下,随着驱动压力的增加,煤岩岩芯的渗透率呈指数形式降低。     

重复荷载下不同饱水压力中阶煤应力敏感性研究

为了查明煤层气开发中有效应力变化对含水中阶煤储层渗透性的影响,对黔西松河区块1+3号煤层的同一煤柱重复开展了应力敏感性试验,分析了重复荷载作用与饱水压力对煤储层渗透率及应力敏感性的影响机理,并探讨了煤层气井储层改造与排采优化措施。研究表明:重复荷载作用与煤样饱水压力共同影响着中阶煤储层气测渗透率及应力敏感性。随着重复荷载次数增加,煤体发生塑性-弹性变形演化,应力敏感性逐渐减弱,渗透率不可逆损害率降低。与10 MPa饱水压力相比,20MPa饱水煤样初始气测渗透率显著降低,应力敏感性减弱并逐渐趋于稳定。中阶煤储层微观孔裂隙发育,渗透率应力敏感性强,煤层气开发工程中应重视煤储层保护。     

致密储层应力敏感性与力学特性关系实验研究

致密储层极差的物性、特殊的微观孔隙结构特征及粘土矿物的赋存状态,造成储层极易受到应力损害,使渗透率降低,直接影响产能。利用三轴应力实验和智能岩芯流动实验,测定了致密储层力学特性,及煤油和KCl溶液驱替下的渗透率损害情况,并分析了应力条件下致密储层渗透率损害率与岩石力学特性的关系。研究结果表明:实验流体的选择对渗透率损害影响很大,KCl溶液渗透率损害程度远高于煤油测定结果;渗透率损害率,随着弹性模量增大呈对数函数减小,随着抗压强度升高呈幂函数减小。研究成果深化了对致密储层渗透率、岩石力学特性和有效应力关系的认识,对致密储层高效开发有一定指导意义。     

樊庄区块开发过程中煤储层渗透率动态变化特征

为了查明煤层气开发过程中煤储层渗透率动态变化特征及其与产能的耦合关系,在揭示开发过程中煤储层渗透率动态变化机理,推导渗透率计算方法基础上,结合沁水盆地南部樊庄区块煤层气井开发实际,反演了不同开发井区、不同产能类型井开发过程中煤储层渗透率的动态变化特征。研究表明:建立的孔隙度-渗透率模型可以有效反演煤层气开发过程中的渗透率动态变化。开发过程中煤储层动态渗透率伤害率受应力敏感和基质收缩效应共同制约,与储层压力、含气量和原始渗透率关系密切。煤储层渗透性和产气能力的协同良性发展是实现高产稳产的关键,缓慢连续的排采、适中的高储层压力、高含气量和较高的原始渗透率是保证储层后期渗透率出现反弹现象的重要因素。     

准噶尔盆地莫北油田侏罗系三工河组储层敏感性特征研究

针对准噶尔盆地莫北油田侏罗系三工河组低孔低渗透储层开采困难的问题,采用研究储层敏感性特征对其进行储层改造来获得工业油流。采用岩样的流动实验方法,研究了三工河组储层速敏、水敏、盐敏、碱敏和酸敏等敏感性的相应特征,并结合储层薄片分析、X衍射黏土矿物分析结果,综合判断储层敏感性影响因素。研究结果表明:储层具有弱—中等偏弱速敏、中等偏弱水敏—中等偏强水敏、弱—中等偏强盐敏、碱敏性波动范围大、酸敏程度低的特点,且水敏与黏土矿物和砂岩物性有关,物性越好,孔隙连通性越好,水敏程度越高。根据储层敏感性特征,对油藏后续开发提出在开采作业中应防止发生水敏遇水膨化问题;提高盐度至8 010 mg/L以上;控制施工液的流速低于24.97 m/d;将流体的pH值控制在7～9;酸化时,应加入适量防止酸化产生沉淀而堵塞孔喉的添加剂。     

大邑地区氮气钻井设计及对策

大邑地区须家河二段地层埋藏深,压实、压溶作用强,致密化程度高,储层岩石物性大多是低孔、低渗、非均质性极强,属低压致密气藏,储层敏感性强,常规钻井过程中储层不易被发现,储层保护困难。西南油气分公司积极探索采用氮气钻井揭开产层。针对氮气钻井过程中井壁稳定、地层出水、出气、井眼轨迹控制等问题进行研究和探索,积累了丰富的经验。