致密砂岩气藏长岩心压力损失及渗透率损害评价实验

致密砂岩气藏具有低孔、低渗、孔隙结构复杂、孔隙连通性差等特点,易受到水锁效应严重损害.为此,根据致密砂岩气藏的水锁机理以及储层条件,选择对应储层的长岩心,开展了不同储层条件、不同水锁程度下的压力损失评价和渗透率损害评价实验,并提出了压力损失和渗透率损害率2个概念,表征水锁效应对压力传播过程和储层渗透率的损害程度.结果表...     

致密砂岩气藏损害特征及评价技术

致密砂岩气藏具有孔喉细小、 裂缝发育、 超低初始含水饱和度等特点, 在勘探开发过程中易受到损害, 其中水锁和应力敏感是最致命的损害方式。利用毛细管力自吸 －离心法、 Ｄ Ｐ Ｔ指数法和自研实验装置评价了致密砂岩气藏在过平衡和欠平衡条件下的水锁损害程度; 利用毛细管流动孔隙结构仪、 Ｃ Ｔ扫描等手段评价了致密砂岩气藏的应力敏感性。结果表明, 致密砂岩气藏有很强的水锁损害潜力, 即使在欠平衡条件下水相自吸对气藏仍然有一定程度的损害, 过低的欠压值不能达到有效保护储层的目的。随着有效应力的增加, 致密砂岩储层基块孔径明显减小, 裂缝渗透率大幅度降低; 在应力加载初期裂缝闭合程度较大, 后期减缓。在水基欠平衡钻井过程中,水锁和应力敏感的叠加效应使储层损害程度大幅度地增加。储层原始地层条件的真实模拟以及将室内评价实验结果与现场工程设计紧密结合是下步研究工作的重点。     

致密砂岩气层毛细管自吸水锁损害及控制因素

致密砂岩气层具有特殊的微观储层地质特征,在开发过程中极易形成水锁损害,而目前水锁损害主要通过检测宏观物性参数的变化来表征,未能刻画微观机理及控制因素。文中基于核磁共振T2谱、核磁成像等手段,建立了一套致密砂岩毛细管自吸水锁损害定量、可视化表征方法。研究表明:物性较好的岩心孔喉半径大、迂曲程度低,岩心自吸强度大于扩散强度;初始含水饱和度越低,毛细管自吸强度越大,流体主要分布在半径0.01μm以下的小孔隙内;裂缝可以降低孔隙迂曲程度,扩大流体与基质的接触面,加速毛细管自吸水锁损害的形成;毛细管半径越小对应的自吸毛细管力越强,流体优先通过自吸进入半径0.01μm以下的孔隙。孔喉半径和孔隙迂曲程度是影响致密砂岩气层自吸水锁损害形成的重要因素。     

沙特B区块致密砂岩气层保护技术研究

沙特B区块SAHRA储层孔隙度、渗透率低,平均孔喉中值半径小于0.1 μm,属于典型的致密砂岩气层.认清储层损害机理,设计合理的保护储层的钻井液体系是致密砂岩气藏高效开发的前提.敏感性实验研究结果表明,该储层存在中等偏弱速敏、中等偏弱的水敏和盐敏、以及弱的酸敏和碱敏,水锁程度为中等.针对储层损害特征,选用抗温、低滤失的无黏土KCl钻井液体系,为减轻水锁伤害,在钻井液体系中加入SPAN-80.室内实验结果表明,钻井液污染岩心后气测返排渗透率恢复值可达到75%以上.现场应用储层保护效果良好,ATNB-2井SARHA储层表皮系数为-2.     

气体钻井高效开发致密砂岩气藏

致密砂岩气是一类非常重要的非常规油气资源，但该类气藏岩石致密、孔喉细小、孔渗低、黏土矿物改造作用强、强亲水并且原始水饱和度低。钻井完井过程中该类气藏易受损害并难以解除，主要的储层损害类型包括固相堵塞、与液相侵入相关的敏感性损害和水锁损害、应力敏感性损害，其中液相损害的影响要大于固相侵入堵塞。采用常规的过平衡和欠平衡钻井技术由于严重的储层损害而普遍效率低，难以形成对该类气藏的有效勘探开发。理论和现场试验均表明，气体钻井技术是一种高效开发致密砂岩气藏的钻井技术，它不仅从根本上避免了钻井液钻井中由固、液相侵入引起的储层损害，有效保护了储层；还极大地提高了钻速，减少了钻井事故，缩短了建井周期。     

致密砂岩气藏损害机理及低损害钻井液优化

针对塔里木盆地B区块致密砂岩气藏储层孔喉细小、渗透性差、束缚水饱和度高、非均质性严重、微裂缝发育、极易受到损害且损害难以解除的难题,模拟地层条件,开展了高温敏感性与水锁损害测试,分析了储层固相损害,系统揭示了致密砂岩气藏损害机理:应力敏感损害、水锁损害、微裂缝固相损害是该储层的主要损害类型。在该区块使用的磺化防塌、钾聚磺钻井液基础上,优选出暂堵剂及可有效降低表面张力的表面活性剂,运用理想充填技术与表面活性剂两者相结合,优化设计“协同增效”型保护致密砂岩气藏的低损害钻井液。通过配伍性测试、动态污染实验对优化钻井液的储层保护性能进行评价发现,优化钻井液与研究区块地层水配伍,岩心渗透率恢复值在85%以上,储层保护效果明显。优化钻井液在B区块B2井巴什基奇克组储层中取得成功应用,钻井后储层表皮系数极大降低,钻井液对储层的污染明显减少。      

致密裂缝性砂岩储层保护钻井液技术研究

在系统分析油基钻井液对致密储层损害机理后,以西北A区致密低渗透砂岩为研究对象,确定了固相颗粒堵塞和水锁是油基钻井液对储层主要的损害,在此基础上,提出了储层保护钻井液的优化措施。     

鄂尔多斯盆地东部地区盒 8 段致密砂岩气低产原因分析

鄂尔多斯盆地东部地区上古生界盒 8 段为低孔、低渗致密砂岩储层,单井产量低,制约了该区规模 储量的提交和气田的大规模有效开发,因此,有必要深入研究该区致密砂岩储层特征,并分析单井低产原 因。 运用铸体薄片、物性分析、高压压汞、恒速压汞、气水相渗、核磁共振与应力敏感性实验等技术手段,深 入研究了该区盒 8 段致密砂岩储层特征和单井低产的原因,并与已开发的苏里格气田进行了对比。 结果 表明：研究区盒 8 段储层具有物性差、刚性组分含量低、塑性组分含量高、喉道半径小和可动流体饱和度 低等特点;地层条件下盒 8 段储层应力敏感性强、水锁伤害大、气相渗流能力弱和水锁损害率高均是造成 单井产量低的原因。     

临兴区块致密砂岩气储层损害机理及钻井液优化

致密砂岩气储层钻井过程中,钻井液入侵将造成严重的储层伤害难题。通过岩心分析技术、岩心流动实验等系统分析了临兴区块致密砂岩气储层主要损害机理,统计并分析了现场钻井液存在的技术难题,并优化出具有良好性能的致密砂岩气储层保护钻井液。研究结果表明,临兴区块致密砂岩气储层岩石具有中-粗砂状结构,胶结致密,孔喉细小,含敏感性黏土矿物,储层潜在严重的水锁伤害与中等偏强的水敏性及应力敏感性损害（临界压力为7.0 MPa）,潜在中等偏弱的速敏性（临界流速为0.75 mL/min）、盐敏性（临界矿化度为7500 mg/L）、碱敏性（临界pH值为10.0）及土酸敏感性损害;临兴区块主要存在储层损害、钻井液漏失、井眼垮塌、摩阻扭矩大与井眼清洁等钻井液技术难题。优化出的钻井液封堵性能良好,滤液表面张力低（23.3 mN·m-1）,能减少固相侵入,削弱水锁效应,提高岩石渗透率恢复值至91.3%,具有良好的储层保护性能。现场应用结果表明,该储层保护钻井液完全满足复杂井段或水平井段钻进的钻井液技术要求。      

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     

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水锁损害广泛存在于低渗透致密砂岩油气藏，是低渗透致密砂岩油气藏的主要损害类型之一，这严重地影响着油气藏的勘探开发效果。文章在改进现有水锁损害室内评价方法的基础上，以川西致密砂岩气藏为研究对象，采用模拟地层水对致密砂岩气藏由于自吸作用造成的水锁损害，以及作用压力对水锁损害的影响进行了实验研究。结果表明，与水敏损害不同，即使是采用与地层配伍的模拟地层水与岩心接触，水锁损害仍然存在，且水锁损害程度可以超过80%。对于低渗透气藏，即使不存在压差，或采用负压作业，只要作业流体中包含有水相，那么在自吸作用下，水溶液都将进入地层，造成水锁损害，且损害程度随接触时间及作用压力增加而增加。因此，对低渗透致密砂岩油气藏应尽可能采用负压作业，尽可能减少与水相作业流体接触的机会。     

鄂尔多斯盆地东部神木区块二叠系山西组致密砂岩气低产主控因素分析

鄂尔多斯盆地神木区块二叠系山西组是继太原组之后新的致密砂岩气接替层系,单井产量低、研究程度浅、认识不足的特点制约了该区山西组致密砂岩气的有效勘探开发。通过铸体薄片、物性分析、核磁共振等技术手段,深入剖析了山西组致密砂岩气低产原因及主控因素。低孔低渗、孔喉结构复杂、应力敏感性较强的差储层品质及束缚水饱和度远远大于初始含水饱和度的超低含水饱和度现象导致储层渗流较差,易形成水锁,是致密砂岩气低产的原因;而沉积非均质性和破坏性的成岩作用极大地降低了储层物性,使气井外围储层流体补给不畅,是低产的主控因素。研究为制定合理的储层压裂改造工艺措施、提高单井产量以及实现致密砂岩气藏的规模有效开发提供了重要的地质依据。     

致密火山岩气藏水相和油相圈闭损害实验评价——以南堡凹陷5号构造沙河街组为例

致密火山岩气藏通常与致密砂岩气藏呈互层分布,尽管储层岩石物性与致密砂岩气藏类似,但致密火山岩气藏水相圈闭和油相圈闭损害却未能引起关注。为了揭示致密火山岩气藏水相和油相圈闭损害潜力,选取南堡凹陷沙河街组致密火山岩气藏储层岩心,开展了水相和油相毛管自吸与液相返排实验评价,并与沙河街组致密砂岩气藏液相圈闭损害进行对比。结果表明：①致密火山岩气藏储层岩石水相和油相毛管自吸能力弱于致密砂岩,致密砂岩既亲水又亲油,致密火山岩亲油性更强;②沙河街组致密火山岩气藏液相圈闭损害呈现“三低”特点,即毛管自吸进液量低、液相返排率低和渗透率损害率低;③沙河街组致密火山岩气藏水相圈闭损害比油相圈闭损害更严重。孔喉呈多峰分布、裂缝发育、存在大量溶蚀孔等孔喉结构差异是造成致密火山岩气藏水相和油相圈闭损害显著区别于致密砂岩气藏的重要原因。致密火山岩气藏钻井过程中,需控制裂缝性漏失,避免水基或油基工作液滤液进入裂缝侧面储层深处;控制压裂等增产改造措施规模,以防沟通底水诱发水相圈闭损害;在开发生产过程中要制定合理工作制度,预防凝析油析出引起的油相圈闭损害。     

克拉苏气田超致密砂岩气储层水锁损害

超致密砂岩微米、纳米级孔喉发育且连通性差,气层具有毛细管压力高、黏土矿物含量高、含水饱和度低等特征,水锁是这类气藏重要的损害方式。现有的水锁损害评价标准存在未建立初始含水饱和度、地层水盐析、水敏伤害与水锁伤害叠加耦合、渗透率测试具有系统误差、评价不全面等问题,文中以克拉苏气田克深9井区K1bs组超致密砂岩为研究对象,利用核磁成像技术实时监测岩样毛细管自吸过程,运用高温钝化、高速离心、恒压驱替、核磁共振等手段建立该类气藏水锁损害评价方法,并据此进行室内实验,对比评价蒸馏水、质量分数8%的KCl溶液与破胶压裂液等流体对超致密砂岩气层基质的损害程度。结果表明,气层孔喉半径越小,流体黏度越大、矿化度越高,初始含水饱和度与束缚水饱和度差异越大,气层水锁损害越强。     

异常低含水饱和度储层的水锁损害

当储层原始含水饱和度低于束缚水饱和度时,称异常低含水饱和度储层,一般意义的水锁指数就不能反映该类储层的水锁损害过程和解除水锁损害的难易程度。为此,通过异常低含水饱和度储层水锁损害机理研究,提出了这类储层存在暂时性水锁和永久性水锁观点。暂时性水锁是指油、气反排外来工作液至束缚水饱和度过程中造成的水锁,是可以解除的;永久性水锁是指油、气反排外来工作液降至束缚水饱和度后再也不能降低了,从而达不到原始含水饱和度,造成一部分水锁永远无法解除。将该研究方法运用于长庆气田上古生界致密砂岩气藏的水锁损害评价实验中,结果表明:储层渗透率越低,束缚水饱和度与原始含水饱和度差值就越大,永久性水锁损害和暂时性水锁损害就越强,解除暂时性水锁所需时间越长。     

致密碳酸盐岩储层损害特征及钻井液保护技术

致密碳酸盐岩储层孔喉细小,渗透性差,非均质性严重,微孔微裂缝较为发育,储层易发生应力敏感性损害和水锁损害.结合英买2油田致密碳酸盐岩油气藏特征,系统分析了低渗碳酸盐岩储层的损害特征.评价结果表明,该油田储层应力敏感损害率达82.9％、水锁损害率为72.53％～91.22％是该储层的主要损害类型.在该区原用聚磺钻井液基础上,通过优选高性能处理剂和可有效降低油/水界面张力的表面活性剂,应用理想充填技术,优化设计出了保护储层低损害钻井液;通过开展配伍性、动态污染等实验对该钻井液的储层保护特性进行了评价.实验结果表明,该钻井液具有良好的流变性与配伍性,天然岩心和不锈钢缝板岩心污染实验均表明,优化配方的渗透率恢复值均要高于现用配方,其储层保护效果显著.     

浅析低渗透油藏储层水锁评价方法

在分析水锁损害室内实验的基础上,提出了一种室内定性研究含水饱和度对水锁影响的方法,即将岩心置于岩心夹持器中,直接在出口端面施加压力,使相应地反注液注入岩心造成水锁损害.通过此种方法分析致密砂岩储层的水锁效应,结果与APTi模型的计算结果相符合.     

考虑水锁损害的致密砂岩气藏产能分析

致密砂岩气藏在钻井、完井和储层改造过程中容易受到水锁损害,影响气井产能。基于对流扩散模型,分析了液相侵入深度随时间的变化。基于Forchheimer渗流方程,建立了考虑水锁损害的致密砂岩气藏直井二项式稳态产能模型。分析了紊流效应、启动压力梯度、渗透率应力敏感和水锁损害范围及其程度对气井产能的影响。结果表明水锁损害造成液相侵入区气相渗透率减小,导致井周压降梯度和启动压力梯度显著增加。水锁损害造成的产气量降低远大于非达西效应、启动压力和应力敏感的影响。液相侵入初期造成的气井产量降低最为明显,随液相侵入深度的增加,产气量先急剧降低,然后趋于平缓。水锁损害范围和损害程度越大,气井产量降低越多。     

宁东油田致密油储层损害机理与对策

鄂尔多斯盆地宁东油田致密油储层岩性复杂、低孔低渗、非均质性强,钻井过程中钻井液漏失情况多发,固相、液相侵入极易造成储层损害。为明确宁东油田致密油储层的微观特征与损害机理,降低钻完井对储层的损害,进行了SEM扫描、固液伤害性测试等试验研究,证实该油田致密油储层损害的主要原因为固相侵入、水锁及伴有的水敏感性和盐敏感性;明晰了该油田致密油储层的损害机理,发现钻井所用钾铵基聚合物钻井液对致密油储层的损害较大,采用隐形酸对储层进行处理时渗透率恢复率较低。针对该油田致密油储层损害机理和钻井所用钻井液的缺点,构建了低损害无固相钻井液,其黏度为45.5 mPa·s,API滤失量为3.5 mL,对储层损害较低,渗透率恢复率达85%以上,可满足宁东致密油储层保护需求。研究结果为鄂尔多斯盆地致密油储层保护技术措施的制定提供了依据。     

致密砂岩气藏水锁效应机理探析——以苏里格气田东南区上古生界盒8段储层为例

水锁效应是影响气井生产开采的重要因素,在低渗透、特低渗透的致密砂岩气藏中,由于孔喉细小,水锁效应影响更加显著。根据致密砂岩气藏储层岩石中液相流体的开采前后受力特征;探讨了致密砂岩气藏生产过程中水锁效应的发生机理。利用高压压汞、气水相渗等实验分析资料,分析了压力与含水饱和度以及气相相对渗透率的关系;结果表明:压力与含水饱和度呈良好的指数关系,而压力与气相相对渗透率呈明显对数关系。随着生产压差的增大,会导致含水饱和度的升高,而含水饱和度的升高使得气相渗流能力降低,最终造成了水锁伤害程度的加重。合理的控制生产压差对于减轻气井生产过程中水锁效应,延缓气井见水有着重要意义。