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.     

低渗透砂岩油藏水锁伤害研究

针对低渗透砂岩油藏受低孔、低渗的制约,在开发过程中储层极易受到水锁伤害的特点,对低渗透砂岩岩心进行了水锁伤害研究。分析了产生油井水锁伤害的机理,建立了水锁试验评价方法,研究了水锁伤害的规律和程度。试验结果表明,低渗透岩心经外来水侵入后,油相渗透率将产生比较严重的伤害,渗透率下降范围在7%~60%之间,流动压力升高1~3倍。针对这一情况,研制开发了解除水锁伤害的化学剂。室内岩心物模试验证明,研制的化学剂水锁伤害解除率达85%,经现场应用取得了显著效果。     

基于数字岩心的低渗透砂岩储层导电性数值模拟研究

低渗透砂岩导电机理复杂,为了进一步研究其储层的导电性,以Micro-CT扫描的二维岩心图像的微观孔隙结构特征为基础,利用二值化阈值分割法、数学形态法提取连通孔隙,建立三维数字岩心模型,应用最大球算法建立数字岩心的孔隙网络模型;采用有限元法模拟数字岩心模型的导电特性,探讨孔隙结构、地层水矿化度、饱和度及润湿性等因素对储层岩石电性的影响规律。研究结果表明,在低渗透砂岩储层中地层因素与孔隙度满足阿尔奇公式;当含水饱和度为50%时,电阻率增大系数与含水饱和度交会图呈现2种不同的直线形态。该研究为低渗透砂岩储层电法测井解释提供了理论支撑。     

低渗透砂岩气层岩心润湿性改善实验

低渗透砂岩气层容易受到水锁伤害,从而降低该类储层的开发效果.砂岩储层一般带有负电荷,阴离子表面活性剂溶液能够降低吸附伤害,为了研究该类液体对低渗透砂岩储层岩心润湿性改善情况,设计了一套实验流程及实验方法.首先注入地层水,分析气层岩心水锁伤害程度,然后选择不同浓度阴离子表面活性剂溶液,进行岩心润湿性实验研究,通过测量注入前后岩心含水饱和度及渗透率,分析气层岩心水锁改善情况.实验结果显示,随着阴离子表面活性剂溶液浓度增加,实验岩心原始含水饱和度降低,基质渗透率增大,有效地改善了气层岩心润湿性.综合考虑成本影响,选择阴离子表面活性剂溶液质量分数为3%.实验过程也证明,设计实验流程及方法简捷、操作性强.     

利用三维数字岩心技术评价低渗透砂砾岩储层孔隙结构

为更直观、准确地分析准噶尔盆地陆梁隆起二叠系下乌尔禾组低渗透砂砾岩储层微观孔隙特征,利用CT扫描成像技术对砂砾岩样品开展岩心三维空间的孔洞、裂缝和高密度填隙物发育特征评价,从图像灰度、均质性和孔喉连通性的角度分析岩石孔隙结构。在此基础上,根据最大球算法提取并建立了储层数字岩心孔隙网络模型,研究了不同岩样的孔隙半径、喉道半径、孔喉比以及岩心孔喉配位数等概率分布特征。研究认为：1)研究区样品的储集空间以溶蚀孔和微裂缝为主,孔隙半径为0.1～10.0μm,喉道半径为0.1～7.0μm,孔喉比为0～4,配位数为0～7,岩石总体孔喉比和喉道半径小、喉道连通差,是导致研究区岩心渗透率低的主要原因。2)常规渗透率为0.330×10^-3μm²样品的孔隙半径主要为2.5μm,喉道半径主要为1～3μm,孔喉比多为2,配位数为0～3;常规渗透率为0.441×10^-3μm²样品的孔隙半径主要为5.5μm,喉道半径主要为1～5μm,孔喉比大部分为2.5,配位数为1～6。渗透率越高,三维数字岩心技术计算的孔隙结构参数越好,这与...     

数字岩心技术在致密砂岩储层含油饱和度评价中的应用

基于适用于纯砂岩储层的阿尔奇公式计算的致密砂岩储层含油饱和度精度低．适用性差。将多点地质统计学和以自相关函数为基础的数字图像重构技术进行结合,形成能够描述储层复杂孔隙结构特征的低渗透储层数字岩心建模技术,应用建立的数字岩心,通过数值模拟,研究了储层孔隙结构类型、泥质质量分数和地层水矿化度等因素对阿尔奇公式中饱和度指数和胶结指数等参数的影响。研究认为,储层粒间孔隙、裂缝孔隙和孤立的溶孔隙等因素对阿尔奇参数影响巨大．裂缝孔隙度和地层水电阻率增大会导致胶结指数和饱和度指数减小．孤立溶蚀孔隙度和泥质质量分数增加会导致胶结指数和饱和度指数增大。利用孔隙结构特征参数与饱和度指数、胶结指数的关系,建立变参数的阿尔奇公式可提高饱和度计算精度．     

伏龙泉登娄库组低渗透砂岩气藏水锁伤害研究

水锁伤害广泛存在于低渗透砂岩气藏中,严重影响气藏的开发效果。基于伏龙泉登娄库组储层地质特征以及开发过程中所遇到的问题,结合国内外相关文献,分别采用了水锁指数法、BP神经网络预测法以及室内实验对伏龙泉登娄库组储层水锁伤害程度进行预测评价。结果表明,伏龙泉登娄库组砂岩气藏水锁伤害较为严重。然后针对登娄库组储层水锁伤害特点,基于相关实验数据及现场资料,分析了目标层水锁伤害机理,并针对性地分析了影响水锁伤害的因素,在此基础上提出利用复合解堵方法来有效解除水锁伤害,以恢复或提高气井产量。     

低渗透气藏相对渗透率影响因素的孔隙网络模型

实验测量相对渗透率受许多条件的限制,为了在保持其他控制参数不变的条件下研究某一变量对相对渗透率的影响,采用孔隙网络模型模拟的方法,以苏里格气田盒8段储层的孔隙结构为参照,构造了喉道半径为0.05～2.50μm的孔隙网络;研究了孔喉比、润湿性、初始含水饱和度和残余水饱和度对气相相对渗透率的影响。结果表明:①孔喉比对气相相对渗透率的影响明显,随着孔喉比增大,相同水饱和度下的气相相对渗透率降低;②当水饱和度大于0.4时,气体的相对渗透率按照水湿→弱水湿→弱气湿→气湿的顺序依次增加,但当水饱和度小于0.4时,相对渗透率增加的次序性被打乱,在弱水湿情况下表现为最小;③随着初始含水饱和度增加,气相相对渗透率总体呈下降趋势;④残余水饱和度越大,气相相对渗透率曲线越陡,下降越快。这对用改变岩石润湿性的方法来提高油气采收率时具有指导意义。     

基于数字岩心的致密砂岩储层孔隙结构与渗流机理

针对致密砂岩储层微观孔隙结构复杂导致孔隙空间展布和渗流机理认识不清的问题,以莺歌海盆地乐东10区高温高压特低渗透致密砂岩储层为例,利用三维高精度Micro-CT扫描、纳米级电镜扫描等图像分析技术对致密砂岩储层的孔隙空间展布规律进行定量表征,建立基于数字岩心的双尺度三维孔隙结构模型,并基于双尺度孔隙耦合渗流模拟方法确定致密砂岩储层渗流机理。研究结果表明：①乐东10区致密砂岩储层主要发育3种尺度范围的孔隙,孔隙半径分别为0.070~3,3~40,40~300 μm;②在以长石溶孔、岩屑粒间孔为主的微孔隙尺度下,孔隙与喉道半径差异较小,渗流空间以微孔隙和喉道构成,表现为小孔小喉渗流模式,在气水两相渗流过程中水相渗透率下降快;③在由较大粒间溶孔、铸模孔与次级尺度孔隙共同组成的双尺度孔隙结构模型中,呈大孔小喉渗流模式,水相渗透率下降较缓。     

低渗透砂岩孔隙结构对岩电参数的影响及应用

东营凹陷南坡沙河街组沙三段(Es₃)储层以低渗透率为显著特征,孔隙结构复杂使得岩电参数难以统一确定,给储层饱和度评价带来一定的困难。根据岩心物性、铸体薄片、压汞等分析资料,对Es₃低渗透砂岩储层孔隙结构进行分析,将其细分为3个大类5个小类,进而结合岩电实验数据,提取出Es₃储层不同孔隙结构类型的岩电参数a、m值。综合建立了在井筒剖面利用测井响应特征识别储层不同孔隙结构类型、分孔隙结构类型确定岩电参数的方法,以此为基础再进行饱和度计算,有效地提高了低渗透砂岩储层饱和度测井解释的精度。     

基于卷积神经网络的砂岩数字岩心绝对渗透率计算方法

基于卷积神经网络深度学习理论探讨了砂岩数字岩心绝对渗透率的计算方法和相关的重要影响因素。研究选取了3种具有代表性的砂岩样品包括Bentheimer砂岩、Berea砂岩和Doddington砂岩的数字岩心,比较了采用N-S方程法和孔隙网络模型法计算绝对渗透率的差异性;探讨了对砂岩样品进行切割生成子样品时,3种不同子样品尺寸对绝对渗透率均值和不同方向渗透率分量的影响。在此基础上基于200×200×200尺寸对原砂岩数字岩心进行切割获取子样品,并对全部子样品进行微观渗流模拟计算获得相应的绝对渗透率,建立了用于深度学习的数字岩心子样品数据库。基于该数据库讨论了卷积神经网络系统搭建过程中的关键参数如学习率和丢弃率等的选择方法。训练学习后对测试集子样品进行测试,预测值与真实值差异在5%以内,证明了该方法的有效性。     

低渗砂岩储层数字岩心构建及渗流模拟

基于CT扫描的数字岩心技术是研究低渗砂岩储层内部微观孔喉特征及孔隙尺度渗流机理的有效途径。为直观、深入研究低渗砂岩储层微—纳米尺度流体输运特征,先通过Micro-CT扫描技术获取低渗介质多尺度三维灰度图像,统计轴向截面孔隙率分布整体考察岩心非均质程度;再结合三维重构及逆向工程技术,精准构建低渗介质复杂孔隙三维数字模型后并转换成CAD实体模型;再利用COMSOL建立多组表征单元体有限元模型,数值计算不同边界条件下微—纳米孔隙内流体输运特征;然后通过三维流线及孔隙压力分布场,动态可视化再现低渗介质渗流过程;最后对比常规渗流实验与数值模拟结果,分析两者差异的产生原因,并提出应用数字平台研究低渗岩石物性及渗流机理的深入关注点。文中研究成果为低渗油藏多尺度数字岩心建模及深层次微观渗流机理研究提供了思路。     

低渗透砂岩储层岩石孔隙结构特征参数研究

方法　在分析正态分布法、指数分布法、X2 (n)分布法及矩法确定低渗透砂岩储层岩石孔隙结构特征参数适用性基础上 ,研究了用矩法确定的低渗透砂岩储层岩石孔隙结构特征参数以及孔隙结构复合特征参数对水驱油效率的影响。目的　探讨确定低渗透砂岩储层岩石孔隙结构特征参数的有效方法 ,提高低渗透砂岩储层岩石孔隙结构特征参数在油田开发中的应用。结果　正态分布法、指数分布法及X2 (n)分布法不能确定低渗透砂岩储层岩石孔隙结构特征参数 ;可以用矩法确定低渗透砂岩储层岩石孔隙结构特征参数 ,其复合特征参数与水驱油效率有明显的正相关性。结论　由矩法确定的孔隙结构复合特征参数能有效地综合描述低渗透砂岩储层岩石孔隙结构的复杂性 ,还可以预测低渗透砂岩储层水驱油效率。     

Study of the numerical simulation of tight sandstone gas molecular diffusion based on digital core technology

Diffusion is an important mass transfer mode of tight sandstone gas. Since nano-pores are extensively developed in the interior of tight sandstone, a considerable body of research indicates that the type of diffusion is mainly molecular diffusion based on Fick’s law. However, accurate modeling and understanding the physics of gas transport phenomena in nanoporous media is still a challenge for researchers and traditional investigation (analytical and experimental methods) have many limitations in studying the generic behavior. In this paper, we used Nano-CT to observe the pore structures of samples of the tight sandstone of western of Sichuan. Combined with advanced image processing technology, threedimensional distributions of the nanometer-sized pores were reconstructed and a tight sandstone digital core model was built, as well the pore structure parameters were analyzed quantitatively. Based on the digital core model, the diffusion process of methane molecules from a higher concentration area to a lower concentration area was simulated by a finite volume method. Finally, the reservoir’s concentration evolution was visualized and the intrinsic molecular diffusivity tensor which reflects the diffusion capabilities of this rock was calculated. Through comparisons, we found that our calculated result was in good agreement with other empirical results. This study provides a new research method for tight sandstone digital rock physics. It is a foundation for future tight sandstone gas percolation theory and numerical simulation research.     

基于恒速压汞技术的特低—超低渗砂岩储层微观孔喉特征

基于恒速压汞测试结果,对鄂尔多斯盆地延长组特低、超低渗砂岩储层的微观孔喉特征进行了分析,定量表征了孔喉特征参数的变化。结果表明,特低、超低渗储层的孔隙半径分布特征相似,介于100~200μm之间,峰值基本在140μm左右;相对于特低渗储层而言,超低渗储层的喉道分布范围更窄,小于1μm的喉道含量较高,变化更为敏感,孔喉半径比分布范围较宽,喉道进汞饱和度受渗透率影响较大;特低、超低渗储层孔喉特征的差异主要体现在喉道上。总体毛细管压力曲线表现出3个变化阶段,渗透率不同,各阶段受孔隙和喉道的影响程度也不同;处于中后期的超低渗储层更应注重喉道的开发。     

基于多参数定量评价的低渗透砂岩成岩相划分——以鄂尔多斯盆地张韩地区长2_1储层为例

为探索定量划分成岩相的方法,以鄂尔多斯盆地张韩地区长21储层为研究对象,依据大量的化验分析资料,从成岩作用强度参数、孔隙发育程度参数的角度出发,建立适用于研究区的成岩相定量划分标准,阐述了不同成岩相的特征差异。结果表明:研究区长21储层岩性为岩屑长石砂岩和少量长石砂岩,压实率中等为主,含少量弱和强压实;胶结率中等含量最高,局部发育弱和强胶结;溶解率中等—强,分布少量弱溶解。基于成岩作用参数和孔隙发育程度参数的定量对比评价,考虑孔隙的组合关系和黏土矿物类型,划分出5种成岩相。不同成岩相特征差异大,弱—中等压实绿泥石胶结-粒间孔+溶蚀孔相的孔隙最发育、孔喉配置关系好、物性好、单井产量高,是最有利的成岩相带。     

基于气水相对渗透率曲线的产水气井开采效果评价——以苏里格气田致密砂岩气藏为例

如何定量评价不同产水量对气井开采效果的影响程度,一直是业内期待解决的问题。为此,依据气水两相渗流理论,在深入对比研究的基础上,提出了利用气水相对渗透率曲线定量评价产水气井开采效果的新方法,从而实现了对产水气井产能、产量、最终累计采气量和采收率的定量评价。进而以鄂尔多斯盆地苏里格气田致密强非均质性砂岩气藏为例,充分利用不同类型及不同产水程度气井实际生产动态资料,在进行大量计算的基础上,验证了该方法的实用性与可靠性,最终建立了苏里格气田产水气井在不同水气比条件下,气井产能、产量、最终累计采气量及采收率定量评价的经验公式和图版,为现场推广应用提供了技术支撑。研究结果表明:目前苏里格气田西区产水严重,水气比变化范围大,若平均水气比为1.0 m~3/10~4m~3,则气井产能、累计采气量及采收率的降低程度分别为24.4%、24.4%、17.4%;若气井水气比为2.0 m~3/10~4m~3,则气井产能、累计采气量及采收率的降低程度分别为40.2%、40.2%、33.2%。