储气库井注气压力剧变诱发微粒运移实验模拟

微粒运移是一种重要的储层损害类型,地下储气库井在注气过程中因注气压力递增或波动而诱发储层微粒运移。当前,基于储气库注气压力变化下的微粒运移机理尚不明确,且少有系统开展模拟储气库注气压力变化下的微粒运移实验研究。为此,选用相国寺储气库黄龙组碳酸盐岩储层岩心制取裂缝岩心,分别开展了应力敏感实验、气体速敏实验、模拟储气库注气压力递增和压力波动情形下的岩心流动实验,测试压力递增和压力波动的岩心渗透率和出口端微粒浊度,并借助X射线衍射和扫描电镜等手段,分析储层微粒运移的潜在微粒类型,揭示了储气库注气压力动态变化诱发储层微粒运移机理。实验表明:①驱替压力递增和压力波动实验中的压力梯度远大于速敏实验中岩心发生速敏时(微粒运移)的临界压力梯度,岩心应力敏感程度为弱~中等偏弱;②驱替压力递增和波动下岩心平均渗透率损害率分别为77%和57%;③驱替压力递增和压力波动引起储层裂缝壁面脆弱结构附着能力下降是微粒运移的重要诱发机制。分析认为,注气压力递增或频繁波动会诱发储气库储层微粒运移损害,应预防钻完井过程中外来固相微粒侵入,并对储层中固有微粒进行清除。     

异常高压中高渗油藏储集层应力敏感性研究

为研究异常高压中高渗油藏的应力敏感特征,以S油田为例,在基于岩心覆压孔渗实验的基础上,通过改变有效应力的方法,对异常高压中高渗油藏储集层的孔隙度、渗透率与不同净上覆压力的变化进行了研究。研究表明:孔隙度的损失引起渗透率的下降,中高渗油藏岩心具有一定的压敏,低渗岩心压敏效应更明显,压敏最终形成不可逆、永久的伤害;由于存在多次加压-卸压过程,异常高压中高渗储集层室内岩心实验压敏效应较小;考虑到压敏叠加效应,异常高压中高渗油藏实际开发过程中压敏效应较大。研究成果对异常高压中高渗油藏的合理开发、合理生产制度的确定等具有指导意义。     

油藏物性对低渗储层压敏性影响的试验研究

岩石压敏性是导致低渗油藏开发效果变差的主要因素之一,为了研究储层物性对低渗储层压敏性的影响,通过室内模拟试验,研究了渗透率、非均质性和裂缝对岩石压敏性的影响。结果表明,渗透率越低,压力敏感性越强,且渗透率损失主要发生在有效压力增大的初始阶段。非均质岩心的压敏性介于单一高、低渗层之间,其压敏性试验结果强于并联岩心的压敏性。裂缝性油藏的渗透率损失远大于基质油藏,其损失程度与裂缝性岩心中基质部分的渗透率有关。基质部分渗透率越小,裂缝性岩心渗透率损失越大;反之,其渗透率损失越小。     

储层中微粒运移现象的实验判断

储层中微粒运移是储层损害的主要因素之一。利用速敏、正反向流动两种岩心流动实验可以直观判断储层中微粒运移，速敏实验是判断储层岩心微粒运移状况的基本方法。但单独运用速敏实验并不可靠，需要以正反向流动实验及储层相关地质资料为辅助加以分析判断。根据正反向流动实验曲线中渗透率的变化，可判断微粒运移。通过储层岩矿成分分析及胶结状态的观察结果等储层地质资料的分析，可以预测或验证岩心微粒运移现象的发生状况。     

特低渗透砂岩储层敏感性评价与酸化增产液研制

酸化是特低渗透砂岩油藏的重要增产措施,若酸液体系使用不当,会对储层造成敏感性伤害。为此,以吐哈盆地鄯善油田三间房组砂岩储层为例,通过XRD衍射分析、扫描电镜、储层敏感性评价实验及现场资料整理等方法,研究储层敏感性特征及损害机理,并研发一种酸化增产液,该酸化增产液可与土酸组合使用,提高酸化效果。研究表明：三间房组储层岩石类型以长石岩屑砂岩为主,黏土矿物以高岭石和蒙脱石为主,属于高黏土矿物储层;储层物性整体表现为低孔特低渗特征,原油为轻质原油,油藏为正常地层压力的未饱和油藏;储层具有中等偏弱速敏、碱敏、水敏、盐敏以及弱酸敏特性;增产液与土酸组合酸液体系可溶蚀大孔隙、微孔隙等多种尺度孔隙后形成孔隙网络系统,可使目标储层岩心渗透率最大提高至原有渗透率的2.68倍。现场应用效果显著,与酸化前相比,平均单井日产油量增加1.29 t/d。研究成果可为特低渗砂岩油藏酸化增产提供技术支持。     

储气库碳酸盐岩裂隙微粒运移实验模拟

储气库井在注采过程中因注采压力过大可能诱发微粒运移,为此,选用储气库碳酸盐岩储层岩心制取人工裂缝岩心,分别开展了应力敏感实验、干燥岩心和含水岩心气体速敏实验、模拟储气库注采压力增加时干燥岩心和含水岩心的流动实验,测试了实验过程中岩心渗透率,并借助扫描电镜对模拟储气库注采压力增加时和应力敏感实验前后岩心的裂缝壁面进行检测,揭示储气库注采过程中微粒运移机理。实验表明:干燥岩心和含水岩心的速敏程度分别为中等偏弱—中等偏强和中等偏强—强,岩心应力敏感程度为弱—中等偏弱;模拟储气库注采压力增加时干燥岩心和含水岩心的平均渗透率损害率分别为77%和84%。研究认为,注采过程中的裂缝壁面的微粒在高速气流拖拽作用下发生拉张破坏和有效应力下岩石被破坏是微粒运移的重要诱发机制,含水情况下岩石强度弱化,会强化微粒运移。建议合理控制注采压力和减少流体进入储气库井,防止产生大量微粒,最终影响储气库的多尺度注采,同时对于合理控制储气库的注采压力具有借鉴意义。     

疏松砂岩稠油油藏岩石应力敏感性对蒸汽驱的影响——以BZA油田为例

针对稠油油藏蒸汽驱过程中储层岩石变形会对开发效果产生影响这一问题,首次提出对疏松砂岩稠油油藏进行岩石应力敏感性实验,以及开展岩石应力敏感性对蒸汽驱油效率影响的物理模拟实验研究。结果表明,无论是高渗储层还是低渗储层,随着有效覆压的增加渗透率逐渐降低,且渗透率的变化具有不可逆性;有效覆压越高,岩心受到挤压加重,孔隙结构变形越严重,驱油效率越低;低渗储层岩石应力敏感性强于高渗储层;岩石的应力敏感性对蒸汽驱过程中的开发效果影响较大。研究成果对后期稠油油藏蒸汽驱开发及策略制定具有一定指导作用。     

叙利亚Gbeibe油田储层敏感性实验分析

为了识别注入油藏中的流体对储层的伤害情况,根据储层敏感性流动实验评价方法,对叙利亚Gbeibe油田主要目的层Chilou储层进行敏感性实验评价,结果表明油藏地层具有一定程度的速敏、水敏、盐敏、碱敏及应力敏感性,无酸敏(15%HCL)。根据该实验结果,在Gbeibe油田开发中应注意保持地层压力在一定水平,以防地层上覆压力过度增加引起孔喉的压缩变形带来的渗透率降低;开展注水作业时注水速度不能高于临界流速,水的矿化度不能低于临界矿化度141 046 mg/L,防止黏土地层颗粒运移及黏土矿物水化膨胀造成渗透率降低;钻井、固井、作业中注意储层保护,防止碱性滤液对储层伤害。     

酸蚀前后碳酸盐岩储层速敏性和水敏性变化研究

大多数碳酸盐岩储层需要酸化、酸压处理,酸蚀后岩样的流体敏感性行为具有重要研究价值。以往对碳酸盐岩储层的敏感性研究集中于应力敏感和碱敏或者常规的流体敏感性,酸蚀后岩样的流体敏感性研究几乎为空白。文章以四川盆地某典型碳酸盐岩储层为研究对象,进行酸蚀后岩心速敏、水敏实验,并与常规速敏、水敏实验对比。结果表明,常规速敏评价损害程度弱中等,酸蚀后增至中一强;酸蚀后岩样水敏性程度整体有加强的趋势。酸蚀后岩心基质变得疏松,孔缝中微粒容易脱落,产生微粒运移。伊利石、绿泥石分散／运移及硬石膏水化膨胀、溶解一再沉淀是储层酸蚀后水敏性加强的主要原因。碳酸盐岩储层在酸化、酸压等增产措施中应该重视酸蚀后敏感性的强化问题,加强实验评价。     

疏松砂岩气藏泥砂堵塞机制研究

疏松砂岩气藏具有埋藏较浅,储层岩石疏松,气水分布复杂等特征,生产过程中地层易发生边底水侵、微粒运移和泥砂堵塞问题,导致井筒产水、出砂现象发生,影响气田的正常生产。选取柴达木盆地涩北气田疏松砂岩气藏为研究目标,基于生产工程因素分析与堵塞机制理论研究,探究产水、出砂以及地层泥砂堵塞的主要影响因素,进行不同压实作用下的泥砂堵塞机制模拟实验,并通过压汞法毛管压力曲线、粒度测试分析和X-射线衍射分析等手段研究泥砂微粒堵塞机制及其对疏松砂岩渗流能力的影响程度。结果表明,生产压差、地层压力和边底水侵是气井出砂的主要影响因素;生产压差越大,地层压力衰减越快,压实作用越强,导致地层出水加剧;当储层发生边底水侵后,水侵与压实效应导致岩心渗透率迅速下降,最大渗透率损失率达到77.40%;岩心水化分散导致泥砂微粒粒径变小,释放出的石英、长石等非膨胀性颗粒将发生运移,运移泥砂微粒粒径（Dp）与孔喉直径（df）满足3df ＜Dp＜10df 的桥堵规则,导致地层泥砂微粒堵塞;当围压达到12 MPa 后,运移泥砂微粒粒径与孔喉直径满足df ＞1/3Dp的匹配关系,泥砂微粒直接堵塞孔喉。因此,在开发中不建议采用过高的生产压差,对于地层压力降低的储层宜采取增压开发的方式,对地层进行能量补充。     

疏松砂岩油藏出砂应力敏感实验研究

为研究疏松砂岩储层应力敏感特征,模拟出砂对储层渗透性的影响,制作了全直径人造疏松砂岩油藏岩心,利用研制的疏松砂岩油藏应力敏感测试实验装置,采用不同驱替压差和驱动流速,模拟研究储层不出砂及出砂情况下储层渗透率和相对渗透率的变化规律。实验结果表明,疏松砂岩储层具有较大的压实空间,当轴向压缩率超过2%以后,渗透率的下降幅度均超过50%;在轴向压缩率范围内,两相共流区均从55%降低到20%,但在同样的轴向压缩率下,出砂会降低两相共流区的缩减速度。研究表明,疏松砂岩储层渗透率具有较强的应力敏感特征,适度出砂可以减小渗透率的降幅,降低油水两相共渗区的缩减速度,在一定程度上有助于保持油井产能。      

地下储气库应力敏感性实验研究

在储气库运行过程中，由于气体的采出和注入，使得多次注采期间岩石净上覆压力发生周期性变化，随之导致储层岩石物性参数发生周期性变化，从而影响储气库的注采能力，因而研究储气库储层应力敏感特征具有重要意义。为此，以实验手段研究了地下储气库在气体注入和采出过程中地下储层的应力敏感性。实验选用2块渗透率不同的人造砂岩岩心，测试了在4次净上覆压力升降过程中的储层渗透率变化。实验结果表明：随着净上覆岩层压力的增加，岩心渗透率呈下降趋势，初期渗透率下降较快，后期渗透率下降程度减小，应力敏感性变弱；净上覆压力周期性变化过程中，岩石渗透率不可能完全恢复到原始值，存在着一定程度的滞后效应；岩石渗透率越高，应力敏感特性越明显。     

低渗透气藏低压低产气井解水锁技术研究及应用

川西中浅层低渗透致密砂岩气藏储层物性差,含水饱和度高,气井产能较低,普遍存在水锁伤害,严重影响了采气中后期气井的正常生产.以室内实验为手段,研究了水锁伤害程度,定量分析了解水锁剂对天然气渗流的改善作用.研究结果表明,低渗透致密砂岩气井采气中后期近井储层积液会引起严重的水锁伤害,影响了天然气在储层中的渗流能力,解水锁剂可降低近井储层的含水饱和度,改善岩心渗透率,降低储层中天然气启动压差.解水锁剂HY在A井现场试验后,该井在油压和套压变化不大的情况下,5个月累积增产气量为24×104 m3,单井增加经济效益为19×104元.     

鄂尔多斯盆地大牛地气田致密砂岩气层应力敏感性综合研究

致密砂岩气藏开发过程中有效应力增加所带来的渗透率应力敏感损害是导致气井产量快速递减的根本原因,故对应力敏感性损害机理研究能够为气层保护工作提供合理依据。在考虑岩石组分、裂缝、温度、含水饱和度和施压次数等因素的同时,对大牛地气田致密砂岩应力敏感性进行了评价,指出随岩屑含量增加和温度升高,致密砂岩应力敏感性增强,温度与有效应力联合作用使致密砂岩应力敏感性更强,水的存在对致密砂岩应力敏感性具强化作用;重复施压过程造成致密砂岩渗透率不断降低,裂缝岩样的渗透率应力敏感程度远大于基块;采用屏蔽暂堵储层保护工作液技术能够减轻致密砂岩气层的应力敏感性损害。     

大牛地气田污水回注井回注压力过高原因及对策研究

针对大牛地气田W-4污水回注井回注压力急剧升高的问题,通过岩心环境扫描电镜(ESEM)和储层岩心敏感性评价实验对其进行分析研究。结果表明,该储层岩心内部含有绿泥石、绿/蒙混层和其他一些易引起储层岩心敏感性的黏土矿物;储层岩心具有弱速敏、强水敏,而且随着回注水累积孔隙体积倍数的增大,岩心渗透率不断下降。为此,提出在现场回注作业中,优化回注水水质,特别是水中悬浮固体含量小于1.0mg/L,防止回注水中悬浮固体含量过高,堵塞地层岩心微小裂缝孔隙和喉道,损害储层。要控制污水回注速度在临界流量之下。若是回注速度过大,岩心内部的黏土矿物或非黏土矿物在较大速度的回注流体冲刷之下,会发生松散、运移,最后堵塞储层岩心微小孔隙喉道,造成渗透率下降,回注压力升高。     

大牛地气田回注井地层敏感性实验研究

大牛地气田W-4污水回注井储层结构致密,岩心孔隙度在10%～15%,属于低孔隙度、低渗透率砂岩储层。该井在污水回注过程中,回注压力急剧升高,影响正常回注。针对该井回注压力升高过快的问题,进行了储层敏感性实验研究。结果表明:W-4井储层具有弱速敏、强水敏和弱碱敏,且随着回注水水量的增大,岩心渗透率逐渐降低,影响回注生产作业。根据实验研究结果,提出了对策措施,对于解决压力升高的问题具有指导意义。     

低渗透气藏水相蒸发对气体渗流的影响

低渗透气藏近井区地层水蒸发对气体渗流会产生一定的影响。为此,研究了水相蒸发现象产生的机理和变化规律,分析了利用水相蒸发解除气井水锁效应的可行性。结果表明：气井生产压差和气井产量是影响近井区水相蒸发的两个主要因素,产量越高,生产压差越大,水相蒸发的影响半径越大;水相蒸发主要发生在距井筒5 m的范围内;在低渗透气藏气井生产初期可以适当降低井底压力,放大生产压差,提高水相蒸发速率以快速解除水锁效应,降低气体渗流阻力。     

致密砂岩气藏高温高压敏感性评价及机理探讨——以塔里木盆地B区块致密气藏为例

致密砂岩气藏储量丰富,因其低孔低渗、高毛细管力、高黏土矿物含量、孔喉细小、非均质严重等特点,导致其易受到敏感性损害。目前大多数敏感性评价研究针对常规中、低渗储层,对于致密砂岩气藏敏感性评价技术尚未成熟。文中以塔里木盆地B区块致密砂岩气藏为例,通过岩心流动实验,进行模拟地层条件下的高温高压敏感性评价。结果表明,该区块高温高压敏感性具有弱速敏损害、中等偏强水敏损害、中等偏弱盐敏损害、中偏弱碱敏损害、弱酸敏损害、强应力敏感损害的特点。进一步运用X射线衍射、扫描电镜、铸体薄片等测试手段,分析了B区块致密气藏矿物类型、体积分数、形态及分布特征,剖析了敏感性的成因——储层敏感性矿物及微观孔喉结构。     

川西低渗透气藏气体钻井井壁稳定性评价方法

川西低渗透气藏采用气体钻井技术钻进时,致密砂岩井段井下垮塌频繁,为给制定防塌技术措施提供依据,在分析非达西渗流、储层敏感性对孔隙压力影响,计算气层产气时径向拖曳力的基础上,分析了径向拖曳力影响下井周的有效应力场,利用川西X3井实钻数据分析了气体钻井井壁垮塌的机理,并与摩尔库伦准则和拉伸破坏模型相结合,提出了适用于川西低渗透气藏气体钻井的井壁稳定性评价方法。川西低渗透气藏气体钻井井壁垮塌机理为:低渗透储层中高速非达西渗流和气体产出时产生的径向拖曳力使坍塌压力升高,井壁稳定性变差,同时在径向拖曳力作用下先发生拉伸破坏,随后地层压力降低进而发生剪切破坏,出现垮塌。利用低渗透气藏气体钻井井壁稳定性评价方法评价了X3井低渗透储层的井壁稳定性,评价结果与实钻情况相符,说明采用该评价方法可以评价川西低渗透气藏气体钻井时的井壁稳定性,能够为川西低渗透气藏气体钻井制定防塌技术措施提供指导。