低渗透储层水锁伤害影响因素室内评价

针对低渗透储层因水锁引起的地层伤害问题,开展了水锁伤害影响因素室内评价。通过实验数据结果分析,随着地层含水饱和度的增加,则气相渗透率下降;岩心渗透率越低,作用时间越长,岩心水锁伤害越大;驱替压差越大,岩心水锁伤害越小;活性剂能够减轻岩心的水锁损害。     

双河油田水锁减产机理研究

针对双河油田因水锁造成的减产问题,开展了水锁减产的机理研究。应用热力学和动力学理论分析了引起水锁效应的原因;从渗透率、油藏压力、岩石矿物性质、驱替压力以及外来流体粘度等方面分析了影响水锁效应的内在和外在因素。岩心水锁伤害实验结果表明:渗透率越低,油藏压力和驱替压力越小,产生的水锁伤害越严重。提出了预防和解除水锁伤害的方法,现场试验8井次,有效率100%,取得了显著效果。     

塔里木盆地M区块致密砂岩气藏水锁损害影响因素评价

致密砂岩气藏在勘探开发过程中极易产生严重的水锁损害,造成气井产能下降。文中以塔里木盆地M区块致密砂岩为研究对象,采用真空饱和、恒压驱替、核磁共振相结合的手段开展了不同因素对水锁损害率的影响实验。实验结果表明：岩心初始含水饱和度越低,水锁损害率越高,当初始含水饱和度为15%和35%时,驱替120 min后水锁损害率分别为74.5%和59.1%;含裂缝岩心水锁损害程度明显低于基质岩心,岩心中黏土矿物质量分数、实验流体矿化度和黏度越高,水锁损害率也越高,而实验流体表面张力越小,水锁损害率越低。塔里木盆地M区块施工时,应选择合适的作业流体和施工压差,尽可能减少作业时间,降低水锁损害程度。另外,可以通过增大生产压差、水力压裂、注入解水锁剂及干氮气等措施解除水锁损害。     

杭锦旗地区致密砂岩气藏水锁伤害评价及防治对策

以鄂尔多斯盆地杭锦旗地区上古生界致密砂岩储层为研究对象,结合工区储层工程地质特征,开展室内岩心水锁伤害以及相渗实验,分析孔隙度、渗透率、束缚水饱和度等因素对水锁伤害影响。实验结果表明:水锁伤害程度与渗透率、束缚水饱和度呈负相关,与储层伊利石含量正相关;太原组、山西组的水锁程度明显大于下石盒子组,伤害率基本都在40%以上,毛管自吸和天然裂缝的作用强化了水锁储层伤害。并提出相应的防治措施:控制压裂规模,减少水相与储层接触时间,添加防水锁剂、液氮等方式降低水锁伤害。     

塔里木油田“三高”致密砂岩气藏防/解水锁技术

针对影响塔里木油田高温、高盐、高压致密砂岩气藏开发效果的水锁效应,在现有技术的基础上筛选并复配了适用于该气藏的高效防/解水锁剂,配方为:0.1%改性烷基糖苷+0.02%氟碳表面活性剂+4%甲醇。利用致密砂岩气藏天然岩心,通过自吸实验、驱替实验和液相滞留实验,开展高效防/解水锁剂评价。实验结果表明:复配体系具有较好的吸附性和表面活性,处理后岩心自吸能力大幅度减弱,岩心含水饱和度降低了15%以上;随着驱替压力的升高,岩心渗透率增加;驱替压力为3.445 MPa时,处理前后岩心气测渗透率平均改善率在50%以上;在相同驱替压力下,与处理前相比,岩心的渗流能力增强,含水饱和度下降,大大减轻了岩心的水锁效应。该复配体系的研究,对恢复和提高致密砂岩气藏的产能,有一定的技术指导意义。     

不同岩性致密砂岩水锁伤害深度实验研究

致密砂岩气井压裂后产量极大地受到水锁伤害的影响,不同岩性砂岩水锁伤害深度存在较大差异。钻取了长庆油田石英砂岩、岩屑石英砂岩和岩屑砂岩等不同岩性岩心,采用多功能岩心驱替装置,测试了不同岩性的水锁伤害程度,采用观察和“截断”方法测试了不同岩性的水锁伤害深度。通过测试发现：含水饱和度越高,水锁伤害率越大。致密砂岩水锁伤害率总体较高,地层含水饱和度下岩屑石英砂岩和岩屑砂岩的水锁伤害率高达80%,东部石英砂岩和榆林石英砂岩水锁伤害率低于50%;水相侵入深度与岩性无关,20 s内侵入深度为1.1～1.9 cm;渗透率越大,水相侵入速度越大。水相侵入深度不等于水相伤害深度,黏土含量越高,伤害深度越大,岩屑石英砂岩伤害深度约为石英砂岩的2倍。研究不同岩性砂岩水锁伤害深度对预测压后产量和提出储层保护措施具有重要的意义。     

基于致密砂岩气藏初始含水饱和度的水锁伤害评价

针对现有的水锁伤害评价方法不适用于致密气藏岩心的现状,建立了基于初始含水饱和度情况下的抽真空饱和水锁伤害评价方法,完成一种塔里木油田聚磺钻井液滤液对岩心的水锁伤害实验,并通过使用气测渗透率的方法,测定污染前后岩心的渗透率变化,计算钻井液滤液对岩心的水锁伤害程度的方法。该实验方法可以对比初始含水饱和度条件下岩心的气体渗透率和束缚水饱和度条件下的气体渗透率变化情况,相对于常规方法更加符合气藏的实际状况。实验过程中,设计了致密砂岩气藏较低初始含水饱和度的建立方法。另外,开展实验评价了抽真空饱和时间、气驱返排时间、气驱流速等对抽真空饱和法的影响。用建立的实验方法测定了塔里木油田聚磺钻井液滤液对致密岩心的水锁伤害程度为54.83%~72.73%。      

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。     

低渗储层新型防水锁剂试验研究

对于低孔低渗储层,在开采过程中大量侵入水滞留在地层中,严重污染地层,堵塞了气相渗流的通道,使气相渗流能力变差。研制出一种具有氟碳结构的新型表面活性剂ST作为预防和解除低渗储层水锁伤害的主处理剂,其中氟原子代替氢原子即氟碳链代替了碳氢链,其非极性基有疏水性质。利用表面活性剂和醇类的协同作用,合成了ST+醇类的新型防水锁剂体系SCJ。该体系能降低表面张力,改变储层润湿性,从而有效解除水锁伤害。试验表明,防水锁剂体系SCJ使岩石的润湿性从液湿变为中性润湿,处理后的岩石自吸液量明显降低,由处理前的66.89%下降到36.85%,可降低近井地带含水饱和度,有效提高气相渗透率,再次受到水锁伤害后对气体渗透率影响甚微,表明其处理具有长效性。     

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低渗透特低渗透油藏普遍存在着水锁损害，而且渗透率越低，水锁伤害越严重；造成水锁效应有内在和外在两方面的因素。储层致密、孔隙喉道小，油藏压力低、存在绿泥石薄膜状的孔隙衬边结构是造成储层产生水锁效应的内在因素；驱动压差小、外来流体与岩石的润湿角小、粘度大及油水界面张力大是造成储层产生水锁效应的外在因素。渗透率越低，孔喉半径越小，油层压力越低，越容易产生水锁损害，且越难以解除其损害。通过室内实验研究认为：提高排液速度可以提高渗透率的保留率，抑制水锁效应；向油层中挤注一定的表面活性剂体系工作液，可以有效地提高油相渗透率的保留率，减弱和部分消除水锁效应；在注入水中加入优化后的表面活性体系，可以改变低渗透油藏流体的渗流特性，可以有效地增大油水两相同流区，改善其水驱开发效果。     

表面活性剂对超低渗透油藏渗流特征的影响

针对超低渗透岩心,通过宏观驱替实验研究不同界面张力的表面活性剂对单相启动压力、油水两相启动压力、相对渗透率曲线、降压效果及提高采收率效果的影响,分析表面活性剂对超低渗透油藏渗流规律的影响。研究结果表明,随驱替液界面张力的降低,单相启动压力明显降低。油水两相启动压力实验中,在油水两相相同流速比下,随界面张力的降低,油水两相启动压力梯度逐渐降低,含水饱和度逐渐增大。从束缚水饱和度到残余油饱和度,随含水饱和度的增加,油水两相启动压力梯度先缓慢下降,后迅速下降。相渗曲线实验中,随表面活性剂质量分数的增加,油水两相渗流区增大,油相相对渗透率增大,残余油下水相相对渗透率增加,残余油饱和度降低,油气采收率升高,水相(端点以内)渗透率基本没有变化。表面活性剂段塞驱替实验中,岩心一次水驱后,注入表面活性剂可明显降低超低渗透岩心的注入压力、提高岩心采收率,且油水界面张力越低,降压效果越好,提高采收率幅度越大。     

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。     

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。     

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.     

流体流动对低渗岩心电阻率的影响实验研究

通过室内实验,研究了不同岩性、润湿性、渗透率等条件下岩心油驱水和水驱油过程中岩石电阻率的变化,分析了流体流动对低渗岩石电阻率和阿尔奇饱和度指数以及地层因素的影响.实验结果表明:①低渗透油层亲水岩心和亲油岩心的电阻率随含水饱和度的增加而降低.②岩心渗透率越高饱和度指数越高,渗透率越低饱和度指数越低;亲油岩心电阻率较大,亲水岩心电阻率较小.③岩心渗透率越高,岩心的电阻率越低;岩心渗透率越低,岩心电阻率越高.④在相同的驱替速度下,电阻率随围压的增加而增加.⑤低渗透储层亲水岩石的饱和度指数值大于亲油岩石的饱和度指数值.     

苏里格桃X区块气藏储层的解水锁剂研究

目的随着苏里格气田规模化开发,开采过程中因水锁效应导致的低产低效气井逐年增多,针对苏里格桃X区块生产需求和气藏水锁问题,进行气井储层水锁伤害解除技术对策研究。 方法通过开展室内药剂研究,采用氟碳类和两性离子型表面活性剂、润湿反转剂等体系复配 研制出适合该区块的解水锁剂。 结果苏里格桃X区块渗透率极低,平均含水饱和度45%左右,水锁指数小于0.3,水锁强度中等偏强。解水锁剂能够使岩心的润湿性由亲水逐渐变得疏水,接触角增大10°,有效改变了岩石润湿性且能够降低储层流体界面张力,储层渗透率最终能够恢复至原来的93.86%,现场试验后单井日均增产0.409 7×10⁴ m³。 结论该体系解水锁剂适用于研究区块,能有效解决气井水锁问题。      

低渗透储层水锁伤害解除技术室内研究

针对低渗透储层因水锁引起的地层伤害问题,开展了解除水锁伤害的研究。分析了产生油井水锁伤害的机理,同时考虑界面活性和破乳性能研制出一种高效水锁解堵剂,对其制备方法、性能评价以及解除水锁伤害实验进行了研究。评价结果表明,该产品能够有效降低油水间界面张力,使油水界面张力达到6.089×10-3 mN/m,同时具有良好的破乳性能,3 h内对模拟原油乳状液的破乳率达90%以上;岩心物模实验证明,水锁解堵剂对水锁伤害后岩心的渗透率恢复率达85%以上,能够有效地解除乳化堵塞和水锁效应对地层渗透率的伤害。     

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。     

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我国多数碳酸盐岩裂缝性气藏属有水气藏。在气藏水侵过程中，天然气渗流经过的孔隙、裂缝和溶洞都会产生水封，造成水锁。实验研究表明，对同一块岩心，含水饱和度增大，气体突破压差增加，而且增幅加快，气相渗透率降低；对不同岩心，绝对渗透率越小，气体突破压差越大，气相渗透率也越低；无裂缝岩心的突破压差比有裂缝岩心的增加更大，气相渗透率下降幅度更快。由于在气驱水过程中存在巨大能量损失，水驱气的气相相渗比气驱水高得多，而两种条件下水相相渗几乎相同，说明用气挤水很困难，封闭气解封阻力较大。无裂缝岩心水驱气效率比有裂缝岩心的高，说明水驱气过程中岩心越均质有利于水的均匀推进，防止水窜，减少水封气。因此，当边水和底水进入储层发生水淹后，气相渗透率将极大降低，存在较强的水锁效应。降压解封方法可以减小水锁效应，封闭气解封首先出现在裂缝和溶洞系统，采出基质中的气需要更大的解封压差。     

煤层气储层水锁伤害影响因素及防治措施研究

煤层气储层因其独特的孔隙特征以及割理组成,在勘探开发过程中极容易产生水锁伤害,从而影响煤层气的开发效果。以鄂尔多斯盆地某煤层气储层为研究对象,评价了煤样含水率、渗透率、表面润湿性以及入井流体表面张力对煤层气储层水锁伤害的影响。结果表明,煤样含水率越高,渗透率越低,接触角越小,入井流体的表面张力越大,煤层气储层的水锁伤害率越高,伤害程度越严重。在此基础上开展了水锁防治措施的研究,优选出了性能优良的防水锁剂HRJ-D,并对其性能进行了评价。现场使用防水锁剂HRJ-D的煤层气井日产气量比未使用的邻井大幅提高,表皮系数显著下降,说明HRJ-D有效降低了水锁伤害程度,提高了煤层气井的产量。