鄂尔多斯盆地盒8段致密砂岩气藏微观孔隙结构及渗流特征

应用铸体薄片、恒速压汞、高压压汞、气水相渗、水锁伤害、应力敏感等分析测试技术,对鄂尔多斯盆地上古生界二叠系石盒子组盒8段储层微观孔隙结构及渗流特征进行了分析,对钻井、储层改造、气藏开发等工程工艺措施提出了针对性改进建议。结果表明:盒8气藏为致密砂岩气藏,储层孔隙半径分布曲线主峰为70～200μm,喉道半径分布曲线主峰为0.2～2.2μm,属大孔、中_细喉储层;渗透率>1×10^-3μm²、(1.0～0.5)×10^-3μm²、(0.5～0.1)×10^-3μm²、(0.1～0.01)×10^-3μm²等4个级别储层中,由半径<0.062 4μm喉道控制的孔隙体积分别占总孔隙体积的18.8%、38.4%、57.3%、71.6%,小喉道控制的孔隙体积比例高;喉道半径大小决定了储层渗透率高低,也控制了渗流特征,水锁和应力敏感是影响盒8致密砂岩储层渗流能力的主要因素;盒8气藏压力系数低,加之储层强亲水,易发生水锁伤害,气相渗透率随含水饱和度升高急剧降低;盒8段储层管束状、缩颈状喉道发育,易发生应力敏感伤害,应力敏感伤害率为40%～80%;盒8致密砂岩气藏储层改造应广泛采用体积压裂以减弱小喉道对孔隙的控制,在钻井、储层改造过程中应尽量避免使用水基工作液,多采用欠平衡作业等措施,减少或避免水基工作液侵入。开发生产过程中应尽量避免大压差生产和频繁开关井,主动排水采气,以保护储层,提高采收率。     

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。     

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。     

低渗致密火山岩气藏微观孔喉特征

储层岩石的微观孔隙结构特征直接影响其储集和渗流能力,并最终决定油气藏产能的大小。使用恒速压汞测试技术,对低渗致密火山岩气藏微观孔喉发育特征研究表明,低渗火山岩气藏喉道半径非常细微但孔道半径较大,不同渗透率大小的储层喉道发育特征差异明显,主流喉道半径与储层渗透率具有较好的函数关系,喉道控制储层渗流能力。与渗透率接近的砂岩储层相比,低渗火山岩储层孔道半径较大但分布范围相对较小、孔喉比超大且呈多峰态分布,孔喉匹配关系复杂,开发过程中极易产生水锁伤害。同时数学拟合结果表明,火山岩气藏孔喉半径比加权均值随渗透率的增大而减小,但其相关性小于低渗砂岩孔喉比均值与渗透率之间的相关性;储层有效孔道、喉道体积与孔隙度和渗透率具有较好的相关性,但其与前者的相关性好于后者,这与低渗砂岩储层规律相反。     

克拉通盆地致密气成藏地质特征与勘探目标优选——以鄂尔多斯盆地上古生界为例

鄂尔多斯盆地上古生界致密砂岩气为我国目前储量规模最大、产量最高的致密砂岩气藏。气藏大面积、低丰度分布,有利勘探优选困难。通过构造、沉积、地温场等盆地特征和致密气成藏主控因素分析,阐明了鄂尔多斯盆地上古生界致密气成藏地质特征和成藏模式,优选了有利勘探目标。研究认为:克拉通盆地沉积基底平缓、构造稳定、地温梯度较低等盆地属性是决定鄂尔多斯盆地上古生界致密砂岩气生、储、盖大面积叠合,储层先致密后成藏、天然气近距离运聚、大面积低丰度分布的根本原因;致密砂岩天然气差异充注,相对优质储层含气饱和度高。粗粒高石英含量砂岩储层粒度粗、刚性碎屑含量高,压实作用相对稍弱、溶蚀作用相对较强,喉道整体较粗、孔喉连通性好,应力敏感性和水锁伤害相对较弱,储层改造效果好,既是储集物性"甜点"也是储层改造的工程"甜点"。当前储层改造技术水平下相对优质储层分布区的预测是研究区致密气有利勘探开发目标评价的工作核心;由富石英物源控制的石英砂岩区、同物源背景下的强水动力沉积微相区、河道长期稳定发育箱形砂体结构的主河道区等是不同层次的有利勘探目标。     

柴北缘冷湖-冷东地区路乐河组致密砂岩储层低产原因分析

柴北缘冷湖-冷东地区路乐河组E1+2段为该区天然气勘探主要目的层,属致密砂岩储层,其地质构造复杂,认识程度不深,储层自然产能低或无自然产能,不经过压裂改造,难以获得经济开发效益,又因其气层孔隙喉道小、部分储层压力系数低,储层改造出现了"井井显示,井井不流"的问题。因此,本文主要在地质评估基础上,结合室内实验手段对该区致密砂岩储层进行了深入研究来分析单井的低产原因,为后期开展柴北缘致密砂岩气藏的压裂增产改造技术研究,形成有针对性的压裂工艺技术,优选低伤害、高效压裂液体系,形成有效的低渗、低压储层压裂工艺,最终达到提高改造效果提供有效的技术保障。     

川西地区侏罗系致密砂岩储层孔喉特征对渗流能力的影响

针对川西地区侏罗系致密砂岩气藏储层,通过物性分析、铸体薄片、扫描电镜和恒速压汞等实验分析,对储层微观孔喉特征进行研究。分析发现在评价低渗储层渗流特征时,储层渗透率与孔隙度、喉道半径的相关性不高,但渗透率与恒速压汞得到的孔喉比值具有较好相关关系。研究认为,受岩石学特征和储层成岩作用的控制,川西侏罗系致密砂岩低渗储层的孔隙、喉道类型多样,孔喉结构复杂,储层渗透性受喉道与孔隙的匹配控制。孔喉比值不仅反映了储层喉道、孔隙特征,还能表征孔隙与喉道匹配的均匀程度。储层孔喉比值较小,表明孔隙和喉道匹配均匀程度高,储层的渗透性较好。反之,储层孔喉比值较大,表明孔隙和喉道匹配均匀程度差,储层的渗透性较差。因此,对于孔喉结构复杂的低渗致密砂岩储层,孔喉比值能较好地反映储层的渗流能力。开展孔隙、喉道及孔隙和喉道匹配关系综合分析,能够更好地分析致密砂岩低渗储层渗流能力。     

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孔隙结构研究是气藏精细描述、储层综合评价的重要内容，文章采用铸体薄片、扫描电镜、铸体图像分析、高压压汞和恒速压汞等多种技术手段，对苏里格气田的盒8段储层的微观孔隙结构进行了深入的分析和研究。苏里格气田盒8段储层储集空间主要有粒间孔+微孔+溶孔型、溶孔+微孔+粒间孔型、溶孔+微孔型、微孔型等四种组合形式，溶孔+微孔+粒间孔型、溶孔+微孔型两种类型最为常见；孔喉半径峰值分布在0.04～2.34 μm的范围内，连续相饱和度介于12.36％～36.77％，孔喉连通性较差。总体上看，盒8气藏主渗流喉道半径偏小，气体启动压差较大，气井一般需要进行改造方可获得较高产能；孔隙结构具有“大孔隙、小喉道、微裂缝不发育、孔喉连通性差”的特点，这种孔隙结构在开发过程中具有潜在的水锁伤害。     

鄂尔多斯盆地苏里格气田苏6区块盒8段致密砂岩储层微观孔隙结构特征及其意义

应用铸体薄片、扫描电镜、三维CT扫描、高压压汞和恒速压汞等方法,对苏里格气田苏6区块盒8段致密砂岩储层的微观孔隙结构特征进行定量表征,探讨孔隙结构差异性成因,进而优选出反映致密砂岩微观孔隙结构特征的储层评价参数。结果表明:储层孔隙类型主要为(颗粒、胶结物)溶孔、黏土矿物晶间孔及少量残余粒间孔;不同渗透率的储层孔隙半径差别不明显,但喉道半径分布差异较大,储层越致密,喉道半径分布范围越小、小喉道所占比例越高,喉道占有效储集空间的比例也越高;中粗粒岩屑石英砂岩和中粗粒岩屑砂岩结构成熟度高、原始孔隙度高、溶蚀作用强烈,溶蚀孔隙所占比高,形成的半径大于1μm的孔喉含量显著增加;细粒(长石)岩屑砂岩分选差、原始孔隙度低,溶蚀作用弱,孔隙类型主要为黏土矿物晶间孔,形成的孔喉主要为半径小于1μm的孔喉;主流喉道半径对储层渗流能力起主要控制作用,并且可以很好地反映储层的孔喉分布、有效储集空间及非均质性等微观孔隙结构特征,应当作为致密砂岩储层重要的储层评价参数。     

致密砂岩气藏启动压差与可动水变化规律实验研究

长庆苏里格致密砂岩气藏储层岩石渗透率低、含气丰度低、含水饱和度高,受致密储层岩石孔隙喉道细小和孔隙喉道处所形成的连续水化膜的影响,气体的有效渗流空间会明显减少,引起孔隙中气、水赖以流动的通道变窄,储层中出现水锁、贾敏现象严重,从而降低了气体的有效渗透率,严重影响致密气藏产能。影响因素主要包括致密气藏储层岩石可动水饱和度、约束束缚水饱和度、启动压力梯度和气体滑脱效应等。以长庆苏东地区致密储层P1s、P2h岩心为例,运用可精确计量气水流动过程中微量流量的致密储层岩心渗流物理模拟实验研究方法,探索了致密气藏储层岩石可动水饱和度、约束束缚水饱和度、启动压力梯度和气体滑脱效应等特殊物理性质变化特征,为深入研究致密砂岩气藏复杂的气水两相流渗流特征及储层产能评价奠定了理论基础。     

鄂尔多斯盆地延气2-延128井区盒8段气藏储层特征研究

利用铸体薄片、扫描电镜、物性分析、压汞测试等方法对鄂尔多斯盆地延气2-延128井区盒8段储层的沉积特征和物性特征进行了研究。结果表明:延气2-延128井区盒8段气藏储层主要为三角洲前缘砂体,含气有效砂体受沉积微相展布的显著控制,不受局部构造控制,属于岩性气藏。该储层岩性主要为中-粗粒石英砂岩和岩屑石英砂岩,孔隙度平均5.85%,渗透率平均为0.47×10-3μm2,属于特低孔-特低渗储层。储层储集空间以次生溶孔和晶间孔为主;喉道类型主要为孔隙缩小型喉道、缩颈型喉道以及片状或弯片状喉道,管束状喉道较为少见;孔隙结构分选中等,喉道分布略显粗歪度为主,排驱压力总体较高。     

致密砂岩储层微观孔隙结构特征——以鄂尔多斯盆地延长组长7储层为例

运用物性分析、扫描电镜、铸体薄片及恒速压汞等技术,对致密砂岩储层进行了微观孔隙结构定量分析。研究结果表明：鄂尔多斯盆地长7油层组为典型的致密砂岩储层,渗透率小于0.3mD,孔隙类型以次生溶孔为主,平均孔隙半径为162μm,与渗透率无相关性;平均喉道半径为0.33μm,与渗透率具有很好的正相关性,是影响渗透率的主要因素;孔喉半径比大,平均为602,大孔隙被小喉道所控制,从而造成储层非均质性强、渗流能力差。致密砂岩储层的规模开发需采用先进的储层改造工艺,充分扩大喉道半径,降低孔喉比,提高储层渗流能力,这样才能取得更好的开发效果。     

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.     

基于孔隙结构分形特征的水锁损害预测新方法

水锁损害是致密砂岩气藏最主要的损害类型,损害一旦发生则难以完全解除,会严重影响气藏的发现、评价和开发,因此,对储层水锁损害程度进行准确的预测极为重要。运用泡压法测试得到了储层岩石的连通喉道对渗流能力的分布,反映了不同含水饱和度下的渗流特征;在此基础上,建立了包含多种水锁损害控制因素的孔隙分形维数计算方法;最终建立起了基于孔隙结构分形特征的水锁损害预测模型,便可容易地计算不同含水饱和度下的渗透率损害率。应用该模型对四川盆地西部上三叠统须家河组岩心的水锁损害进行了预测,结果显示：对于该类储层,只要保证直径大于1 μm的喉道连通,返排压差高于0.3 MPa,就能保证水锁损害率低于30%。由此表明新方法能够更准确地反映水锁损害程度。     

苏西致密砂岩气藏产水机理与渗流规律研究

苏里格西区低渗致密砂岩气藏具有高压、低产气、高产水的特点,区块自投入生产开发以来目前面临气井产水现象严重,大量生产井积液减产甚至停产的突出问题。本文通过研究目的层微观孔隙结构尺度下的储层产水机理,揭示致密砂岩气藏渗流规律,确定影响储层产水的主控因素,结合研究区储层静动态特征提出有效的生产开发对策。研究结果表明,苏西主产水型为自由水和可动束缚水,渗流规律由生产压差直接控制,区块开发应当保证控压与控水相结合的原则,尽量避免应力敏感性及水锁效应的发生。气井在投产时应合理配产,控制生产压差,防止由于生产压差过大束缚水转变为可动水、产水量增大的情况出现。     

致密砂岩气藏产水机理与开发对策

为认清致密砂岩气藏的渗流规律、揭示其储层产水机理、寻求有效的开发对策,开展了相关研究。结果表明,致密砂岩气藏储层渗流机理复杂,表现在:储层原始含水饱和度主要受储层微观孔隙结构特征的控制;在气水互封状态下,气体弹性膨胀推动部分束缚水转化为可动水,可动水饱和度能有效表征储层水相可动性;储层水相对气相渗流能力影响显著,含水条件下气体渗流存在闽压梯度,其主要受储层物性与含水饱和度的控制,阚压效应导致单井控制范围减小,储量动用程度降低;气、水两相渗流能力受压力梯度的影响。进而基于对致密砂岩气藏产水机理和渗流机理的认识,提出了有针对性的开发对策:①在明确储层可动水饱和度的基础上,评价储层产水风险,优选井位及开发层位,降低气井产水风险,提高单井产能;②采用压裂水平井开发,增加泄流面积,减小生产压差,延长无水或低水采气期;③合理配产,降低生产压差,预防或控制产水量;④强化排水采气,提高生产效果。上述技术措施为四川盆地中部上三叠统须家河组气藏和鄂尔多斯盆地苏里格气田低渗透致密砂岩气藏的有效开发提供了技术保障。     

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。     

鄂尔多斯盆地盒8段致密砂岩气储层微观特征及形成机理

鄂尔多斯盆地盒8段致密砂岩气是国内典型的致密气勘探领域,为了明确盒8段致密砂岩气储层微观特征及其形成机理,开展了相关研究。在钻井岩心观察的基础上,进行了铸体薄片、场发射扫描电镜、CT扫描及恒速压汞等多种实验,研究认为盒8段致密砂岩类型以石英砂岩、岩屑石英砂岩为主,总体特征表现为中—粗粒、分选中等,颗粒以棱角状、次棱角状为主,颗粒间以点、线接触为主,填隙物种类多样。储层储集空间类型主要包括残余粒间孔隙、溶蚀孔隙、微纳米孔隙及裂缝等,微纳米孔隙占储层孔隙90%以上;喉道类型包括缩颈型、弯曲片状及管束状等,孔喉特征总体表现为喉道细、连通性好—中等,平均喉道半径与渗透率的相关性最好。沉积作用和沉积组构控制了储层原始物性差异,辫状河心滩砂体和三角洲分流河道砂体物性比冲积扇扇中水道砂体物性好,后期经历的强压实作用是储层致密的主控因素,胶结作用加剧了对储层孔隙结构的破坏,而普遍、强烈的溶蚀作用在一定程度上改善了致密储层的储集性能。     

鄂尔多斯盆地东部上古生界致密砂岩超低含水饱和度气藏形成机理

鄂尔多斯盆地东部上古生界石盒子组8段、太原组致密砂岩气藏存在超低含水饱和度现象,研究该现象的形成机理,对制定合理的储层保护和压裂改造的技术措施、提高气藏单井产量等均具有重要的意义。为此,采用密闭取心岩样,借助气水相渗、核磁共振、流体包裹体测温等技术手段,分析了致密砂岩气藏的含水饱和度特征和天然气成藏特征。结果表明:①应用气水相渗、核磁共振2种实验技术方法所测定的束缚水饱和度均高于密闭取心测定的原始含水饱和度值,说明该区盒8段、太原组致密砂岩气藏普遍存在超低含水和度现象;②气藏形成过程中由于温度、压力增大,随着烃源岩在过成熟演化阶段干气的注入,天然气的携水能力不断增强,束缚水不断蒸发气化,并随着天然气的大规模运移及气藏后期的泄漏散失而带出储层,从而形成超低含水饱和度气藏。因此,针对超低含水饱和度储层吸水易形成永久性水锁的问题,制订了合理的水锁伤害预防与补救措施,以期有效提高储层气相渗透率和单井产量。     

致密砂岩气地质认识新进展

随着致密砂岩气勘探开发实践的不断深入,传统的地质认识暴露出很多局限性及与实际地质情况不相符的特性。在调研国内外致密砂岩气勘探开发历史经验的基础上,以鄂尔多斯盆地致密砂岩大气田勘探开发揭示的实际资料为依据,通过核磁共振及气水相渗分析、等温吸附实验、气藏地层压力恢复等研究,对传统的致密砂岩气地质特征认识进行了补充与完善。结果表明:致密砂岩气一般为多个压力系统气藏组成的大气田,这一特征决定了致密砂岩气勘探开发需要密井网,而不是常规气藏勘探开发的稀井网;致密砂岩气储层含水饱和度变化较大,具有超低含水饱和度特征,容易形成水锁伤害,在开发过程中必须做好储层伤害保护;致密砂岩气藏开发后期产水严重,如何"治水"是开发的关键问题;致密砂岩气储层中存在一定量的吸附气,这对于致密砂岩气储层含气特征及渗流规律描述、单井产能预测、资源量计算与储量评估都具有重要意义。