鄂尔多斯盆地中部地区致密砂岩储层敏感性及损害机理

致密砂岩储层因其具有低孔、低渗、黏土矿物多样以及孔隙结构复杂等特点,在勘探开发过程中比较容易造成严重的储层损害。以鄂尔多斯盆地中部地区M油田致密砂岩储层为研究对象,在岩石学特征、物性特征以及孔隙结构特征研究的基础上,开展了储层敏感性评价,并分析了敏感性损害的机理。结果表明:致密砂岩储层具有中等偏弱速敏、强水敏、强盐敏、弱—中等偏弱碱敏、无酸敏—弱酸敏以及强应力敏,敏感性损害的强弱程度依次为水敏、应力敏、盐敏、速敏、碱敏、酸敏;敏感性损害机理主要与黏土矿物组成和孔隙结构有关,其中伊/蒙混层和蒙脱石的含量较高是形成强水敏和强盐敏的最主要因素,高岭石的存在是引起速敏的主要因素,绿泥石的存在使部分岩样呈弱酸敏性,石英颗粒及铝硅酸盐矿物的溶蚀是造成碱敏的最主要原因,孔隙结构复杂、片状喉道易受力变形、黏土矿物的强度较弱以及有效应力改变是储层具有强应力敏的主要原因。研究结果可为目标区块及同类型致密砂岩储层的高效勘探开发提供参考。     

高尚堡油田致密砂岩储层敏感性评价

在高尚堡油田沙三2+3亚段Ⅴ油组致密砂岩油藏储层特征研究的基础上,结合储层敏感性流动实验分析,探讨了致密砂岩储层敏感性和敏感成因。结果表明,储层具有中等偏强盐敏–强盐敏、中等偏弱–中等偏强速敏、中等偏弱–中等偏强水敏、中等偏弱–中等偏强碱敏、弱–中等偏弱酸敏的特征;研究区优势储层以水下分流河道和河口坝砂体为主,储层的泥质含量高、层内非均值性强、渗透率低、孔隙结构复杂是造成储层敏感性强的主要原因;伊/蒙混层和高岭石的相对体积分数较高,进一步加强了储层的盐敏性、水敏性和速敏性。     

冷湖地区新生界致密砂岩储层敏感性研究

为了提高产能,减少柴达木盆地北缘冷湖地区油气开采过程中对砂岩储层造成的伤害,采用岩心流动实验,对该区致密储层的敏感性特征进行了研究,定量评价了储层敏感程度。实验结果表明:受岩石组成、黏土矿物、孔隙结构、成岩作用等因素影响,该区储层整体表现为较强的速敏性、水敏性和盐敏性,碱敏损害变化大,从无碱敏到强碱敏,弱酸敏性。此研究对该区的油气藏开发及油层保护具有一定的指导作用。     

我国致密性砂岩气藏储层敏感性评价方法

本文开展了敏感性评价的改进方法研究,整体上得到的结果更加符合实际,利于正确指导致密砂岩储层开发。     

致密砂岩油气储层压敏渗流特征实验

通过实验对安塞油田致密砂岩储层压敏渗流特征进行研究.运用室内实验和理论分析相结合的方法,通过敛密砂岩储层压力敏感性机理分析,将非达西渗流、岩石形变干有效应力的变化作为一个整体来研究压敏渗流持征,主要研究不同将围压下的孔渗关系及渗流曲线特征,实验研究表明在净围压小于某一值时,岩石形变特别是致密介质中裂隙的变化导敏了渗流曲线特征的不同.当有效压力较低时,渗流曲线为非直线;但当有效压力超过某一值时,渗流曲线却为一条直线.这种渗流特征与岩石裂隙形变有关,在致密砂岩油气藏储集层近井区范围内,除孔隙尺寸原因以外,岩石形变是导致压敏渗流非达西特征的主要原因.该结论为致密砂岩油藏启动压力研究开辟了一条新途径.     

鄂北低渗致密砂岩应力敏感性实验研究

分别按部颁标准和定内压变外压开展了鄂北低渗致密气田储层砂岩渗透率应力敏感性实验,并对其进行了应力敏感性评价.定围压变内压实验包含三个循环,每个循环是在孔隙流体压力不变或降低和增加围压下完成的.根据部颁标准测定的实验结果表明,渗透率随有效应力的变化幅度较大;由定内压变外压的实验结果表明,孔隙流体压力影响渗透率随围压的变化关系,内压较大时渗透率随围压的变化幅度很大.采用了4种方法对来自鄂北气田的岩样进行应力敏感性评价,四种评价方法得到的结果各不相同.部颁标准得到的敏感性最强,为极强应力敏感;基于本体有效应力评价方法得到的敏感性最弱,为弱应力敏感;基于Terzaghi有效应力和模拟地层条件的评价方法得到的结果都属于强应力敏感.与其他三种评价方法相比,模拟地层条件的评价方法是符合实际生产过程的,因此更具有参考价值.     

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。     

鄂尔多斯盆地大牛地气田致密砂岩储层三维岩石力学参数场研究

作为中国石化重要的天然气勘探开发基地之一,鄂尔多斯盆地大牛地气田上古生界致密砂岩气藏目前水平井压裂开采效果不理想。针对该气田上古生界致密砂岩储层岩石力学参数研究较为薄弱的现状,在对目的层岩心力学参数单轴/三轴压缩试验测试和纵横声波速度测试的基础上,首先建立了静态、动态弹性参数转换关系和纵横波速关系;在此基础上结合前人成果构建了岩石力学参数单井计算模型;并进一步运用测井资料和三维地震层速度资料确定了目的层力学参数场特征。结果表明,该区上古生界致密砂岩储层内聚力在2～10MPa之间,内摩擦角在30°～42°之间,抗张强度多数集中在5～15MPa之间,抗压强度多数集中在150～250MPa之间。太2段-盒1段弹性模量大部分在15～40GPa之间,泊松比在0.22～0.27之间,横向上每一层岩石弹性参数都存在明显的非均一性,垂向上随深度增加岩石力学参数呈变大趋势。该研究成果一方面可为该区地应力场模拟、气田钻完井设计及目的层压裂改造施工提供基础力学参数,同时研究中确定的动静态岩石力学参数转换、纵横波速等定量关系可为邻近地区相关研究提供参考或借鉴。     

西加盆地B气田致密砂岩储层应力敏感评价

描述致密砂岩储层渗透率应力敏感有多种经验公式,根据岩心类型的不同,对各经验公式的应用尚存在争议。依据基质孔隙和裂缝尺度不同,将研究区储层介质划分为"微小孔+裂缝"模型和"中大孔+裂缝"模型2种类型,结合应力敏感实验对经验公式进行验证。实验结果表明,"微小孔+裂缝"模型储层的渗透率随有效应力变化符合幂律式,"中大孔+裂缝"模型符合指数式。Walsh模型的回归结果表明,"微小孔+裂缝"模型拟合结果较好,说明该类储层裂缝对渗透率的贡献起绝对支配作用,渗透率随有效应力变化符合幂律式。     

关于砂岩气藏储层应力敏感性研究与探讨

为了研究砂岩气藏开发过程中岩石应力敏感性特征及其对生产指标的影响,结合常规钻井取心过程中岩石应力变化过程以及气藏衰竭开采过程孔隙压力下降特征,建立了砂岩气藏储层岩石受力物理模型,分析了气藏开发过程中储层岩石应力“时、空”变化特征,测试了苏里格、须家河等气田储层岩石渗透率应力敏感性;再结合典型低渗致密砂岩气藏储层物性及地质特征,选取不同渗透率岩心进行组合,建立了气藏开发物理模拟实验流程和方法,开展了气藏衰竭开采模拟实验,研究了储层岩石应力敏感性对气井稳产能力、产量递减特征、储量动用速度及采出程度等气藏开发指标的影响,取得了一些新认识,对砂岩气藏科学开发具有一定指导意义.     

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岩石组分和裂缝是影响致密砂岩气藏损害程度的重要因素，研究岩石组分和裂缝对致密砂岩气藏应力敏感性影响能够为钻井、完井作业及开发致密砂岩气藏中的储层保护提供基础参数。文章以鄂尔多斯盆地北部上古生界致密砂岩气藏盒1段、山1段及太原组三个层位为研究对象，选取基块及裂缝岩样进行应力敏感性实验，采用应力敏感性系数S_s对实验结果进行评价。不同层位基块岩样对比显示岩屑含量越高其应力敏感性越强，同一层位基块岩样与裂缝岩样的应力敏感性系数对比表明裂缝的存在大大增加了致密砂岩储层应力敏感性。     

致密油气储层泥浆损害实验研究

本文概述了致密油气储层泥浆损害模拟试验的装置和实验结果。实验研究表明,泥浆滤液浸入储层的深度随泥浆浸泡时间变化成抛物线关系。由此得到了滤液浸入储层深度的计算公式;从而预测泥浆滤液浸入深度,计算表皮系数和产能比,为减轻和解除储层损害提供科学依据。     

致密砂岩气藏超低含水饱和度形成地质过程及实验模拟研究

对致密砂岩气藏含水饱和度的认识直接影响气藏储量评价及开发决策。密闭取心和测井解释表明鄂尔多斯盆地北部上古生界致密砂岩气藏存在超低含水饱和度现象,气藏初始含水饱和度值范围低于束缚水饱和度范围。认为致密砂岩气藏超低含水饱和度形成于其独特的成藏过程,成藏过程中的生烃排液作用对超低含水饱和度的形成具有决定性影响,并通过室内对比实验作了验证。泥岩盖层的封隔作用、致密砂岩气藏气水过渡带内相对渗透率变化及持续生烃增压作用使得致密砂岩气藏超低含水饱和度最终得以保存     

川西坳陷中部现今地应力纵向分布规律研究及应用

川西新场和洛带气藏储产层是典型的低渗透致密砂岩，气藏开发绝大多数要经过压裂改造才具有工业产能，而认识该区应力场纵向分布规律对正确选择压裂层位有着重要的指导意义。文章利用测井资料和水力压裂资料计算现今地应力值，通过相关分析建立校正关系式，对测井计算值进行校正。计算结果的统计分析表明，水平主应力随地层深度加深而增加的趋势减小，垂直应力增加趋势加大，上层蓬莱镇组偏应力值大而下层沙溪庙组值小，导致破裂压力由上至下逐渐增大而压裂施工变难。通过计算临界井深得到本区应力关系在约250 m和1100 m发生转变，这种应力状态的改变可以导致压裂缝延伸方向转变，从而影响压后增产效果。综合分析单井应力分层剖面特点和应力纵向分布规律以及已进行压裂施工井的压后效果，提出了适合本区的压裂选层标准，并为相邻区块的勘探开发提供了参考依据。     

考虑储层初始有效应力的岩石应力敏感性分析

在原始地层条件下,储层要承受上覆岩层压力和侧限压力、孔隙压力等的共同影响,这些压力等效成初始有效压力(应力)。在考虑初始有效压力情况下对岩石的应力敏感性的分析表明,储层的物性参数(如孔隙度和渗透率等)仍然随着有效压力的增加而逐渐降低,并满足负指数衰减规律。与不考虑初始有效应力相比,渗透率的降低幅度要小一些,即岩石的应力敏感性要弱一些,但更符合实际地层情况下渗透率的变化规律,因此对指导实际生产更具现实意义。     

气藏含束缚水储层岩石应力敏感性实验研究

实验研究表明,不管是干燥岩石还是含束缚水岩石,低渗透砂岩储层的应力敏感性是客观存在的,而且这种应力敏感性对储层渗透率造成的伤害不可忽视。随着有效压力的升高,渗透率是逐渐降低的,并且在有效压力升高的早期降低的幅度最明显,在后期则趋于平缓。而在有效压力恢复过程中,渗透率不能恢复到原来大小,即应力敏感对渗透率的伤害具有永久性。通过干燥样品与含束缚水样品的对照实验数据及分析表明,含束缚水样品的应力敏感性更明显,即应力造成含束缚水样品的渗透率降低幅度更大、伤害程度更大。     

大庆深层火山岩储层应力敏感性研究

大庆火山岩气藏储层埋藏深,岩石类型复杂,储集空间复杂多样且较为致密、物性差,属于低孔低渗储层。为了研究气藏开发过程中的储层物性变化规律,对大庆火山岩进行了应力敏感性实验和岩石力学实验分析,结果表明：大庆火山岩硬度大,抗压强度高,应力敏感性不强,当有效压力从5 MPa增大到60 MPa时,孔隙度下降率小于5％(相对值);渗透率的变化较为复杂,孔隙型火山岩下降率较低,约为10％～20％,裂缝型火山岩在低压段受压后裂缝产生闭合,渗透率下降较快,高压段下降速率减缓,总的下降率约为40％～60％。对某一气藏的计算表明,当气藏由原始地层压力衰竭开采至后期低压时,储层的渗透率总体上下降不大,孔隙型储层仅下降约3.5％,裂缝型储层下降约17.1％。     

潍北凹陷致密气藏的成藏条件研究

潍北凹陷的区域地质和石油地质研究结果表明,潍北凹陷具备了形成致密气藏的构造、沉积、烃源岩、储层、盖层和圈闭条件,其中最有利的地区和层系为北部洼陷带埋深大于3000m的孔店组二段砂岩。通过对大地构造背景和石油地质条件相似的潍北凹陷和东濮凹陷对比研究发现,这两个凹陷的致密气藏形成条件存在着差异,这些差异主要表现在烃源岩、储层和盖层条件上,其中东濮凹陷致密气藏的形成条件明显优于潍北凹陷。     

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。