微裂缝—孔隙型碳酸盐岩气藏改建地下储气库的渗流规律

微裂缝—孔隙型碳酸盐岩气藏储层非均质性强,边底水选择性水侵,渗流规律复杂,为了提高地下储气库的建库效率,需要研究储层在改建地下储气库多周期强注强采过程中的多相流体渗流规律。在获取有代表性的裂缝发育碳酸盐岩岩心较为困难的条件下,通过对天然岩心进行剪切造缝和多轮次气水互驱实验,研究了地下储气库气水过渡带在注采过程中的多相渗流规律,分析了裂缝合气空间贡献率以及储气库含气空间动用效果。结果表明:裂缝模型的相渗曲线近似于"X"形,多次气水互驱后相渗曲线基本没有变化,基质岩心模型相渗曲线经多次气水互驱后气水两相共渗区间变窄,共渗点降低;微裂缝对储层含气空间贡献率较高,微裂缝发育储层的含气空间利用率保持在较高水平,徽裂缝不发育储层的含气空间利用率逐渐降低并趋向稳定。因此,在微裂缝—孔隙型碳酸盐岩气藏改建地下储气库过程中可以在徽裂缝不发育储层布置生产井,同时通过控制边底水运移范围降低注入气损失,从而提高地下储气库的建库效率。     

复杂底水型气藏储层发育控制因素及气水分布模式——以四川盆地龙岗礁滩型碳酸盐岩气藏为例

受沉积和成岩作用控制,礁滩型碳酸盐岩气藏储层非均质性严重,流体分布极为复杂,这一类型气藏整体表现为分散底水型特征。以龙岗礁滩型碳酸盐岩气藏为例,研究储层发育控制因素、气水分布规律及生产特征。储层研究结果表明,礁滩型碳酸盐岩气藏储层受沉积、白云石化、岩溶和裂缝控制,有利沉积相带是储层发育的物质基础,白云石化作用是储层形成的有利因素,岩溶作用是优质储层形成的关键所在,裂缝能有效增加储层渗透性。动静态资料综合分析龙岗气田气水分布类型主要有薄层状边水型、厚层块状底水型和层状纯气型。不同类型气水分布特点和富集规律受构造、储渗体形态、储渗体物性、裂缝和储渗体上倾方向致密层遮挡以及气源充足程度控制。不同流体分布模式气井具有不同的生产特征,根据这些特征制定有针对性的开发技术政策,可有效提高气藏开发效果。     

裂缝气藏水侵机理及对开发影响实验研究

针对裂缝—孔隙型气藏水侵规律及影响气藏采出程度机理的认识难题,采用物理模拟实验技术,开展了贯通水平裂缝条件下的水侵规律实验、储层基质渗吸水实验以及储层基质渗吸水后对储层供气机理的影响实验,明确了储层基质水侵与裂缝水侵的区别,认识了裂缝—孔隙型边底水气藏水侵规律及其对气藏产能以及采收率的影响机理,即裂缝水侵过程中边底水会沿裂缝快速突进、同时储层基质会渗吸水、基质渗吸水后减少气相渗流通道,从而增加储层基质气相渗流阻力,降低气藏稳产能力和最终采出程度,该项机理认识揭示了裂缝气藏水侵后导致气井产量、最终采出程度大幅度下降的主要原因。在上述机理认识基础上,进一步研究了贯通裂缝水侵前沿推进速度与储层物性、水体大小的关系,分类测试了不同渗透率储层基质渗吸水的能力,模拟评价了不同渗吸水方式和渗吸水量对气藏储层稳产能力和最终采出程度的影响,研究成果可以为我国塔里木盆地迪那气田、克深气田以及四川盆地磨溪龙王庙气藏科学开发提供技术支持。     

塔里木盆地塔中地区碳酸盐岩不同储层的递减率分析

塔里木盆地塔中Ⅰ号气田奥陶系是以裂缝、溶洞发育为主的碳酸盐岩凝析气藏,储层类型可分为裂缝—孔洞型、洞穴型、孔洞型和裂缝型,地质研究和生产动态特征表明气藏储层存在强烈的非均质性,气水关系复杂,部分试采井受地层产水影响严重,不同储层类型气井生产特征表现出极大差异。这就需要一定的研究工作,找出不同储层类型的递减规律,以便对油气井以后的油气生产作出预测和规划,提高油气井开发的经济效益。     

缝洞型碳酸盐岩储层产能方程及其影响因素分析

缝洞型碳酸盐岩气藏储层基质孔隙度、渗透率低,孔洞缝发育,非均质性严重,渗流规律复杂,气体流态特征及其关键影响因素是建立合理有效的缝洞型碳酸盐岩气藏气体渗流模型的重要基础。为此,开展了基岩孔隙型、裂缝型、溶蚀孔洞型3种不同储层特征岩样的渗流特征与应力敏感物理模拟实验,得到了不同储层特征岩样对应的流态特征与应力敏感特征;通过研究其影响程度,获取了碳酸盐岩储层应力敏感模型和高速非达西渗流系数模型,最终建立起了考虑应力敏感与高速非达西系数的二项式气体渗流模型和产能方程。数值计算结果表明:①碳酸盐岩气藏产能计算时孔隙型储层若只考虑应力敏感,由此引起的产能损失幅度在30%左右;②溶蚀孔洞型储层若只考虑高速非达西效应,由此引起的产能损失幅度在20%左右;③裂缝型储层需要综合考虑应力敏感和高速非达西效应,两者共同作用导致的产能损失在40%左右。上述规律性认识对生产实践具有重要的指导意义。     

三重介质底水气藏非稳态水侵规律研究

裂缝水窜是三重介质底水气藏主要的水侵特征,水侵规律受储层特征、水体大小及生产压差影响显著。通过将气藏简化为"上气下水"的圆柱形物理模型,并将底水侵入气藏的过程抽象为溶洞系统和基岩系统中的地层水向裂缝系统窜流,沿裂缝系统经气水界面侵入气层,建立了底水非稳态水侵渗流数学模型,采用分离变量法、贝塞尔函数及拉普拉斯变换等现代数学分析方法对模型进行求解,求取了该模型裂缝系统压力的精确解,并利用加权平均法获得了气水界面处的平均压力。在此基础上,运用Duhamel原理建立了气水界面处水侵速度和气藏累计水侵量的计算方法。通过数值反演得到了三重介质底水气藏非稳态水侵典型曲线,将非稳态水侵过程划分成"裂缝系统早期线性流、裂缝系统径向流、溶洞系统向裂缝系统窜流、缝—洞系统径向流、基质系统向裂缝系统窜流及孔—缝—洞系统径向流"6个阶段,分析了水体大小、储层物性、裂缝系统水平渗透率和垂直渗透率之比及生产工作制度对非稳态水侵规律的影响,研究方法和结果对合理分析三重介质底水气藏水侵动态特征及优化气藏治水开发方案具有一定的指导意义。     

温度对多类型超深层碳酸盐岩气藏渗流能力的影响

超深层碳酸盐岩气藏埋藏深、温度高,高温对多类型储层渗流能力的变化规律尚不明确。选取高石梯—磨溪区块灯四段气藏储层岩心,通过测定升温和降温过程中岩样的气体单相渗透率和不同温度下的气水界面张力及气水两相相对渗透率,得到温度对多类型超深层碳酸盐岩气藏渗流能力的影响规律。研究结果表明：在20~120 ℃范围内,随温度改变,不同类型储层岩样气体单相渗流能力均呈幂函数变化,升温过程中气相渗透率下降受气体黏度升高、白云石晶体膨胀及岩石颗粒脆化后运移的共同影响,一次升温和降温后,缝洞型岩样由于微裂缝发育渗透率不可逆程度最高为82.52%,孔隙型岩样由于小孔喉发育次之为27.63%,孔洞型岩样最低为9.46%,缝洞型岩样为温敏型岩样,孔隙型和孔洞型岩样为耐温型岩样,多类型气藏的温度上限集中在44~50 ℃附近;温度升高主要通过降低水气黏度比来提高气驱水效率和气水两相渗流能力,地层温度下的水气黏度约为常温条件下的1/3,高温条件下多类型储层的气水相渗曲线更能代表实际地层的两相渗流特征。温度对多类型超深层碳酸盐岩气藏渗流能力的影响规律可为此类气藏的高效开发提供理论依据。     

基于孔隙旋回建模单元的碳酸盐岩储层建模研究

储层建模涉及到多种技术,任何一项技术的改进都会对模型精度产生影响。碳酸盐岩储层在形成过程中经历成岩、构造等作用,使储层变得复杂、非均质,但对于孔隙层、溶洞层由张开裂缝连通的似块状储渗体构架碳酸盐岩储层来说,孔隙层和溶洞层的分布具有规律性和旋回性。该文以四川盆地某气藏为例,提出基于孔隙度旋回作为建模单元建立碳酸盐岩储层基质地质模型,以达到提高储层模型精度的目的,即寻找孔隙度曲线上的变化规律,划分孔隙度旋回,然后以孔隙度旋回为建模单元,采用确定性建模和随机建模相结合的方法建立碳酸盐岩储层基质模型,有效地提高储层模型精度。     

数字岩心结合成像测井构建裂缝—孔洞型储层孔渗特征

针对碳酸盐岩气藏储层由于缝洞发育导致孔隙度、渗透率相关性差的问题,基于四川盆地安岳气田高石梯—磨溪区块裂缝—孔洞型储层岩心的CT扫描图像和储层段的成像测井资料,通过重构岩心内部的三维结构,提取岩心中缝洞结构参数,划分缝洞模式,开展数字岩心流动模拟和渗透率计算,认识不同孔隙度区间渗透率的分布规律,描述裂缝—孔洞型储层的孔渗特征。研究结果表明:(1)碳酸盐岩岩心中毫米—厘米级小型溶洞是主要的储集空间,占孔隙体积的68%,开度介于0.1~0.6 mm的扁平状小裂缝在局部构成缝网,缝洞搭配形成优势渗流通道是提高岩心渗透率的关键;(2)结合成像测井资料,可将储层中缝洞发育模式划分为4种,在孔隙度大于3%的储层中,当面洞率大于10%或面缝率大于0.02%时,储层的渗透性能有显著提高。     

超深层气藏裂缝发育模式及水侵规律——以塔里木盆地克深2、9、8气藏为例

裂缝发育程度是塔里木盆地超深层气藏高产及水侵主控因素,但针对不同气藏间裂缝发育模式划分及不同模式下水侵规律研究较少。为此,以塔里木盆地超深层气藏典型代表克深2、9、8气藏为主要研究对象,基于野外露头、岩心观察、成像测井、泥浆漏失、试井解释、生产动态等资料,结合水侵物理模拟实验及气藏开发实践验证,系统研究了不同气藏裂缝发育模式及水侵规律。结果表明：(1)克深2、9、8气藏分别发育方向型、过渡型、缝网型3种裂缝模式,裂缝发育程度、分布均匀性、连续性逐渐增高;(2)克深2、9、8气藏主要发育EW向高角度构造裂缝,裂缝规模、有效性、物性、无阻流量、泥浆漏失量等裂缝定量表征静动态参数均值及其井间差异程度依次增高;(3)气水分布主要受裂缝发育模式控制,克深2、9、8气藏气水分异程度逐渐增高,分别对应厚气水过渡带、薄气水过渡带、正常气水分异3种气水分布模式;(4)裂缝发育模式决定水侵速度和采收率,方向型克深2气藏非均匀水侵速度快,物理模拟水驱气效率低,气藏最终采收率低,缝网型克深8气藏水侵规律反之,过渡型克深9气藏表现居中。研究成果可为气藏全生命周期控水开发提高采收率技术的形成提供理论模型和地质指导...     

磨溪龙王庙组碳酸盐岩储层多尺度离散裂缝建模技术及其应用

在以大斜度井和水平井为主要开发井型的缝洞型碳酸盐岩气藏中,要想获取裂缝在井点不同空间位置的产状较困难,裂缝精细描述存在不准确性,这些均影响了对气藏渗流通道的刻画,制约了边水气藏的科学、均衡开发。以磨溪龙王庙组碳酸盐岩储层为例,利用岩心照片、FMI成像测井、叠前地震各向异性裂缝预测和不连续性检测以及动态监测等资料,在大斜度井、水平井裂缝定性识别的基础上,定量表征了裂缝产状、开度、密度、孔隙度等参数,再结合所获取裂缝参数建立多尺度非结构化网格离散裂缝模型,明确了气藏高、低渗区域分布,优势水侵通道和水侵方式。结果表明：在磨溪龙王庙组气藏离散裂缝模型中,大尺度和中小尺度裂缝均较发育,高渗区呈连片状广泛分布;发育于气藏外围4个方向的9条边水水侵的高渗通道,表现为沿裂缝水窜型和沿溶蚀孔洞均匀推进型2种水侵方式。该方法及研究结果对同类特大型超压有水深层碳酸盐岩气藏裂缝精细描述、水侵优势通道刻画和水侵模式建立等理论和技术研究均具有借鉴意义。     

四川盆地大安寨段非常规储层的储集空间类型与评价

四川盆地下侏罗统自流井组大安寨段是储层较致密和勘探难度较大的层系。 以野外剖面及钻井岩 心描述、薄片鉴定和场发射扫描电镜分析为基础,结合岩相古地理、测井和孔渗等资料,研究了大安寨段 的储层特征,确定其为特低孔、特低渗裂缝-溶蚀孔、洞、缝型非常规储层,位于浅湖介壳滩与半深湖-深 湖过渡带的湖坡为有利储层的发育相带,储集空间由不同尺度的各类裂缝,溶蚀孔、洞、缝,粒缘孔（或 缝）、粒内孔和晶间孔等次生孔隙,以及泥页岩中的纳米-微米级有机质孔（或缝）和黏土矿物层间孔（或 缝）组成。 储层发育条件可归结为“层、相、位”三要素：“层”要素为区域分布较稳定的大二亚段,其厚度较 大,泥页岩中有机质与脆性矿物含量均较高和基质岩中纳米-微米级有机质孔与黏土矿物层间孔（或缝） 均较发育;“相”要素为黑色泥页岩与介壳灰岩不等厚互层组合的湖坡相带,该相带在成岩过程中因差异 压实作用往往可形成分布较密集的成岩压裂缝;“位”要素为多类型与多期次破裂作用和溶蚀作用追踪 叠加发育的部位,该部位是大安寨段致密储层中相对优质储层的分布位置,即大安寨段页岩气（油）非常 规储层勘探与开发的“甜点”位置。     

川东北元坝地区须三段钙屑砂砾岩储层特征及控制因素

四川盆地元坝地区须家河组三段多口井测试获得中-高产工业气流,具有良好勘探开发潜力,但其储层特征及控制因素不明确。利用岩心、薄片及分析化验资料对研究区储层岩石类型、储集空间、物性及发育控制因素进行综合研究。研究认为：储层岩石类型以钙屑砂岩和灰质砾岩为主,具有“石英、长石含量低,碳酸盐岩屑（碳酸盐砾）含量高”的特征。储集空间以粒间溶孔、粒内溶孔及裂缝为主,钙屑砂岩与灰质砾岩储层差异明显。钙屑砂岩为裂缝-孔隙型储层,而灰质砾岩为孔隙-裂缝型储层,物性总体较差,具有低孔、低渗的特征。储层发育主要受沉积微相、岩石类型、溶蚀作用及裂缝共同控制。有利沉积微相及岩石类型是优质储层发育的基础,溶蚀作用及裂缝是优质储层发育的关键。水下分流主河道中-粗粒钙屑砂岩为最有利岩相,高含量钙屑组分在后期溶蚀作用及裂缝改造下易形成优质储层。     

四川盆地龙王庙组气藏白云岩储层孔洞缝分布特征

四川盆地下寒武统龙王庙组气藏的储层岩性为白云岩,主要储集空间为溶蚀孔洞,微裂缝发育,非均质性极强,气藏的开发风险大,对其孔洞缝分布特征的研究是气藏开发方案编制的基础。为此,以MX13井岩心样品为研究对象,系统地测试了白云岩储层孔隙度、渗透率和密度,并进行了相关性分析。运用CT扫描与核磁共振技术研究了储层孔、洞、缝的分布特征与规律,进而综合分析了龙王庙组白云岩储层特征及其对储量评价和开发动态的影响。结果表明:龙王庙组白云岩储层克氏渗透率介于0.001~2mD,平均为0.32mD;孔隙度介于2%~10%,平均为4.62%,超过60%的储层孔隙度小于6%,其对应的渗透率一般也小于0.1mD,具有基岩孔渗低、非均质性强、孔洞缝发育的特征;中孔以上的储集空间达到了90%,储层既有较大的储集空间,又有一定的渗流能力。     

四川盆地海相页岩储层微裂缝类型及其对储层物性影响

为厘清地下页岩储层中微裂缝对页岩储层物性的影响，基于四川盆地涪陵页岩气田龙马溪组页岩岩心样品，以氩离子抛光-场发射扫描电镜观测、覆压孔、渗实验与CT扫描重构结合等手段为基础，利用图像拼接、图像灰度识别和阈值二值化分割技术，探讨裂缝类型及其对储渗的影响。结果显示：龙马溪组页岩样品中发育层理缝、贴粒缝、溶蚀缝、成岩收缩缝、异常压力缝及构造缝6种类型。在页岩储层中，微裂缝可以增加储层孔隙度，主要起增加储层导流能力的作用。微裂缝可以形成裂缝网络，连通页岩储层各个储集空间；贴粒缝是最主要纵向连通通道，页理缝是最主要横向连通通道，两者在空间上可以组合出最好的裂缝网络通道；贴粒缝本身可以组成以贴粒缝为主的微裂缝裂缝网络通道，溶蚀缝能在局部范围内组成裂缝网络，增加页岩储层连通性。有微裂缝样品渗透率均值是无微裂缝页岩样品渗透率均值的62.9倍，微裂缝对页岩储层渗透率具有很大影响。在地层条件下，页岩储层微裂缝在地下3 500 m以浅深度时，应为开启状态。考虑到页岩储层流体异常高压、沉积作用、构造作作用及其他岩石矿物特征，页岩微裂缝开启状态的深度可以适当增大。     

深层—超深层碳酸盐岩储层形成机理新进展

深层—超深层碳酸盐岩领域是否存在规模有效储层长期存在争议。随着一批规模大、产量高的深层—超深层碳酸盐岩油气藏的发现,结束了是否存在有效储层的争议,但深层—超深层优质规模性储层的形成、保持机理又成为新的关注焦点。通过对普光气田上二叠统长兴组和下三叠统飞仙关组深层优质碳酸盐岩储层进行研究,提出了沉积—成岩环境控制早期孔隙发育、构造—压力耦合控制裂缝与溶蚀、流体—岩石相互作用控制深部溶蚀与孔隙保存的"三元控储"成因模式。随着勘探的推进和研究的深入,相继在塔里木盆地和四川盆地又发现了一些新类型储层。研究结果表明,四川盆地雷口坡组微生物岩储层与早期沉积组构密切相关,与鲕滩、生物礁等高能环境控制的储层有一定差异;塔里木盆地顺北地区存在多期活动的走滑断裂,在其影响下形成了断控洞穴、裂缝及沿缝溶蚀的断控储集体,与裂缝-孔隙型储层差别明显;塔里木盆地顺南4井发现了一套以缝洞和石英晶间孔为主要储集空间的热液硅化碳酸盐岩储层,其成因与大气淡水、有机酸、TSR等已发现的成岩流体溶蚀作用无明显关系。这些新类型储层的成因机理与"三元控储"成因模式的核心思想契合,但其现象与经典实例存在一定差异。这些新发现拓展了"三元控储"成因模式的内涵。     

应用核磁共振技术研究页岩气储层可动流体

国内对页岩气储层特征及评价的工作开展得相对较少,在调研大量国内外文献的基础上,从常规储层研究思路入手,应用核磁共振技术对不同区块的34块页岩气储层岩样进行可动流体测试。研究结果表明:页岩气储层可动流体含量低,具有非均质性;可动流体百分数与气测孔隙度和渗透率具有一定相关性,且孔渗越大相关性越好;分析了裂缝微裂缝含量对可动流体百分数的影响,裂缝微裂缝含量大于2%时,与可动流体百分数具有较好相关性;可动流体百分数和裂缝微裂缝百分数可以表征页岩气储层物性特征,是评价页岩气储层渗流能力及开发潜力的一个重要物性参数。     

Integrated petrophysical log characterization for tight carbonate reservoir effectiveness: A case study from the Longgang area, Sichuan Basin, China

Ultra-low porosity and permeability, inhomogeneous fracture distribution, and complex storage space together make the effectiveness evaluation of tight carbonate reservoirs difficult. Aiming at the carbonate reservoirs of the Da＇anzhai Formation in the Longgang area of the Sichuan Basin, based on petrophysical experiments and logging response characteristics, we investigated the storage properties of matrix pores and the characteristics of fracture development to establish a method for the characterization of effectiveness of tight reservoirs. Mercury injection and nuclear magnetic resonance （NMR） experiments show that the conventional relationship between porosity and permeability cannot fully reflect the fluid flow behavior in tight matrix pores. Under reservoir conditions, the tight reservoirs still possess certain storage space and permeability, which are controlled by the characteristic structures of the matrix porosity. The degree of fracture development is crucial to the productivity and quality of tight reservoirs. By combining the fracture development similarity of the same type of reservoirs and the fracture development heterogeneity in the same block, a three-level classification method of fracture development was established on the basis of fracture porosity distribution and its cumulative features. According to the actual production data, based on the effectiveness analysis of the matrix pores and fast inversion of fracture parameters from dual laterolog data, we divided the effective reservoirs into three classes： Class I with developed fractures and pores, and high-intermediate productivity; Class II with moderately developed fractures and pores or of fractured type, and intermediate-low productivity; Class III with poorly developed fractures and matrix pores, and extremely low productivity. Accordingly log classification standards were set up. Production data shows that the classification of effective reservoirs is highly consistent with the reservoir productivity level, providing a new approach for the effectiveness evaluation of tight reservoirs.