应用产能模拟技术确定储层基质孔、渗下限

采用WS-2000全模拟岩心综合测试系统，在全模拟条件下研究了四川盆地和鄂尔多斯盆地碎屑岩油、气藏在弹性开采过程中，产量和模拟生产压差的关系，得到了日产气（油）量与储层岩石物性呈正相关关系，在模拟生产压差范围内，单井产量随生产压差增大而增大的认识；根据工业产油（气）井的产量标准，应用产能模拟资料确定：鄂尔多斯盆地P₁x₈储层孔隙度下限为5%，渗透率下限为0.4×10^-3μm²；四川盆地J₃p储层孔隙度下限为6.7%，渗透率下限为0.4×10^-3μm²，T₃x²产层孔隙度和渗透率下限分别为3.3%和0.045×10^-3μm²；J₂s油藏的孔隙度下限为2.7%，而渗透率下限则为0.24×10^-3μm²。其中除T₃x²气藏外，其余油气藏下限值均已被生产证实。     

致密砂岩气藏水相圈闭损害自然解除行为研究

致密砂岩气藏的高毛细管力及强水湿性使其易产生水相圈闭损害,影响气藏及时发现、准确评价及经济开发。目前消除水相圈闭的物理化学方法,由于可能诱发其他储层损害,应用尚受到限制。选取鄂尔多斯盆地渗透率小于0.1×10^-3μm²、介于(0.1~0.3)×10^-3μm²之间和大于0.3×10^-3μm²的致密砂岩岩样,利用氮气在恒定高压差与递增压差驱替原地有效应力下饱和模拟地层水岩样的实验,揭示致密砂岩水相自然返排行为。结果表明：随着时间增加,含水饱和度逐渐下降,渗透率越高,含水饱和度降低幅度越大,残余水饱和度越低;渗透率介于(0.1~0.3)×10^-3μm²之间的岩样,在前150h递增驱替比恒定高压差驱替含水饱和度降低慢,但水相返排率更高。分析表明,致密砂岩水相圈闭损害严重,孔隙结构、渗透率和压力梯度是影响水相返排的重要因素,孔喉非均质性强的储层宜采用递增压差驱替的方式;水相返排过程包括驱替和蒸发2个阶段,当气相在不同孔喉中形成渗流通道后,可适当提高压差加速水相蒸发。     

特低渗砂岩储层物性下限确定方法——以永进油田西山窑组储集层为例

准噶尔盆地永进油田西山窑组储集层孔隙度的分布范围在4%～6%之间,渗透率分布范围在0.01×10^-3～0.30×10^-3μm²之间,属典型的特低孔、特低渗储层。结合静态、动态资料及岩石物理实验,综合利用经验统计法、含油产状法、物性试油法、核磁共振法、最小流动孔喉半径法、驱替压力法等6种方法,确定了该储层有效物性下限孔隙度为6%、渗透率为0.08×10^-3μm²,为有效厚度划分及储量计算提供了依据。     

高含水低渗致密砂岩气藏储量动用动态物理模拟

气藏剩余压力分布能够直接反映其储量动用情况,采用长岩心多点测压实验装置,选择渗透率分布区间分别为(1.38~1.71)×10^-3μm²,(0.41~0.73)×10^-3μm²,(0.049~0.084)×10^-3μm²的多块砂岩岩心组合形成长度超过50cm的3组长岩心,模拟含水砂岩气藏衰竭开采。实验过程中实时记录气藏边界至气井不同位置处压力剖面变化,研究含水气藏储量动用特征。研究表明：致密砂岩储层产气特征、压力剖面形态、压降过程、废弃时剩余压力分布均与渗透率较高的储层(Ⅰ类)差异显著,明显受渗透率和含水饱和度控制。含水相同(约35%),生产至废弃条件时,Ⅰ类储层的压力剖面整体几乎降为0,而致密砂岩、剩余压力仍维持在原始压力的50%以上,且压力梯度大,表明含水气藏,渗透率越低储量动用越困难,动用均衡性越差;考虑含水,随含水饱和度增加,Ⅰ类储层压力剖面形态及下降过程变化不大;渗透率更低的储层(Ⅱ类)尤其是致密储层(Ⅲ类),其压力剖面形态变化极为显著,含水较高时,压力难以向外波及,储量难以有效动用,且非均衡性极强。     

塔里木盆地库车坳陷克深构造带克深8区块裂缝性低孔砂岩储层地质模型

塔里木盆地库车坳陷克拉苏冲断带克深地区是天然气勘探开发的重要阵地,储层埋深为6 000~8 000m,储层基质孔隙度均值为5.5%,基质渗透率均值为0.089×10^-3μm²,裂缝渗透率为（0.5～30）×10^-3μm²,地层储层总渗透率为（1～50）×10^-3μm²,储层性质总体为特低孔、特低渗—低渗。为揭示深层相对优质储层发育规律,以克深8区块深层白垩系巴什基奇克组为例,基于大量实验分析、露头储层模型及测井FMI成像资料,通过基质建模与裂缝建模相融合的方法,建立了裂缝—孔隙型双重介质储层地质模型。研究表明：克深8区块储层构造裂缝开度主要为25~150μm,其中构造核部裂缝开度一般为50~250μm,翼部裂缝开度<100μm;基质粒间孔半径主要为5~160μm,孔隙连通率平均为48%;孔隙喉道半径主要为0.01~1μm,其中产气层有效喉道半径>0.05μm,占比91%。储层基质孔隙度相对高值段主要分布于白垩系巴什基奇克组中部和上部,相对高渗透段主要集中于构造背斜高部位、东西向翼部、南北边界断裂带及内部次级断裂带。该地质模型及技术方法为克深8区块天然气高效勘探开发及克深气田60亿m产能建设提供重要依据。     

中美海相页岩气地质特征对比研究

通过中国海相页岩气详细研究和美国典型页岩气区带解剖,对比研究了中美页岩气地质特征的异同,这些研究对指导我国四川盆地海相页岩气的研究具有重要理论和实践意义。 ①美国Barnett页岩、Marcellus页岩和Haynesville页岩气区带的盆地类型为前陆盆地,中国四川早古生代盆地为克拉通。沉积环境均为深水陆棚,岩石类型以硅质和硅质钙质页岩为主,脆性矿物含量高。②Barnett页岩TOC值为3%~13%,平均为4.5%,Marcellus页岩TOC值为3%~12%,平均为4.0%,Haynesville页岩TOC值为0.5%~4%。四川盆地五峰组-龙马溪组和筇竹寺组页岩TOC值分别为1.5%~3%和2.5%~4.5%。③美国三大页岩成熟度适中,四川盆地海相页岩处于过成熟阶段。Barnett页岩、Marcellus页岩和Haynesville页岩R_O值分别为0.5%~2.1%、1.2%～3.5%和1.2%~3%。四川盆地筇竹寺组页岩R_O值一般为2.5%~4.5%,平均为3.5%,龙马溪组页岩R_O值为1.5%~3%。 ④Barnett页岩核心区厚度为30~180m,总孔隙度为4%~5%,基质渗透率小于1×10^-3μm²,Marcellus页岩厚度为 15～60m,孔隙度平均为10%,渗透率小于1×10^-3μm², Haynesville页岩厚度为70~100m,孔隙度为8%~9%,渗透率小于5×10^-3μm²,四川盆地五峰组-龙马溪组页岩厚度为25~120m,孔隙度为3%~10%,渗透率为(0.01~)×10^-3μm²,筇竹寺组页岩厚度为40~100m,孔隙度为0.1%~3%,渗透率为(0.01~42)×10^-3μm²。⑤Barnett页岩、Marcellus页岩和Haynesville页岩含气量分别为4.2~9.9m³/t、1.70～2.83m³/t和2.5~9m³/t。四川盆地五峰组-龙马溪组和筇竹寺组页岩含气量分别为1.7~4.5m³/t和0.55~1.2m³/t。中国海相页岩吸附气含量大于美国。⑥美国海相页岩埋深为1 220~3 990m,中国海相页岩埋深可高达5 000m,一般为1 500~4 000m;Barnett页岩和筇竹寺组页岩为正常地层压力,压力系数分别为0.99~1.01和1,Marcellus页岩,Haynesville页岩和五峰组-龙马溪组为异常高压,地层压力系数分别为0.9~1.4、1.61~2.07和1~2.3。⑦除四川盆地筇竹寺组页岩外,其他4套页岩均具有良好封盖层,有利于天然气保存。⑧美国地表条件更有利,多以平原为主,而四川多为丘陵。 ⑨四川盆地五峰组-龙马溪组页岩气地质资源量为17.5×10¹²m³,技术可采资源量为1.77×10¹²m³,筇竹寺组页岩气地质资源量为8.86×10¹²m³,技术可采资源量为0.886×10¹²m³。     

海上稠油多元热流体吞吐周期产能预测模型

针对海上稠油多元热流体多轮次吞吐开发周期产能预测难度大的问题,基于渤海油田南堡35-2油田水平井多元热流体吞吐典型井油藏数值模拟模型,利用拉丁超立方实验得到周期产油量影响因素样本集,采用1stopt回归方法建立了多元热流体吞吐多轮次周期产能预测数学模型。模型适用范围：原油黏度为150～1000mPa·s,油层厚度为3～18m,水平井水平段长度为100～300m,油藏渗透率为2000×10^-3～10000×10^-3μm²,注入强度为10～26m³/m,注入热水温度为200～300℃。南堡35-2油田已实施井组预测结果与实际产量相对平均误差为2.89%,达到工程应用精度要求。     

基于生产数据分析的沁水南部煤层渗透性研究

沁水盆地南部是我国煤层气勘探开发的最热点地区,在我国率先实现了煤层气开发的商业化。煤层气开发的主要目标为3号煤层和15号煤层,单井产气量一般在2 000～5 000 m³/d之间,注入/压降试井测试煤层渗透率多在1.0×10^-3μm²左右。在对不同区块煤层气井生产数据分析的基础上,借助历史拟合的方法对试井测试的煤层渗透率进行修正,修正后的煤层渗透率为（0.47~3.95）×10^-3μm²,是试井测试渗透率的6.76倍,修正后的渗透率与煤层气井产气量呈正相关关系。综合分析认为沁水盆地南部煤层渗透性优越,潘庄-端氏一带煤层渗透性最好。     

低渗透储层应力敏感性与产能物性下限

采用CMS-200型孔隙度、渗透率测定仪,对采自大庆长垣东部榆树林、朝阳沟、头台等油田油层的16个岩芯样品进行实验,为了观察油田开发过程中低渗透储层的应力敏感性,选择了初始压力(原始地层压力)和最大围压(最大上覆岩压),并考虑油田注水开发的长期性及岩石本身的流变特性,在实验中适当延长了模拟压力恢复阶段的时间。实验结果表明,低渗透油田储层对应力的变化比较敏感,渗透率降低幅度较大。但随注水时间的延长,渗透率有不同程度的恢复,且恢复程度与渗透率大小有关:初始渗透率高,恢复程度大;初始渗透率低,恢复程度也低。特别是渗透率小于1.0×10^-3μm²的储层对应力的变化非常敏感,由此所产生的流固耦合现象也十分明显。因此可将渗透率小于1.0×10^-3μm²定为储层应力敏感性的界限。从油田开发角度来看,流固耦合作用的弊大于利,因此开采低渗透储层要尽可能保持地层压力开采,以清除流固耦合的影响。建议在制定储层产能界限时除考虑油层改造及开发技术进步的因素外,也必须考虑流固耦合作用的影响。经过综合分析,指出了大庆长垣东部油田储层的流固耦合作用的影响,并初步将本区的产能界限定为渗透率下限≥1.0×10^-3μm²,供油田开发决策参考。     

薄层特超稠油油藏SAGD开发适应性评价

针对春晖油田哈浅1块油层厚度薄、原油黏度大的特点,开展室内物理模拟实验,研究了薄层特超稠油SAGD开发生产特征以及开发效果评价。在实验拟合基础上,基于数值模拟和经济评价,研究了油藏参数对SAGD开发效果的影响,并确定了SAGD开发的油藏参数界限。研究结果表明：薄层特超稠油油藏SAGD开发的主要采油阶段为蒸汽腔横向扩展阶段;实验最终采收率为39.7%,累计油汽比为0.199;在国际油价2604元/t下,当油藏有效厚度大于15m,原油黏度大于20×10⁴mPa·s,平面渗透率大于1000×10^-3μm²,垂向渗透率大于50×10^-3μm²时,采用SAGD开发具有较强的油藏适应性,能够取得较高的采收率和内部收益率,具有广阔的应用前景。研究成果对目标区块开展SAGD先导试验具有指导意义。     

低渗气藏气体渗流滑脱效应影响研究

低渗透气藏储层致密、渗透率极低、以微孔道为主，当气体在低渗孔隙介质中低速渗流时，气体渗流的主要物理特征是具有“滑脱效应”。为此，研究了具有滑脱效应的储层渗透率界限以及孔隙压力条件。通过对苏里格气田32块低渗岩心样品所进行的实验，探讨了低渗气藏天然气渗流规律。研究表明，当努森数介于0.1~1时，气体渗流不遵从克氏方程。实验结果还表明：克氏系数随储层渗透率的增大而减小，当储层渗透率大于0.1×10^-3μm²时，气体滑脱效应可以忽略不计；克氏系数随平均孔隙压力的增大而减小，当孔隙压力大于1.5 MPa时，气体滑脱效应也可以忽略不计。     

川东北PG构造三叠系飞仙关组台缘鲕滩储层特征

四川盆地东北部PG构造三叠系飞仙关组台缘鲕滩储层为一套残余砂屑、藻屑鲕粒白云岩和残余鲕粒白云岩。经白云石化和溶蚀作用，溶蚀孔、洞和裂缝十分发育。储层厚逾300 m，离油源近，具有良好的运移和保存条件。通过野外地质分析、镜下鉴定、岩心分析、水饱和度测定及压汞资料统计分析得知，储层孔隙度为0.5%~25.7%，平均为7.55%；渗透率为（0.011~3355.1）×10^-3μm²，平均为25.2×10^-3μm²，含水饱和度在1.4%~52.13%，平均为14%；毛细管压力曲线的排驱压力为0.08~25 MPa，饱和度中值压力为0.2~70 MPa，与同类碳酸盐岩相比，该段储层储渗性、孔隙结构好、含水饱和度低，该套台缘鲕滩厚度为300 m，是本区油气勘探的最有利目标。     

致密砂岩气藏井网加密优化

采用物理模拟实验与数学评价方法相结合,系统研究了井控范围从500 m逐步加密至100 m(相当于井距从1 000 m加密至200 m）过程中不同渗透率砂岩储层在不同含水饱和度条件时的储量采出程度,揭示了井网加密对提高储量采出程度作用,以采出程度提高5%~10%和大于10%为依据,建立井网加密可行性判识图表,为气藏井网部署和加密方案优化提供了参考依据。实验岩心常规空气渗透率分别为1.63×10^-3 μm²、0.58×10^-3 μm²、0.175×10^-3 μm²、0.063×10^-3 μm²,含水饱和度介于30.3%~71.1%之间。研究结果表明：渗透率为1.63×10^-3 μm²的储层,采出程度总体均较高,除了在含水饱和度高达69.9%时的采出程度与井控范围有关外,其余含水饱和度条件下,采出程度与井控范围关系不大,可以采用大井距开发;渗透率为0.58×10^-3 μm²的储层,采出程度与含水饱和度和井控范围关系密切,随含水饱和度降低、井控范围加密而增加;渗透率为0.175×10^-3 μm²的储层,采出程度受含水饱和度的影响十分显著,只有在含水饱和度≤52.3%时,井网加密优化可提高储量采出程度,当含水饱和度>52.3%时,储量采出程度均较低,一般≤10%,即使井控范围加密至100 m,也难以得到提高;渗透率为0.063×10^-3 μm²的储层,总体上采出程度非常低,即使含水饱和度仅有31.6%,井控范围加密至100 m,其采出程度最高也只有2.3%,因此,该类储层依靠井网加密难以得到有效动用。     

准噶尔盆地西北缘二叠系储层特征及分类

准噶尔盆地西北缘二叠系储层包括了砂砾岩、火山碎屑岩和火山岩两大类,总体上属于低-中孔渗储层,但孔隙度、渗透率的分布较为分散,显示了二叠系储层物性的非均质特征.碎屑岩储层中主要的储集空间为剩余粒间孔隙以及在此基础上扩大溶蚀的孔隙;火山岩储层中则以火山岩基质溶蚀孔为主,构造缝、溶蚀缝次之.次生溶蚀孔隙是形成高质量储层的重要组成部分.研究发现,次生孔隙发育带与地层沉积间断密切相关.通过对储层物性和孔隙结构等8个参数变量采用Q型因子分析后,确定了孔隙度下限为9%,碎屑岩储层的渗透率下限为0.2×10^-3μm²,火山岩储层的渗透率下限为0.2×10^-3μm².以此为标准可将二叠系碎屑岩储层和火山岩储层划分为类.     

沁水盆地煤岩储层单井产能影响因素

沁水盆地煤层气资源丰富，最新一轮的资源评价结果表明，该区埋深2 000 m以浅的煤层气地质资源量可达3.98×10¹² m³。中联煤层气有限责任公司、中国石油天然气集团公司、蓝焰公司等单位相继在盆地南部的潘庄、寺庄、樊庄等区块获得了煤层气产能；然而该盆地目前煤层气井年产能仍小于20×10⁸ m³，距煤层气大规模产能建设目标差距甚远。由于影响煤层气高产的因素较复杂，导致各井排水采气生产特征差异较大，稳产周期与产能也复杂多变。基于此，重点分析了煤层气井单井产能的主要影响因素。结果表明：盆地煤层气产量较高的井主要分布于煤层厚度大于5 m，含气量大于19 m³/t，含气饱和度高于70%，渗透率为1.0×10^-3 μm²左右，临界解吸压力大于1.8 MPa且地层水动力条件相对较弱的区域。     

苏里格地区上古生界有效储层的确定

苏里格地区上古生界蕴藏着丰富的天然气资源，但在纵向上各沉积地层中的天然气富集程度不同，其主要影响因素是储层特征的不同。文章对比研究了苏里格地区气藏和非气藏储层特征，发现二者之间存在明显差异。气藏储集砂岩形成于水动力条件较强的河流心滩沉积环境，沉积物较粗，经历了较弱的压实压溶作用和较强的溶蚀作用，储层平均孔隙度和渗透率较高；而非气藏沉积岩性较细，形成于水动力条件较弱的河流泛滥平原等沉积环境，经历了较强的压实压溶作用和较弱的溶蚀作用，储层平均孔隙度和渗透率较低。最后，确定了气藏有效储层的下限值，即孔隙度为5%，渗透率分别为0.15×10^-3μm²。     

川西坳陷洛带地区遂宁组气藏成藏模式

岩性油气藏是目前勘探的热点，近期在川西坳陷东坡洛带地区发现的上侏罗统遂宁组气藏就是岩性气藏。通过对洛带气田遂宁组气藏进行成藏综合分析认识到，气源来自下侏罗统和上三叠统，属于次生气藏；储层为致密砂岩储层，平均孔隙度4.74％，渗透率0.417×10^-3μm²；有利的储层微相是三角洲前缘水下分流河道、河口砂坝；大面积叠置分布的砂体是遂宁组规模成藏的储集空间；古斜坡促成了遂宁组天然气的汇聚；高产的关键是有利岩相带。洛带地区遂宁组气藏的发现，改变了川西遂宁组只能作为气藏区域性盖层的传统认识，引起了人们对其自身产能的重视。     

高含水致密砂岩气藏储层与水作用机理

我国多数气藏均具有高含水饱和度特征,储层与水作用机理的认识是指导气藏科学开发的一项重要依据。建立了一套长岩心物理模拟实验方法,分类选择储层基质岩心分别在不同含水条件下,采用湿气开展了气藏衰竭开采物理模拟实验研究,得出了衰竭开采过程中不同渗透率储层实验前后含水饱和度变化特征,发现一项重要的开发机理认识,即不同渗透率砂岩储层与水的相互作用机理差异明显:①水在Ⅰ类、Ⅱ类储层(>0.5×10^-3μm²)内具有较好的流动性,在生产过程中岩心含水饱和度会下降,水会随气体一起产出,说明这类储层即使本身含水饱和度较高或者有外来水时,水也不会在储层中过多滞留从而对气相渗流造成致命影响;②水在Ⅲ类、Ⅳ类储层(<0.5×10^-3μm²)中渗流能力差,如果气藏没有足够大的能量,这类储层岩心的细微孔喉则会对原始孔隙水产生束缚作用,对外来侵入水产生捕集作用,从而导致储层含水饱和度升高,影响气相渗流能力。这一开发机理认识对于指导高含水致密砂岩气藏制订合理工作制度和开发对策具有一定意义。     

三肇地区扶余和杨大城子油层储集层的成岩作用

三肇地区下白垩统扶余和杨大城子油层储集岩主要为具有较高杂基含量的岩屑长石细砂岩和长石岩屑细砂岩.孔隙度在1%～21.3%之间,平均10.9%.渗透率在0.01×10^-3～289×10^-3μm²之间,平均1.53×10^-3μm².主要的成岩作用有压实作用、胶结作用、溶蚀作用、交代作用等.压实作用使孔隙大大减少;根据结构、阴极发光特征、碳氧稳定同位素成分、主要元素和微量元素含量可以推测方解石胶结物形成于早成岩作用的还原条件下,方解石胶结物的沉淀使沉积物(岩)的孔隙减少;长石和中基性火山岩岩屑的溶蚀产生的孔隙约占现有孔隙的1/3;交代作用使大部分蒙皂石和高岭石已转变为伊利石和伊蒙混层,或绿泥石和绿蒙混层,对储集空间发育的影响不大.大部分储集岩的变化发生在早成岩作用阶段.     

沙门子地区深层白垩系清水河组气藏成藏研究

针对沙门子地区深层气藏成藏问题,运用钻井、测井、试油、分析化验等资料,对该区清水河组构造、沉积、储层和成藏模式进行研究。研究结果表明：清水河组气藏深浅断裂发育,匹配良好,储集体主要为三角洲前缘水下分流河道砂体,孔隙度为15.6%,渗透率为8.96×10^-3μm²,属于中-低孔、渗储层,气藏类型为构造-岩性气藏。气藏聚集和成藏的主控因素为靠近富烃凹陷、具有良好封盖条件、晚期成藏、良好输导体系和发育孔隙型储层。研究结果为该区有利目标区进一步勘探开发奠定了坚实的基础。