国外致密砂岩气藏储层研究现状和发展趋势

致密砂岩气藏具有低孔渗、连通性差的特点,储层评价研究水平是有效开发该类气藏的关键因素.美国和加拿大致密砂岩气藏勘探和开发程度最高,在致密储层评价研究方面积累了大量的经验.致密砂岩气藏主要指发现于盆地中心或者是连续分布的大面积天然气藏,也有观点认为大多数的致密气藏是位于常规构造、地层或复合圈闭中的低渗储层中,通常被称为"甜点".国外致密气藏描述、评价和评估主要依赖于岩石学、测井和试井三种手段.未来致密砂岩气藏储层评价描述水平的提高主要基于两个方面:一是为了准确地评估和开发致密气藏,需要从岩心、测井和钻(录)井以及试井分析中获取更多的基础数据;二是使致密储层描述向高精度发展,进一步研究气藏砂体展布和含气富集带,包括透镜体砂岩大小、形状、方向和分布的确定,储层物性在空间分布的定量描述,低渗、特低渗岩心物性测定技术.     

鄂尔多斯盆地北部致密砂岩气藏应力敏感性实验评价

鄂尔多斯盆地北部致密砂岩气藏具有低孔、低渗、低压的特点，气藏准确评价及经济开发难度较大。以气层原地有效应力点为基准进行应力敏感性评价，能够客观反映气层原地物性特征及开发中孔隙压力下降带来的渗透率损害程度。文章以鄂尔多斯盆地北部上古生界致密砂岩为研究对象，分基块及裂缝岩样进行应力敏感性实验。实验评价结果表明，致密砂岩渗透率损害程度随有效应力增加而增加，裂缝岩样应力敏感性损害程度比基块更强．生产压差较大时储层渗透率降低过快，对致密砂岩气藏稳产和提高最终采收率不利。     

致密砂岩油气储层岩石变形理论与应力敏感性

在致密砂岩油气藏开发过程中,由于孔隙压力下降,导致有效应力增加,储层岩石孔隙、裂缝发生形变和渗透率受到影响。从岩石力学角度分析了与致密砂岩形变相关的理论及形变影响因素,并通过应力敏感性实验研究了有效应力改变条件下的致密砂岩岩样孔隙度、渗透率变化规律。结果表明:致密砂岩形变主要为应力变化时孔隙体积及裂缝宽度的变化,认为致密砂岩油气藏开发过程中储层岩石的形变一般属于弹性形变或者弹-塑性形变。形变取决于岩石碎屑颗粒硬度、颗粒之间接触关系、胶结情况、岩石中裂缝发育特征等。有效应力增加在压缩致密砂岩孔隙、喉道体积以及裂缝宽度的同时,也使得其渗透率大幅度降低,造成严重的储层损害。     

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％。     

低渗气藏储层应力敏感性实验研究

低渗透气藏的开采会导致地层压力发生变化,从而引起储层孔隙度和渗透率发生相应的变化。实验表明,孔隙度随有效应力变化很小,而渗透率随有效应力变化较大。利用第二次增减压应力敏感实验的数据进行分析,避免了因为地层压实对渗透率伤害的过高估计,更符合生产实际。使用应力敏感指数对低渗气藏岩心进行评价,得到渗透率较高的岩心应力敏感指数要高于渗透率较低的岩心,这是由于其内部在覆压增加时小孔道闭合比后者要严重;地层压缩所引起的渗透率伤害是可以恢复的。     

枯竭气藏型储气库储层应力敏感性实验研究

枯竭气藏型储气库储层在储气库强注快采、大吞大吐运行时,对储层压力反复升降过程中应力敏感性的认识不清,结合目标储气库地质、开发特征,通过室内实验开展工况条件下多周期注采循环岩石渗透率应力敏感性评价、孔隙度应力敏感性评价,为储气库注采参数优化和库容评价提供依据。实验结果表明,多轮次注采压力升降过程中,气库储层岩石渗透率下降,但随着注采轮次的增加,渗透率下降幅度减小,存在明显的渗透率滞后效应。岩心渗透率、孔隙度和压缩系数的应力敏感性较弱,从应力敏感性角度分析,枯竭气藏适宜选做储气库库址,并能有效运行。     

火山岩气藏应力敏感性实验研究

火山岩气藏已成为中国石油重要的天然气勘探和开发的主要领域之一.根据火山岩气藏特征,用小岩心和全直径岩心对火山岩气藏岩石进行了大量的应力敏感性实验,分析了不同因素对火山岩岩样应力敏感性的影响.研究表明:不同渗透率的小岩心和全直径岩心,其渗透率都随有效压力的升高而下降;与小岩心相比,全直径岩心渗透率随有效压力的升高而下降幅度要大.裂缝或孔洞的发育程度和含水饱和度对火山岩岩心的应力敏感性有较大的影响:裂缝越发育,应力敏感性越强;含水岩样的渗透率随有效压力增大而降低的幅度要大于干燥的岩样.     

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。     

文留油田低渗透砂岩裂缝储层压力敏感性研究

对于文留油田低（特低）渗透砂岩裂缝性储层来说,其独特的孔渗性有别于一般的砂岩或砾岩储层,压敏机理也有所区别。对于一般的砂岩或砾岩储层来说,其所呈现的压敏效应主要是因为喉道趋于闭合或因为泥质挤入造成的渗透率下降。而对于本地区裂缝性储层来说,基质一般较为致密,孔隙度、渗透率极低,其受压力而引起的孔隙度、渗透率性能改变甚为有限。由于压力的改变而引起的储层物性的改变,主要是储层裂缝的开启闭合决定的。进一步研究表明,在裂缝储层中渗透率随压力的变化尤为明显。有效应力变化速度越快,其对岩心渗透率的损害就越强。     

低渗储层砂岩应力敏感性实验研究与分析

本实验通过对某地区的深层低渗砂岩岩样进行气体渗透率的变围压测试,表明该地区深层砂岩存在渗透率应力敏感性:渗透率随着围压增大而减小,高渗透砂岩的渗透率比低渗透砂岩更具应力敏感性,且渗透率与围压的回归函数能很好地满足二项式关系。本文从岩石的材料属性和微观结构入手,分析了该地区岩样具有此应力敏感性的原因,并为该地区储层砂岩应力敏感性的研究和应用提供了实验依据。     

煤气储层应力敏感、速敏和水敏性研究

研究了煤岩储层的应力敏感、水敏和速敏。结果表明,煤岩对应力的敏感规律与砂岩类似,但煤岩是有机质,骨架容易压缩,所以敏感性比砂岩强烈;煤岩疏水接触角为78°~85°,水作为非润湿性流体,不能使孔隙表面疏水性微粒脱落和运移,故无速敏;煤岩在不含水敏性粘土矿物时为无水敏或弱水敏。     

A Study of Stress Sensitivity on the Effective Development of Low-permeability Gas Reservoirs in the Sulige Gas Field

Stress sensitivity plays an important role in the development of a tight low-permeability gas reservoir. With the constant low-permeability reservoir exploitation, formation pressure drop, rock net effective coverage pressure increase, the rock pore is resulted in deformation and the seepage flow of fluid in a low-permeability reservoir no longer followed Darcy flow law. With the further exploitation of reservoirs, reservoir stress sensitivity is enhanced, so evaluation on the stress sensitivity on reservoir development was a burning question. The authors present results of those experiments that simulated the permeability changes via the net confining pressure in the lab and give the influencing factors of stress sensitivity.     

高温高压气藏应力敏感表征及矿场应用

针对南海西部高温高压气井应力敏感认识与实验结果不一致的问题,开展高温高压气藏应力敏感研究。通过对比分析大量应力敏感实验,最终优选变内压、建立束缚水实验方法精确模拟实际气藏开发,同时明确了高压气藏“两段式”应力敏感变化规律,得到研究区应力敏感实验幂律系数。对比应力敏感实验与气藏生产实践,认为应力敏感实验放大了气藏真实应力敏感程度,实际应力敏感幂律仅为实验值的79%,结合大量实验及高温高压气井历次试井解释结果,推导得出南海西部高温高压气井应力敏感校正系数。研究成果进一步应用到高温高压气井配产、试井解释、数值模拟等开发实践中,使高温高压气藏衰竭开发过程中指标预测更加科学合理,指导气田合理开发。     

压敏效应对低渗透砂岩气藏产能的影响

压力敏感性对低渗透砂岩气藏的损害程度主要由储集层岩石本身的特性所决定。储集层岩石颗粒和胶结物的成分、含量、分布,储集层的孔除结构和喉道特征等因素都是影响和决定储集层压敏损害大小的内在因素。在研究低渗透砂岩气藏的压力敏感性损害过程中,利用天然岩心进行压力敏感性实验,分析实验结果,得到了绝对渗透率与有效压力之间的经验方程。以此经验方程为基础,推导了考虑压力敏感性时低渗透砂岩气藏的产能公式与压力分布公式,并进一步讨论了压力敏感性对低渗透砂岩气藏产能的影响。     

涩北气田疏松砂岩气藏出砂预测模型建立

涩北气田储层胶结疏松,地层易出砂。准确地预测地层出砂对后期确定合适的防砂工艺是非常必要的。采用纵波时差、出砂指数、组合模量和斯伦贝谢比等4种出砂预测模型对涩北气田纵向和横向出砂规律进行了分析验证。同时,采用经验模型法、BP模型法和Arco模型法预测出砂临界生产压差,并与现场实际值进行对比,认为Arco模型较为合理。最后,通过室内模拟实验,建立了出砂预测模型,经实际出砂统计数据验证,偏差小于15%,可用于现场出砂量预测。     

苏里格气藏岩石应力敏感性研究

在气藏的生产过程中,随着流体的产出,净上覆岩层压力不断升高,储层孔隙结构因受到压缩而发生改变,导致渗流速度降低,使油气井的产能下降。在模拟地层温度及应力条件下,分析了苏里格气藏小岩心和全直径岩心渗透率与净上覆岩层压力之间的关系,研究了小岩心与全直径岩心的应力敏感性。结果表明:岩心渗透率均随上覆岩层压力的升高而逐渐降低,且随净上覆岩层压力的增大,渗透率下降的幅度逐渐变小,并表现出明显的渗透率滞后效应;苏里格气藏岩石的渗透率损害程度或应力敏感性属于中等;全直径岩心的应力敏感性较小岩心弱。     

储层岩石的应力敏感性评价方法

油气藏岩石同时受外应力（外压）和内应力（内压,孔隙压力）的共同作用。油气藏岩石对外应力的敏感程度。用外应力敏感指数进行评价;对内应力的敏感程度用内应力敏感指数进行评价。油气藏的外应力敏感指数远大于内应力敏感指数。由于油气藏生产过程中外应力不发生变化,内应力随开采过程而不断变化,因此,油气藏岩石的应力敏感程度应采用内应力敏感指数。岩石的外应力敏感指数仅受敏感常数的影响,岩石的内应力指数受敏感常数和孔隙度的共同影响。因加载过程存在塑性变形,应力敏感性评价应采用卸载曲线。     

储层应力敏感性对异常高压低渗气藏气井产能影响研究

在渗流力学基础上建立了考虑应力敏感性的三维气、水两相流数值模型,编写了相应的数值模拟软件。在此基础上进行的模拟计算表明,应力敏感性对气井稳产能力具有显著影响,可导致气井所需生产压差明显增大,在应力敏感情况下进行开采,气井对地层能量的利用率将会大大降低。而异常高压气藏由于原始地层压力高,有效应力变化范围大且下限低,储层岩石具有更强的应力敏感性。因此。在进行异常高压、低渗气藏开发的生产动态预测时应充分考虑储层应力敏感性的影响,使编制的开发方案能更加准确地指导该类气藏的开发。     

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涩北气田的砂岩气层多而薄，生产过程中地层易出砂。统计表明，涩北气田在试气或试采阶段，虽然大部分气井控制产量生产，但已经有相当数量的井有出砂现象，出砂井占气田试采井总数一半以上。文章从储层特征、岩性特征、气体渗流速度、作业液浸泡等多个角度对气田地层出砂的机理进行了较为全面的分析。结果表明，气田的储层特征是地层出砂的内因，地层中天然气渗流速度是是否出砂的决定性因素，作业液浸泡和井筒内的动态响应会降低地层出砂临界速度，使地层更易出砂。在此基础上，基于降低单一气层天然气渗流速度的思路，从气藏工程角度提出了高孔密、大孔径射孔以及逐层叠加开采和多层压力平衡合采两种多层合采的开采方式和技术路线。实践表明，两种方式均能达到提高涩北气田气井产量、防止地层出砂的目的，其中，多层合采方式更能兼顾到防止出砂、提高气井产量和气田采收率，进而实现提高气田高效开发的目的。