基于测录井资料的页岩储层可压性评价方法与应用

可压性是表征页岩储层能被有效改造的难易程度,目前国内外页岩气储层可压性评价方法,大多依托于岩石力学实验数据及特殊测井解释成果.引入一种基于常规测井及随钻录井资料的储层可压性评价方法,简单易操作,可获取连续地应力剖面,并在此基础上修改取值模式,使得最大水平主应力的计算更加科学.实际应用于南川页岩气田五峰—龙马溪组页岩储层...     

基于权重分配的页岩气储层可压性评价新方法

为了解决现有页岩气储层可压性评价方法无法连续评价页岩气储层可压性的问题,考虑地质甜点和工程甜点双重因素,通过定量评价地质甜点参数,综合矿物组分含量、细观力学参数计算工程甜点参数,运用标准化、归一化、调和平均和算数平均方法建立了基于权重分配的页岩气储层可压性评价模型。该评价模型充分考虑了页岩储层含气性和易改造性的潜力,确定总有机碳含量、镜质体反射率、剪切模量和断裂韧度4个参数作为评价可压性的关键参数:当总有机碳含量大于2%、镜质体反射率大于1.3%、硅质矿物含量为20%~60%、碳酸盐岩矿物含量为10%~30%、黏土矿物含量为30%~50%时,页岩气储层最适合进行压裂改造。利用建立的评价模型评价了四川盆地威远地区某页岩气井W井储层段的可压性,并根据评价结果指导了该井的压裂设计与施工,压后微地震监测显示,产生了较多裂缝,实现了体积压裂。这表明,利用该评价模型可以连续评价储层的可压性,根据计算结果可以更加准确地划分有效压裂层段和遮挡层段,可操作性强,具有工程应用价值。      

基于测井数据的页岩可压性定量评价

可压性是指在压裂过程中页岩发生有效破裂的能力。目前对可压性的研究主要基于定性评价,或建立在岩石力学实验和压裂施工参数基础上的定量评价,难以完整连续地表征非均质性较强的页岩在水平井长水平段的可压性变化。基于测井数据,评价了页岩脆性指数、脆性矿物质量分数、断裂韧性、黏土矿物质量分数和总有机碳质量分数对可压性的影响,并利用层次分析法和模糊数学法,从定性和定量相结合的角度建立了页岩长水平段的连续可压性数学模型,且划分了可压性级别。该模型将可压性划分为3个级别:当可压性指数高于0.48时,页岩的可压性好;当可压性为0.32~0.48时,页岩的可压性中等;当可压性低于0.32时,页岩的可压性较差。研究表明,利用测井数据能够更全面细致地评价沿水平井长水平段的页岩可压性,对压裂设计和射孔参数设计具有更好的指导性。现场应用表明,该模型能够较准确连续地预测页岩可压性,且具有广泛的适用性。     

基于层次分析法的致密砂岩储层可压性综合评价

可压性是评价页岩储层体积压裂可行性的重要指标。致密砂岩储层与页岩储层具有相似性,可借助可压性评价指标判断致密砂岩储层体积压裂的难易程度。但通过现有可压性评价指标判断致密砂岩储层改造存在评价效果不理想的问题,评价储层可压性的参数众多,常规单因素评价结果经常出现部分参数满足体积压裂要求,而另一些参数却不满足,难以完成最终的可压性评价。对此提出采用模糊数学中的层次分析法,充分考虑岩石力学脆性、矿物脆性、天然裂缝、水平主应力差异、断裂韧性以及隔层遮挡效应等多个因素,构造等价矩阵确定各因素权重,利用参数标准化后形成的可压指数,对致密砂岩储层体积压裂可压性进行综合评价。与传统评价方法相比,层次分析法更有利于指导选井选层,综合地质工程双甜点因素,评价其含气潜力和易改造潜力,对致密砂岩储层压裂优化设计和施工具有参考价值。     

渤海湾盆地沾化凹陷陆相页岩储层岩石力学特征及可压裂性研究

页岩储层的岩石力学性质与可压裂性对页岩油气的开发具有重要影响。目前对于陆相页岩的岩石力学特征和可压裂性方面的研究较少。利用X射线衍射和岩石力学实验等方法，测试沾化凹陷沙河街组陆相页岩全岩矿物组分、在不同成熟度、不同围压条件下的抗压强度、杨氏模量和泊松比等力学参数，并且对页岩储层的可压裂性进行了分析。页岩矿物成分主要为碳酸盐矿物，平均为44.93%，脆性矿物含量稍高于黏土矿物，分别为30.98%和24.09%；单轴压缩时页岩多为劈裂式破裂，易形成缝网；加围压后破坏形式变为剪切式，抗压强度、杨氏模量和泊松比均增大，可压裂性降低；页岩可压裂性与加热温度，即热成熟度呈正相关。综合考虑页岩矿物成分、力学性质、成岩作用和围压等因素，建立可压裂系数数学模型，可对页岩储层的可压裂性进行定量评价，为压裂选层提供依据。      

综合矿物组分和弹性力学参数的页岩脆性评价方法

利用常规测井和阵列声波、元素俘获等特殊测井资料,结合X衍射和岩石三轴抗压强度等岩石力学实验,综合考虑不同矿物组分与弹性力学参数的关系,建立了一种新的脆性指数评价模型。新的岩石脆性计算方法既克服了岩石力学参数法不考虑微观矿物组分的缺点,又解决了矿物组分法对宏观岩石力学参数缺乏考虑的问题。与已有的脆性指数计算方法相比,新方法较准确地体现了不同矿物组分对页岩脆性的贡献率,为研究区页岩储层的压裂工作奠定了基础。     

页岩气储层可压裂性评价技术

从页岩气储层岩石的脆性指数、断裂韧性、岩石力学特性3个方面,对中国页岩气储层可压裂性评价技术进行了研究。根据弹性模量与泊松比的分布范围,建立了适用于四川盆地下志留统龙马溪组页岩的脆性指数预测模型;总结了室内实验测定和利用测井数据计算页岩储层Ⅰ型、Ⅱ型断裂韧性的计算方法;初步建立了以弹性模量E、泊松比μ、单轴抗拉强度S_t三项岩石力学参数为自变量,可压裂指数F_rac为因变量的可压裂性评价方法;绘制了可压裂指数立体图版,据此评价页岩气储层压裂的难易程度,弹性模量值越高,泊松比和抗拉强度值越低,则F_rac值越高,反映储层越容易被压裂。根据地震测井和垂直地震剖面(VSP)等资料,结合室内实验校正,获取整个储层的岩石力学参数后,可以计算任意处的可压裂指数,建立储层可压裂性立体分布图。     

页岩气储层可压性评价新方法

可压性是表征页岩储层能被有效改造的难易程度。根据页岩储层缝网压裂施工实践,通过具体化页岩储层"有效压裂"概念,明确了页岩储层可压性的实际意义,即在相同压裂工艺技术条件下,页岩气储层中形成复杂裂缝网络并获得足够大的储层改造体积的概率以及获取高经济效益的能力。现有评价方法由于分析因素不够全面导致评价效果不理想。通过综合页岩脆性、断裂韧性和天然弱面3个方面特性,提出了能全面、科学表征页岩气可压性的评价方法,摒弃了现有方法的不足。基于储层各参数特征,可将该方法的可压性程度分为三级:可压性系数介于0~0.225之间,可压性程度较低,压裂效果差;可压性系数介于0.225~0.5之间,可压性程度一般,压裂效果较好;可压性系数介于0.5~0.8之间,可压性程度较高,缝网压裂效果理想。采用新的评价方法计算得出四川盆地下志留统龙马溪组页岩可压性系数为0.392 8,可压性程度一般,与该区域页岩气井缝网压裂改造时的微地震监测结果一致,说明新方法计算准确,现场应用方便,可为压裂选井、选层提供前期指导。     

基于地层元素测井的页岩油储层评价

吉林油田松辽盆地南部页岩油储层具有岩性复杂、物性差、非均质性强等特征,利用常规测井资料进行储层评价的传统方法难以实现储层岩性、物性及可压裂性相关参数的精确计算。通过地层元素测井资料建立针对区域地质特点的矿物含量计算模型,可以获取页岩油储层精细岩性特征,进而开展页岩油综合评价。以吉林油田松辽盆地南部青山口组的页岩油储层为研究主体,基于X衍射全岩分析和地层元素测井资料建立解释模型,通过最优化求解算法计算出页岩油储层主要矿物含量,开展骨架密度、孔隙度、渗透率和脆性指数等参数评价,并综合利用地层元素测井处理解释成果识别优势储层段,完成研究区青一段页岩油储层分类。结果表明,矿物含量计算结果与X衍射全岩分析结果一致性良好,利用变骨架密度计算的储层孔隙度与岩心分析值误差较小,通过矿物组分计算的渗透率与岩心分析值对比吻合较好,脆性指数计算结果与阵列声波反映的地层岩石力学特征一致,有效指导现场压裂,达到了良好的应用效果。     

川中地区大安寨段页岩油储层可压性评价实验

川中大安寨段页岩油储层主要发育在大二亚段，资源基础丰富，勘探开发潜力大，但工程地质特征及可压性评价手段不明确。为建立可压性评价方法、优化储层改造对策及工艺技术，开展了一系列储层工程地质特征实验，结果表明：川中大安寨以页岩和灰岩互层为主，有机碳含量相对较低，脆性矿物含量大于50%,孔隙度平均为5.9%,孔隙主要集中在0.001～0.1μm范围，发育有微米级孔隙；矿物组分以石英、白云石和方解石为主，平均黏土矿物含量41%,平均岩石力学脆性指数为58.5%;储层天然裂缝发育程度不高，灰岩段破裂压力与页岩段差值9～10 MPa,不利于裂缝在纵向上扩展。文章建立了页岩油储层可压性模型，基于页岩油储层可压性及岩性特征，提出了通过提高缝内净压力以实现层间突破、采取密切割压裂+暂堵转向的组合储层改造工艺来提高裂缝复杂程度的技术对策。通过现场试验，川中地区大安寨段页岩油储层改造效果从最初的油花微气到日产油2 m³/d,现场应用效果不断突破。     

基于多学科思路的无效循环识别方法

喇嘛甸油田水驱进入特高含水期后,剩余油高度零散,无效注采循环严重,导致无效注采控制难度越来越大。因此,亟需研究无效循环精细识别方法,落实无效循环分布状况,为无效循环治理提供指导。以油田水驱北西块一区为例,应用多学科手段开展无效循环识别研究,在单砂体精细解剖及完善分层注采量劈分方法的基础上,以累计注水倍数、累计产液倍数为主要判定参数,结合数值模拟成果,分析在无效循环形成后相应累计注采倍数的界定值,实现无效循环定量识别,为指导水驱控水调整奠定了基础。     

气测软件烃浓度与电压值的关系公式及其标定的探讨

该文探讨并提出了烃浓度与电压值间的关系公式,可适应线性、近线性、非线性关系,所求出的K_i值可准确地衡量色谱鉴定器质量的好坏,为气测软件质量的改进提供了理论基础,并探讨了相应的气测标定方法。     

二类油层缔合聚合物二元复合体系性能

大庆油田二类油层剩余地质储量大,已成为今后一个时期油田保持稳产的主要开发对象,其较低的渗透率、较强的非均质性及较高的黏土含量等储层物性条件,给常规线性聚合物强碱三元复合驱的经济有效实施带来一定挑战。为此,以中等相对分子质量疏水缔合聚合物、复合表面活性剂(磺酸盐型双子表面活性剂与非离子表面活性剂复配)为研究对象,研究该无碱二元体系对大庆油田二类油层的适用性。室内研究结果表明,该二元体系具有良好的增黏性能,并能在较宽的表面活性剂质量分数范围内(0.03%~0.3%)与大庆原油形成10~(-3)mN/m数量级的超低界面张力。此外,该二元体系还表现出较好的老化稳定性能、抗吸附性能、乳化性能及注入传导性能。通过采用物理模拟驱油实验,研究并确定了体系配方中的聚合物质量浓度、用量及段塞组合方式,室内条件下可比水驱提高采收率20%以上。     

气体组分与油气密度关系的研究

该文通过分析研究气测井气体组分数据和试油后获得的油气密度数据,用数理统计方法论证了气体组分与油气密度密切相关,并回归出了相关式,由此可以用气测组分数据在钻井期间实时定量预测储层油气密度,从而提高了气测资料在计算油气产量、地质储量、编制开发方案方面的应用程度。     

聚驱后残留聚合物对提高采收率的影响

聚驱后残留的聚合物对进一步提高采收率存在着影响。通过工业化注聚区块和取心井岩样资料,分析了油层中残留聚合物的分布特征,在此基础上利用物理模拟实验研究了残留聚合物在平面上的分布特征及聚合物残留量对进一步提高采收率方法的影响。结果表明:聚驱后仍有60%的聚合物残留在地下,强水洗段残留聚合物较少,中弱水洗段较多;后续水驱段塞越小,岩心中残留的聚合物越多,对聚驱后二元复合驱进一步提高采收率的辅助作用越强,聚合物协同二元体系更好地封堵了高渗层,由此扩大了波及体积,进一步提高了聚驱后采收率。     

用灰色模糊综合评判方法识别聚驱后优势通道

大庆油田聚驱区块经过长期开发,在注聚阶段聚合物溶液沿优势通道无效窜流,严重影响聚驱效果。常规模糊数学分析方法识别聚驱后优势通道误差较大。以大庆M区块部分井组为例,综合利用灰色关联度和模糊综合评判法对聚驱后优势通道进行识别,再根据油水井间连通关系、相带以及射孔数据进一步明确优势通道发育方向。通过与示踪剂方法测得结果对比,符合率达到92.3%,识别结果准确可靠。该方法可为区块后续调整及挖潜提供指导。     

聚合物滞留特性对化学驱提高采收率的影响

为了揭示聚合物驱油机理和驱油剂黏度大小与聚合物驱采收率增幅间关系,在"等黏"和"等浓"条件下测试了聚合物和甘油溶液增黏性、流变性、黏弹性和渗流特性,并在均质和非均质岩心上开展了"等黏"甘油和聚合物溶液驱替效果以及它们注入先后顺序对驱替效果影响实验研究。结果表明,随浓度增大,甘油和聚合物溶液黏度都增加,但聚合物增黏能力远强于甘油。随剪切速率增加,甘油溶液视黏度保持恒定,聚合物溶液视黏度降低,表明前者为牛顿流体,后者为非牛顿流体。在"等黏"条件下,甘油和聚合物溶液阻力系数相差不大,但残余阻力系数相差很大,表明甘油在多孔介质内滞留能力很差。在"等黏"条件下,"先聚合物后甘油"比"先甘油后聚合物"注入方式增油效果好,表明驱油剂在高渗透层内滞留由此引起渗流阻力增加、全井注入压力升高是促使液流转向中低渗透层的动力源泉,也是聚合物驱提高采收率的主要机理和聚驱过程中发生"剖面反转"的根本原因。     

喇萨杏油田开发过程中吸水指数变化规律

在油田注水开发过程中,吸水指数是衡量注水井注入效果好坏的重要指标之一。从渗流理论出发,根据油藏工程原理,以五点法井网为例,建立了无因次吸水指数的理论计算公式,并结合矿场实际,确定了喇萨杏油田不同含水阶段理论吸水指数和实际吸水指数的变化规律,其理论计算结果与应用小井距实际资料计算的吸水指数结果一致,表明该方法具有一定的适用性,可以为油田的合理配产、开发调整提供理论依据。     

致密储层采出程度影响因素

针对致密储层基质块衰竭开采问题,通过数值模拟方法比较了岩心尺度对单个因素影响的敏感度。结果显示:(1)在岩心长度较短时,原油最终采出程度随原油黏度、岩心渗透率等因素的变化不明显。(2)对渗透率相同的岩心而言,岩心长度越大,原油最终采出程度越低,说明随着岩心长度的增加,启动压力梯度的差异发挥了作用,原油黏度、岩心渗透率等因素对原油采出程度的影响越来越大。(3)针对长岩心,将不同变量组合起来进行正交试验分析,通过极差分析法得出了长岩心采出程度的影响因素排序为:压力长度渗透率时间黏度。     

微生物白云岩形成机制研究进展与存在问题

近年来,有关微生物白云岩沉淀作用机制的研究拓宽了沉积学中"白云岩问题"研究的视角。硫酸盐还原反应、产甲烷作用、有机分子水解等一系列可促进沉淀白云石的微生物代谢机制的发现,延伸了微生物白云石(岩)形成模式;有关可溶解硫化物催化白云石沉淀的研究,不但强调了硫酸盐还原反应机制,也为重新认识硫酸盐还原反应促进白云石沉淀机理提供了新线索。在现代环境中,微生物席内的原生白云石沉淀的发现,将微生物过程引入地表环境原生白云石沉淀作用和机理的研究,可能为寻找地层记录中的微生物白云石提供了更多有益的工作手段和思考途径。然而更加复杂的白云岩地层记录说明,运用微生物白云石去解释复杂的地质记录还存在着较多的局限性。