致密砂岩气藏气水驱替微观渗流特征研究——以苏南上古生界盒8、山1储层为例

为了研究致密砂岩气藏气水两相驱替微观渗流特征,以苏南地区上古生界盒8、山1低渗透致密砂岩储层为例,利用真实砂岩薄片模型和微观可视化技术,实验模拟了气水两相驱替过程中流体的渗流特征及残余水、气的分布规律。根据样品微观孔隙结构非均质程度及实验结果将驱替类型分为3类,Ⅰ类为网状-均匀活塞式驱替,非均质性弱,启动压力低,驱替效率高,为优势储层;Ⅲ类指状非活塞式驱替,为差储层,孔喉半径大小差异在5~10μm内,容易形成指状驱替;Ⅱ类为指状-网状非活塞式驱替,介于Ⅰ类和Ⅲ类之间。苏南地区储层以Ⅲ类和Ⅱ类为主,对于此类非均质致密砂岩气藏的开发,合理控制采气速度有利于提高采收率。     

胡151区延9储层流体微观渗流特征研究

以胡151区延9储层微观渗流特征为实验目的,利用真实砂岩微观模型进行研究认为:延9储层油驱水渗流类型以非均匀型网状渗流为主,均匀渗流和指状渗流为辅;水驱油时的孔隙空间特征主要以指状渗流为主,局部可以观察到网状渗流;孔道中水驱油方式主要呈现以非活塞式驱替为主;无水采油期时间短,驱油效率较低;微观残余油类型主要为簇状残余油;孔喉结构非均质性是影响驱油效率的主要因素,储层润湿性是次要影响因素,储层物性和驱替压力对驱油效率影响较小。     

低渗透储层微观渗流特征及影响因素分析—以鄂尔多斯盆地华庆油田长6储层为例

为研究鄂尔多斯盆地华庆油田长6储层微观渗流机理及驱油效率影响因素,此次研究采用真实砂岩模型水驱油实验,并结合铸体薄片、扫描电镜、恒速压汞及核磁共振等实验数据资料分析,结果表明:长6储层驱油效率整体较低,渗流特征有均匀驱替、网状-均匀驱替、指-网状驱替和指状驱替4种类型,驱油效率依次降低,研究区以网状-均匀驱替为主;储层物性、可动流体饱和度是表征驱油效率的主要参数;物性接近时,储层孔隙结构非均质性决定驱油效率高低;一定范围内,提高注入水倍数可以有效提高驱油效率;驱油效率随驱替速度增加而增加,驱替速度大于0.012 m L/min时,驱油效率基本稳定。     

应力敏感裂缝型储层多相渗流规律实验

针对隐裂缝发育储层存在的压裂或者增注过程中,注入压力不升或者升幅不明显的问题,采用室内物理模拟实验进行多相渗流规律研究。自制应力敏感裂缝型储层大尺寸三维岩心和纯砂岩储层大尺寸三维岩心,进行不同岩心的应力敏感测试与分析;开展近活塞式驱替和非活塞式驱替实验进行多相渗流规律分析;利用油藏数值模拟反演方法,明确应力敏感裂缝型储层应力敏感产生机理和水淹、水窜形成机制。研究结果表明,应力敏感裂缝型储层的应力敏感性强,驱替过程中受裂缝或裂隙张开的影响,储层渗流能力增大;宏观和微观上存在2个水驱前缘,即裂缝中的水驱前缘和基质中的水驱前缘;沿面窜流是应力敏感裂缝型储层最主要的窜流方式之一,易导致水淹程度极不均匀。实验研究揭示了应力敏感裂缝型储层多相流体的渗流规律和水窜机制,为应力敏感裂缝型储层高效开发和优化设计提供了科学指导和理论依据。     

鄂尔多斯盆地南梁西区长4+5油层组微观渗流特征及影响因素

为了提高鄂尔多斯盆地南梁西区长4+5油层组的注水效率,对目的层砂岩模型进行渗流实验,观察其渗流特性,探讨储层特征、实验参数与驱油效率之间的关系,目的是找到制约驱油效率的重要因素。应用扫描电镜、铸体薄片等测试资料对储层微观结构进行细致研究,再通过砂岩微观模型渗流实验,总结储层特性、渗流实验参数与驱油效率的关系。结果表明,长4+5油层组主要驱替类型是均匀驱替,局部存在指状和网状驱替,饱和油的最终驱油效率中均匀状驱替最高。驱油效率内部影响因素中非均质性对驱油效率影响最大;储层润湿性也是主要影响因素之一;物性中的渗透率与驱油效率正相关,孔隙度对驱油效率的影响较弱。驱替压力和注入水体积倍数这2个外部影响因素,亦可提高驱油效率,相对来说驱油效率受注水压力的影响更明显。      

苏里格气田东部盒8 储层微观孔隙结构及可动流体饱和度影响因素

鄂尔多斯盆地苏里格气田东部盒8储层微观孔隙结构复杂、渗流规律研究相对薄弱,利用常规方法难以对储层品质进行合理评价。为此,综合利用铸体薄片、扫描电镜、恒速压汞、核磁共振及真实砂岩微观水驱油模型对苏里格气田东部盒8储层微观孔隙结构与可动流体饱和度的影响因素进行研究。结果表明,研究区孔隙组合类型以残余粒间孔-晶间孔型、晶间孔-岩屑溶孔型和微裂缝-微孔型为主,其发育程度及储层物性依次变差,储层渗流能力、驱油效率、矿场采收率及可动流体饱和度依次降低,相应的驱替类型由网状-均匀驱替转变为指状驱替。核磁共振数据表明,研究区盒8储层可动流体饱和度平均为39.16%,以Ⅱ类、Ⅲ类及Ⅳ类储层为主。可动流体饱和度与孔隙度、渗透率、残余粒间孔面孔率、喉道半径平均值、有效孔隙体积和喉道体积呈正相关,而与孔喉半径比呈负相关。     

姬塬地区长6段储层不同类型成岩相微观渗流特征研究

鄂尔多斯盆地姬塬地区延长组长6段储层属低孔、低渗-特低渗透储层。综合利用扫描电镜、铸体薄片、X-衍射、真实砂岩微观模型驱替实验对研究区长6段储层成岩相和微观渗流特征进行研究。结果表明,成岩相不同储层的渗流特征之间存在明显的差异,主要表现在流体进入孔喉的驱替方式、波及面积、残余油类型等;利用真实砂岩微观模型驱替实验综合分析得出绿泥石膜胶结残余粒间孔相是研究区最有利的成岩相,也是油气富集的最主要地区之一,长石溶蚀相次之。     

鄂尔多斯盆地盒8段致密气藏气水分布特征及成因分析

鄂尔多斯盆地上古生界盒8段致密砂岩气藏含气饱和度分布范围为17%～87%,不同地区气水分布特征存在明显差异,成因机理不明确。通过对盒8段致密砂岩储层特征和压差、浮力作用下致密砂岩储层中天然气运聚特征的分析,阐明了不同区块盒8段气藏气水分布特征及成因机理。研究结果将盒8段气藏划分为超低含水饱和度区、束缚水区、局部自由水区3类。超低含水饱和度区位于盆地东部的子洲、清涧地区,成因为天然气饱和充注后高温天然气对束缚水进一步蒸发汽化;局部自由水区主要分布于盆地西部和盆地北缘的鄂托克前旗、鄂托克旗和伊金霍洛旗地区,成因为天然气充注量及动力不足,对地层水驱替不彻底,浮力作用下在储层物性较好或裂缝发育的构造高部位气水发生分异,含气富集受储层物性和局部构造双重控制;束缚水区主要位于乌审旗、定边、吴起和横山地区,成因为致密储层可动水基本被天然气全部驱替,束缚水主要分布于孔隙的边角处和微细毛管中,浮力不发挥作用,气水混储。     

板桥-合水地区长6储层微观水驱油特征及影响因素分析

为了研究鄂尔多斯盆地陇东地区长6储层微观渗流特征及驱油效率影响因素,以板桥-合水地区长6储层为例,运用真实砂岩微观模型水驱油实验,结合扫描电镜、恒速压汞、高压压汞等实验数据进行分析研究。结果表明,长6储层水驱油路径主要为均匀驱替与网状-均匀驱替为主,且均匀驱替的驱油效率(平均为26.06%)要比网状-均匀驱替(平均为19.12%)的高。残余油类型主要为油膜残余油与角隅(盲端)残余油。储层物性是影响驱油效率的主要因素,当物性接近时,孔隙结构非均质性对驱油效率起到重要作用,即随着分选系数、变异系数增大,驱油效率降低,反之,则升高。在一定范围内提高注入水的倍数,增加驱替速度都可以提高驱油效率。     

鄂尔多斯盆地演武油田S1区块延8油层组微观水驱渗流特征

侏罗系延安组作为鄂尔多斯盆地主力含油层系,关于其储层特征及微观水驱渗流规律研究一直未受到重视。以鄂尔多斯盆地演武油田延8油层组为例,在储层特征分析的基础上,结合真实砂岩微观驱油实验,明确不同水驱类型的水驱前缘分布特征、油水渗流规律、残余油赋存状态,建立微观驱油效率与驱替压力之间的关系,总结残余油形成机理和分布规律。研究区微观水驱类型可划分为均匀驱替型、网状驱替型、网状-指状驱替型和指状驱替型4类。随着单位驱替压力的增加,均匀驱替型的驱油效率变化最为明显,水驱效果最好;网状驱替型次之,网状-指状驱替型和指状驱替型水驱效果较差。受岩石颗粒表面物理性质和孔喉结构的影响,不同驱替类型水驱后残余油类型占比不同,均匀驱替型和网状驱替型水驱后残余油类型以油膜和角隅状为主,指状驱替型以连片状和簇状为主,而网状-指状驱替型各残余油类型占比相近。     

大牛地气田盒2、3段高孔渗储层的形成条件

大牛地气田二叠系下石盒子组盒2、3段发育岩性气藏，致密背景下“相对高孔隙度、高渗透率”储层的发育是气藏高产富集的主控因素。为此，通过对高、孔渗储层的岩石学特征、物性特征、孔隙结构、岩石微相、沉积微相及成岩后生作用的分析研究，阐述了其发育特征和形成条件。结果表明：组成高孔、渗储层的砂岩类型主要是粗粒的岩屑石英砂岩和石英砂岩，其较多地保存了原生粒间孔，具有较高的中值半径和平均喉道半径以及较低的排驱压力；高能环境下有利的沉积微相和成岩早期包壳状胶结物对原生粒间孔隙的保护作用是形成高孔、渗储层的基础条件。     

致密砂岩储层中气体渗流规律实验研究

为了揭示苏里格气田致密砂岩中气体渗流规律,采用物理模拟方法测试了不同含水条件下不同气驱压力时气体流量,在考虑气体偏差因子、黏度和压力关系基础上,研究了压力、气体偏差因子、黏度与流量的关系。结果表明:致密气藏中气体需要突破一定门槛压力,才能在砂岩孔隙内产生有效流动,岩心渗透率越低、含水饱和度越高,门槛压力越大,当气驱压力突破门槛压力后,气体在砂岩中渗流时表现出黏性流特征;随气驱压力增加,压力/气体偏差因子/黏度与流量的关系会由非线性关系转变为线性关系;岩心渗透率≥1×10~(-3)μm~2时,气体以线性渗流为主;岩心渗透率为(0.1～1)×10~(-3)μm~2时,当气驱压差1 MPa,气体以线性渗流为主;岩心渗透率≤0.1×10~(-3)μm~2时,当含水饱和度为20%,出现气相渗流门槛,当气驱压差3 MPa,气体才能达到线性渗流;渗透率0.345×10~(-3)μm~2时,随渗透率增加,配产界限值先快速增加,之后增速变缓;在渗透率相同条件下,储层含气饱和度愈高,则配产界限值愈高。     

致密砂岩储层孔隙结构对渗流特征的影响——以四川盆地川西地区上侏罗统蓬莱镇组储层为例

致密砂岩储层孔隙结构复杂、非均质性强,其渗流特征较之于常规砂岩储层存在着较大差异。为此,以四川盆地西部地区上侏罗统蓬莱镇镇组致密砂岩储层为研究对象,基于物性、压汞、核磁等实验数据,在分析储层孔隙结构的基础上,结合相渗实验和可视化微观驱替模型,模拟油气成藏与开发过程中不同类型孔隙结构致密砂岩储层的渗流特征及气、水两相运移机理和分布状态。研究结果表明:1不同孔隙结构储层的气体前缘推进特征均出现类似于树杈状的黏性指进现象,储层孔隙结构越好,束缚水饱和度越低,束缚水状态下的气相相对渗透率越大,气藏更易被开发;2开发后期残余气主要以绕流、卡断以及孔隙盲端等方式形成的封闭气存在于储层中;3不同类型储层的气、水两相相对干扰均较强,生产过程中容易产生气、水同出的现象;4封闭气的存在会严重降低气井产量,而水相的存在则会极大地降低气相相对渗透率,导致低渗透致密砂岩含水气藏后期产水严重,开发难度大,采出程度低,进而严重影响到气井的有效开发生产。     

致密岩心中气体渗流特征及影响因素实验研究

致密砂岩气藏储层岩石孔隙结构复杂,孔喉细小,气体渗流特征有别于常规气藏。采用逐级增压气驱实验和定容衰竭开采物理模拟实验相结合的方法,测试分析了气体在砂岩储层岩心中的渗流特征。研究表明:气体在致密砂岩储层岩心中有效流动的条件是需要有足够大的流动压差克服沿程摩阻,这也是致密气藏储量得到动用的门槛条件。气相渗流特征受岩心基质渗透率、含水饱和度、岩心长度、上覆压力等多种因素的影响,在致密气藏开发过程中,需要综合考虑这些因素对气井产能及稳产能力的影响。     

拓展新思路、提高气田开发水平和效益

我国天然气工业处于快速发展阶段，“十一五”期间特别要大力发展和创新低渗砂岩气藏、深层异常高压气藏、多层疏松砂岩水驱气藏、高含硫气藏和深层凝析气藏开发开采技术。文章就其中一些复杂气藏的开发问题提出了10条建议，希望能拓展新思路，特别关注一些我国还未应用的工艺技术，包括水驱气藏注N₂或聚合物粘稠液阻水治水技术、水驱气藏与凝析气藏开发后期注N₂技术、凝析气藏提高气藏采收率和单井产量的各种技术。另外，发展我国压缩机装备和注气技术、加强与俄罗斯为首的独联体国家石油天然气科技交流也至关重要，成组气田开发和低渗气藏试井及动态分析工作等也应受到重视。     

天然气在复杂气藏内渗流问题的新模型及应用

针对形成不同流体区域的气藏、有边水气藏、岩性尖灭气藏及井底存在污染或改善的气藏等情况,建立了考虑井筒相态重分布的复杂气藏的渗流新模型,求出了３种典型外边界条件下的气藏拟压力分布解析解,并绘出了井底压降曲线。给出的气藏无量纲压力表达式及压降曲线,还可适用于凝析气井及井筒带积液的气井。结合实例分析给出了本理论在油田开发中的应用。     

川中气田与苏里格气田“甜点”储层对比研究

四川盆地中部三叠系香溪群与鄂尔多斯盆地苏里格气田主力储层二叠系下盒子组盒8段均具有埋藏深度大、深埋时间长、成岩演化程度高、物性差等特点,属于典型的低孔隙度、低渗透率储层,孔隙度大部分介于4%～6%之间,渗透率一般小于1×10^-3μm²,其中都发育有相对优质的有效储层（“甜点”）,而且大部分油气都储集在这些“甜点”储层中。通过对这两套储层的形成条件对比分析认为,形成“甜点”储层的主控因素主要是层序地层、有利沉积相带、碎屑颗粒的粒度、有机酸性水的溶蚀以及裂缝的发育程度。研究发现,“甜点”储层均发育在具有块状层理的粗砂岩或中-粗砂岩中,纵向上主要分布在中期基准面旋回的中下部;平面上主要分布在三角洲平原和平原-前缘相带的高能分流河道中;此外,裂缝对致密储层储集能力也具有较大的改善作用。     

成都平原储层分布和品质与天然气勘探开发

四川盆地西部已成为重要的天然气区。在前陆盆地演化过程中,沉积了厚达8km的碎屑岩。在沉积和成岩作用的双重影响下,由浅至深形成了常规和非常规两大类天然气储层,并可进一步划分为6+1级。主要产层为低渗透超致密砂岩,其渗透率和孔喉结构对上覆地层净压力很敏感。在围压渗透率和压汞数据分析的基础上,并与试井数据相对照,建立了以原地(地层)渗透率K_ms为主要标志的储层品质技术、经济分级,讨论了致密和超致密砂岩气藏勘探开发的难点和技术对策。      

致密砂岩气藏可动水层早期判识方法及矿场应用

随着致密砂岩气藏开发时间延长,产水问题越来越明显,对产能和采收率影响也愈加显著。气藏开发早期的可动水层判识,对于优化气藏"控水增气"开发具有重要意义。以鄂尔多斯盆地某气田区块为研究目标,通过高压压汞、铸体薄片、核磁共振与逐级增压气驱水等多种实验,测试了气、水在砂岩微观孔喉中渗流特征。结果表明:不同渗透率储层中水相流动性取决于含水饱和度与流体赋存空间类型所占比例;当储层含水饱和度大于毛管力作用空间与束缚流体空间所占比例之和时,水相极易流动,储层打开后易产出水,划分为可动水层,反之为不可动水层。利用典型区块气井资料与试气结果进行了对比,结果吻合度良好。     

边水气藏气井合理生产压差及产量的确定

在水驱气藏开发过程中，气水界面的稳定运动及均匀推进对于气井稳定正常生产、提高气藏采收率有较大影响。考虑具有一定倾角的均质各向同性边水气藏，在假设原始气水界面为一水平面的情况下，利用气、水地层渗流的基本规律，从理论上推导了保持气水界面稳定运动时气体渗流速度应满足的条件，同时获得了气井合理生产压差及产量的表达式，并对１口边水气藏气井的生产进行了分析，结果表明所提出的计算方法具有符合现场生产实际的特点，为边水气藏气井合理工作制度的确定提供了依据。