基于恒速压汞技术的特低—超低渗砂岩储层微观孔喉特征

基于恒速压汞测试结果,对鄂尔多斯盆地延长组特低、超低渗砂岩储层的微观孔喉特征进行了分析,定量表征了孔喉特征参数的变化。结果表明,特低、超低渗储层的孔隙半径分布特征相似,介于100~200μm之间,峰值基本在140μm左右;相对于特低渗储层而言,超低渗储层的喉道分布范围更窄,小于1μm的喉道含量较高,变化更为敏感,孔喉半径比分布范围较宽,喉道进汞饱和度受渗透率影响较大;特低、超低渗储层孔喉特征的差异主要体现在喉道上。总体毛细管压力曲线表现出3个变化阶段,渗透率不同,各阶段受孔隙和喉道的影响程度也不同;处于中后期的超低渗储层更应注重喉道的开发。      

基于压力传递的钻井液纳米封堵剂研究与应用

针对南堡油田泥页岩地层孔隙尺寸为纳微米级,传统的微米级以上的固相颗粒难以实现有效封堵这一问题,选用纳米级钻井液封堵剂FT-3000、HLFD-1及环境友好型可变形聚合物封堵剂Green seal,在室内展开研究,评价其对高温高压滤失、砂盘滤失及泥饼承压能力的影响,并针对南堡油田所选岩心进行孔隙/裂缝封堵前后渗透率变化情况、压力传递及膜效率测试分析。结果表明用Green seal作封堵剂的钻井液,高温高压滤失量为17 mL,砂盘滤失量为13.8 mL,均为最小值,且其能有效提高泥饼承压能力至大于8 MPa,孔隙/裂缝封堵前后渗透率分析显示其封堵效果最佳,有效减缓了压力传递,膜效率为0.099 0,最大。该封堵剂在NP36-3652和NP36-3701井进行了应用,应用井井壁稳定、井径规则、渗透率恢复值高、滤液侵入量低,实现了泥页岩地层井壁稳定、储层保护的多重目的。      

低渗透油藏污染井污染前后的产能预测新模型

考虑低渗油藏污染区内外启动压力梯度不同的特性,推导出了低孔低渗油藏污染井污染前后的产能预测新模型,分析了低渗油藏启动压力梯度对产能预测模型的影响,以及污染井污染前后不同启动压力梯度对产能预测的影响.计算实例表明,考虑污染区启动压力梯度变化后所预测的产能比只考虑污染导致渗透率变化时所预测的产能要小.这说明在进行产能预测时,只考虑污染所引起的渗透率伤害是远远不够的,还需要考虑由此引起的启动压力梯度的变化,才能更准确地预测产能,并为准确评价低渗油藏污染井的压裂酸化增产效果提供理论依据.     

纳米封堵剂性能评价及机理分析

页岩气开发中,保证井壁稳定是其关键技术之一,钻井液良好的封堵能力是井壁稳定的基础,而封堵剂则是钻井液良好封堵能力的基本保障。但泥页岩地层微裂缝微孔隙发育多,通常处于纳微米级,渗透率极低,普通封堵剂固相颗粒粒径较大,难以进入泥页岩地层形成有效的封堵,而纳米级封堵剂则能对泥页岩地层表现出良好的封堵性能。文章在分析前人对封堵剂评价方法基础上,采用不同级配固相颗粒人造滤饼的方法来模拟泥页岩低孔低渗的特性,对3种封堵剂(聚合醇JH-1,纳米LAT,纳米Fe_3O_4)在不同的温度及浓度加量条件下进行了封堵性能评价,确定了3种封堵剂的适用温度和最佳加量,并对它们的封堵机理进行了简单的分析。     

超细水泥在子洲气田分段封堵技术中的现场应用

气井永久性封堵一般采用G级水泥,但G级水泥由于颗粒径较大,一般只适用于渗透率较高的储层,而对低孔低渗储层其封堵效果较差。根据相关试验性研究数据,利用超细水泥可有效侵入致密砂岩的特点,开展子洲气田气井永久性封堵作业,从而达到有效封堵储层的目的。     

硬脆性泥页岩钻井液封堵性评价方法

调研了钻井液封堵性评价方法,并针对硬脆性泥页岩的特点,筛选出4种方法进行对比实验。研究发现:高温高压滤失量能表征钻井液泥饼渗透性;高温高压砂床、渗透性封堵（PPT）等评价方法,能评价钻井液对泥页岩微米级固定裂缝或孔喉的封堵效果,但不能够准确地评价纳米级封堵剂的封堵效果,也不能反映钻井液与泥页岩相互作用过程中,岩石裂缝或孔喉发生变化情况下封堵剂的封堵效果;而压力传递实验能够评价各种类型封堵剂对硬脆性泥页岩裂缝或孔喉的封堵效果,还能反映不同类型的封堵剂在钻井液与泥页岩相互作用过程中,发生裂缝或孔喉尺寸变化情况下的封堵效果。      

保护低孔低渗油气层的钻井液体系

低孔低渗储层开发的主要难点为：储层渗透率低、孔隙度小,外来流体侵入后产生敏感性损害及水锁损害,导致毛细管压力大,含水饱和度上升,水锁损害严重;针对低孔低渗储层特征,在PLUS/甲酸钾钻井液体系的基础上,优选了成膜封堵剂,防塌抑制剂UHIB,防水锁剂SATRO,构建了一套适合于南海西部地区低孔低渗储层的钻井作业的钻井液体系。评价结果表明,该体系综合性能良好,抗温达150℃,渗透率恢复值90%以上,滤液界面张力小于2mN/m,具有良好的储层保护效果。     

两井地区强抑制性钾铵基聚合物屏蔽暂堵型钻井液体系实验研究

针对吉林油田两井地区低孔、低渗砂岩储层外来流体侵入后产生敏感性损害问题,通过室内研究优选出了适合该区块的钾铵基聚合物钻井液体系,并在此基础上加入3%复合暂堵剂(ZHLD),最终形成优化后的强抑制性钾铵基聚合物屏蔽暂堵型钻井液体系。实验表明:该体系具有良好的防塌抑制能力,对低孔低渗岩心封堵能力强,渗透率恢复值可达88%以上,储层保护效果好,可满足低孔、低渗储层勘探开发的需要。     

HIBDRILL钻井液在BZ25-1油田的研究与应用

BZ25-1油田油气层埋藏深,地质构造复杂,主力油层沙河街组为低孔低渗、异常高温高压储层,泥浆安全密度窗口窄,易发生井漏、垮塌、溢流、井喷等复杂事故。针对前期出现的问题,室内研究了HIBDRILL钻井液体系,并对其流变性、封堵性、油层保护效果、渗透率恢复等性能进行了评价。室内研究及现场应用表明,该体系与一期作业的油基钻井液相比明显提高了钻井速度,降低了使用钻井液密度,成功解决了BZ25-1油田沙河街组压差卡钻、泥页岩垮塌以及低孔低渗储层保护等复杂问题。     

低成熟度页岩油加热改质热解动力学及地层渗透性

低成熟度页岩油加热改质是采用加热井对地层进行加热，将地层中滞留的重质烃转化为轻质烃，同时将尚未转化的固体有机质热解生成油气后采出。热解油气生成量预测及地层孔渗变化是页岩油改质开采研究的难点和挑战之一。利用页岩井下取心样品，采用黄金管实验装置，研究了页岩加热过程中的有机质热解规律及组分动力学，获得了烃类气体、轻质油及重质油的生成动力学参数。结果表明，在温度为280~500℃范围内，油的生成量先增后减，而气体量持续增加；低速升温条件下的转化率随温度变化曲线左移，热解温度变低。重质油、轻质油和气态烃的活化能分别为39~49，57~74和56~59 kcal/mol；动力学模型可预测任意时间的烃类生成量。应用三轴高温渗透率测试装置，获得了页岩从室温到高温（550℃）条件下的氮气测试渗透率动态变化规律。结果显示，页岩加热过程中的渗透性变化分为下降段、上升段和稳定段，在温度达到有机质热解温度后，基质及裂缝渗透率均出现明显改善，比初始渗透率提高1~2个数量级。热解油气生成量及渗透率变化可为低成熟度页岩油加热改质开采的产量预测提供依据。     

修正的产量不稳定法预测页岩气动态储量

页岩气具有特殊的地质和储层特征,而常规气藏的储量计算方法并未考虑吸附气体解吸引起的压缩系数改变,因此,常规气藏储量计算方法难以准确预测页岩气藏的动态储量,而产量不稳定法比较适用于计算低孔、低渗、压力恢复速度缓慢页岩气藏的动态储量。为此,考虑吸附气体解吸对压缩系数和气体偏差因子的影响,引入吸附气体拟偏差因子和综合压缩系数对产量不稳定法进行了修正,利用修正后的产量不稳定法预测页岩气的动态储量。实例计算表明,忽略吸附气体解吸会导致预测的动态储量偏小,修正产量不稳定法预测的页岩气动态储量比产量不稳定法高21.9%。      

测量页岩径向渗透率和孔隙度的新方法

为了更加方便准确地获得页岩径向的渗透率,提出了一种测量页岩径向渗透率和孔隙度的压力衰减新方法。该方法通过实验得到氦气沿页岩径向流动时,岩心与PVT容器内壁之间环形空间的压力衰减曲线;据此建立了相应数学 模型,求得了径向模型中压力和时间的半解析解关系式;并通过对实验结果进行拟合,得到了页岩的浓度传导系数和孔隙度;利用浓度传导系数和渗透率的关系,得到了页岩径向方向的渗透率值。利用该方法对2块岩心分别在3组不同的环形空间初始压力下进行了渗透率和孔隙度的测量,并与传统的Dicker和Smits压力衰减方法对比了渗透率测试结果,采用常规的孔隙度测量仪对比了孔隙度测试结果,从而验证该方法的可行性和优越性。该方法相对于传统压力衰减方法除了具有仪器设备更简单、操作更简洁的优势外,还能够同时得到页岩径向渗透率和孔隙度。     

高温水热增压实验研究及地质启示

超压形成机制是沉积盆地油气成藏研究的重要内容。针对温度和封闭条件2个关键因素,设计双轴承压孔隙流体高温水热增压实验,选取典型高温高压盆地的砂、泥岩样品,通过对比性实验发现,在泥岩封闭体系中,升温引起的水热增压导致流体温度与压力表现为指数关系,而非线性关系;在孤立体系中,砂岩孔隙流体水热增压幅度明显高于泥岩封闭体系;在泥岩封闭体系中,泥岩孔隙度微小差异会导致水热增压量存在巨大差异;在相同泥岩封闭条件下,砂岩孔隙度越高,水热增压幅度越大。实验得到两项地质启示:在高温盆地中,被泥岩封闭的砂岩储层内孔隙流体水热增压能够成为盆地超压形成的重要机制,且随着埋深增大,地温升高,指数关系的增压趋势使得水热增压作用更加显著;泥岩的封闭性能决定砂岩储层水热增压的有效性和增压幅度,砂岩储层孔隙度大小影响水热增压幅度的强弱。      

酸化井试井解释新模型及应用

酸化是油、气、水井增产增注的重要措施,压力不稳定试井是评价酸化效果的主要手段。重点研究了油层酸化后孔隙度和渗透率变化条件下的不稳定渗流问题,给出了孔隙度和渗透率变化的指数模式,建立了变孔隙度、渗透率试井分析模型,应用有限元方法求得了模型的数值解,得到了井底压力随时间变化的双对数理论曲线,并对理论曲线的特征进行了分析。通过实际井例分析,说明该模型具有较好的应用效果,为更准确地评价酸化效果提供了一种方法。     

页岩气扩散实验与数学模型

在地层条件下,页岩气流动状态受多尺度效应影响,包含黏性流、扩散流以及滑脱流等,气体的产出是多种机制协同作用的结果,前人提出的扩散模型已不能准确地描述页岩气在基质中的扩散行为。为了定量表征页岩气扩散能力的影响因素,揭示气井在全生命周期开发过程中的流动规律以及对产能的影响,利用自主研发的高温高压近平衡态实验系统,开展了页岩气在0~1 MPa微压差条件下的流动实验,并提出一种综合考虑渗透率、温度与压力的扩散系数计算方法,成功地运用于川南地区五峰组-龙马溪组页岩中,指出该地区优质储层扩散产量成为主控因素时临界开发压力为4.5 MPa,对于页岩气井产能评价以及扩散能力的表征有重要的意义。通过实验结果与理论分析表明,扩散在高温、低渗、低压力条件下会有更高的分配系数,考虑了基质渗流能力的扩散系数模型能更好地运用在实际流动中,忽略扩散的影响将对产能计算带来较大误差。     

页岩气储层渗透性测试方法对比分析

由于页岩储层渗透率极低,难以应用常规渗透率测试方法进行测试.文中分析对比了介质测试的3种新方法:原地测试法、改良脉冲衰减测试法和解吸流动法.原地测试法可在拟气藏条件下测量渗透率,只需较少的测试时间,且对测试介质完整性要求较低;改良脉冲衰减方法测试时间与平均孔隙压力成反比,因此尽可能提高测试压力则能缩短测试时间,同时降低...     

非稳态气测渗透率仪的研制

介绍了一种用大气作为测量介质,进行负压测量的非稳态气体渗透率测量仪器,详细阐述了该仪器的测试原理、方法及硬件设计\软件设计等.试验结果表明,该仪器重复性好,操作简便、安全,能快速、准确地测量岩石的渗透率,且结构简单、测量成本低.     

页岩纳米孔隙气体流动的滑脱效应

页岩具有超低基质渗透率及纳米尺度的孔喉结构,天然气在页岩纳米孔隙中的流动不再遵循达西定律,受到较常规储层更加显著的滑脱效应影响,研究页岩纳米孔隙气体流动的滑脱效应,对于指导页岩气的压裂设计、产能预测、气藏数值模拟等都具有重要的意义。为此,在文献调研的基础上,分析对比了目前页岩中气体流动的多尺度流动规律,并着重分析了评价滑脱效应对气体在页岩中流动的影响规律,以及气体解吸对于页岩纳米孔隙滑脱效应的影响。结果表明:Klinkenberg方程无法准确地描述页岩的滑脱效应,孔隙尺寸越小,滑脱效应对于气体流动影响越大,且页岩受到滑脱效应影响的压力范围更大,这不仅仅局限于低压范围内,如果在页岩气产能预测与气藏数值模拟过程中,不考虑滑脱效应将会带来更大的计算偏差;有机质孔隙表面的气体吸附、解吸会改变气体的流动通道,对纳米孔隙中气体滑脱效应存在重要的影响;最后指出,多尺度流动效应和基于孔喉分布的应力—温度—流动耦合模型是页岩气储层渗流机理的下一步研究方向。     

第四系弱成岩泥页岩孔隙结构及物性特征

第四系弱成岩泥页岩具有广泛的生物气勘探前景,对其孔隙结构及物性特征的研究有利于丰富泥页岩生物气藏地质理论.以柴达木盆地三湖地区第四系弱成岩泥页岩为例,通过扫描电镜、岩石薄片、X射线衍射全岩分析、覆压孔渗、气水相对渗透率等实验,系统研究了第四系弱成岩泥页岩孔隙结构及物性特征.结果表明,第四系弱成岩泥页岩主要为黏土质页岩、...     

致密砂岩和页岩渗透率实验研究

对于致密砂岩和页岩来说,渗透率的准确测量是比较困难的。为了改善这一现状,对致密砂岩和页岩的渗透率进行了研究,给出了一种新的实验研究方法。实验采用专门设计的仪器,通过应用压力传感技术,在不同的有效压力条件下,测量了致密砂岩、天然和人工页岩的气体及液体渗透率。通过考虑有效压力对岩样渗透率的影响,建立了岩样渗透率与有效压力的关系式。实验结果表明。该实验方法能够较准确地测定致密砂岩和页岩的渗透率;岩样的渗透率随着有效压力的增加而呈非线性减小。且与有效压力呈对数关系;所建立的方程与实验数据具有很好的吻合性,拟合相关系数高达98％以上。这说明该实验方法和建立的方程是合理的,可为从事相关工作的科研人员提供参考。