储气库井注气压力剧变诱发微粒运移实验模拟

微粒运移是一种重要的储层损害类型,地下储气库井在注气过程中因注气压力递增或波动而诱发储层微粒运移。当前,基于储气库注气压力变化下的微粒运移机理尚不明确,且少有系统开展模拟储气库注气压力变化下的微粒运移实验研究。为此,选用相国寺储气库黄龙组碳酸盐岩储层岩心制取裂缝岩心,分别开展了应力敏感实验、气体速敏实验、模拟储气库注气压力递增和压力波动情形下的岩心流动实验,测试压力递增和压力波动的岩心渗透率和出口端微粒浊度,并借助X射线衍射和扫描电镜等手段,分析储层微粒运移的潜在微粒类型,揭示了储气库注气压力动态变化诱发储层微粒运移机理。实验表明:①驱替压力递增和压力波动实验中的压力梯度远大于速敏实验中岩心发生速敏时(微粒运移)的临界压力梯度,岩心应力敏感程度为弱~中等偏弱;②驱替压力递增和波动下岩心平均渗透率损害率分别为77%和57%;③驱替压力递增和压力波动引起储层裂缝壁面脆弱结构附着能力下降是微粒运移的重要诱发机制。分析认为,注气压力递增或频繁波动会诱发储气库储层微粒运移损害,应预防钻完井过程中外来固相微粒侵入,并对储层中固有微粒进行清除。     

储气库注采过程中有效应力变化模拟试验

储气库周期注采过程中有效应力变化会使储层发生应力敏感，为了了解应力敏感对储气库储层渗透率的影响程度，为优化储气库注采制度提供依据，开展了考虑与不考虑有效应力作用时间的碳酸盐岩应力敏感试验，测试了试验过程中岩样的渗透率，并运用扫描电镜等手段，观测了考虑有效应力作用时间试验前后岩样裂缝的壁面。试验结果表明:不考虑有效应力作用时间时，碳酸盐岩裂缝岩样和基块岩样的应力敏感程度分别为弱—中等偏弱和无；考虑有效应力作用时间时，碳酸盐岩裂缝岩样和基块岩样的应力敏感程度分别为中等偏强和弱；随着有效应力作用时间增长，岩石裂缝壁面微凸体的破碎与微裂纹的萌生和扩展会强化岩样的应力敏感性。研究表明，为了弱化储气库储层的应力敏感程度，应合理控制储气库的注采压力。      

地下储气库应力敏感性实验研究

在储气库运行过程中，由于气体的采出和注入，使得多次注采期间岩石净上覆压力发生周期性变化，随之导致储层岩石物性参数发生周期性变化，从而影响储气库的注采能力，因而研究储气库储层应力敏感特征具有重要意义。为此，以实验手段研究了地下储气库在气体注入和采出过程中地下储层的应力敏感性。实验选用2块渗透率不同的人造砂岩岩心，测试了在4次净上覆压力升降过程中的储层渗透率变化。实验结果表明：随着净上覆岩层压力的增加，岩心渗透率呈下降趋势，初期渗透率下降较快，后期渗透率下降程度减小，应力敏感性变弱；净上覆压力周期性变化过程中，岩石渗透率不可能完全恢复到原始值，存在着一定程度的滞后效应；岩石渗透率越高，应力敏感特性越明显。     

气藏型储气库多周期注采储集层应力敏感效应

选取中原油田文23储气库储集层标准岩心,开展多周期注采条件下渗透率应力敏感实验,分析了多周期注采渗透率应力敏感变化规律,提出了多周期注采岩石覆压渗透率计算方法,分析了多周期注采储集层渗透率应力敏感对储气库注釆能力的影响.研究表明:岩石渗透率保持率随储气库运行周期数增多初期快速下降,后期缓慢降低;净应力上升过程中渗透率应...     

川西地区九龙山构造砾岩储层敏感性实验分析

四川盆地西北部九龙山构造下侏罗统珍珠冲组气藏的储层岩石矿物特征和孔隙结构十分特殊和复杂,颗粒大、裂缝发育且非均质性强,具有低孔隙度、低渗透率致密储层的特征,目前对开发过程中的储层伤害机理及主要伤害因素尚未掌握。为此,进行了系统的岩心实验分析,结果表明：该区储层总体表现为强速敏性和强-极强水敏性,速敏渗透率损害率为67.2％～94.1％,水敏渗透率损害率为71.3％～95.5％,渗透率越低,速敏性越强;碱敏性中等偏强-强,碱敏渗透率损害率为48.6%～90.9%,酸敏性弱,注酸前后渗透率变化不大;应力敏感性强,裂缝受压后产生闭合难于恢复,渗透率损失率大。总之,该气藏储层敏感性强,极易被伤害,主要伤害类型为水敏、速敏和应力敏感,建议气田生产中避免“强采强注”,施工中采用合理矿化度的工作液,加入适当的黏土稳定剂,并控制酸碱度。     

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。     

储层岩石破裂诱发微粒运移损害实验研究

在油气井射孔和水力压裂过程中储层岩石发生破裂,可能诱发岩石微粒的分散运移,造成速敏损害,影响油气田的最终采收率。选用露头岩样分别进行了基块、干式与湿式破裂岩样的对比性速敏实验,证实了岩石破裂过程显著增加了速敏损害程度和发生机会。研究表明,干式破裂岩样微粒运移程度中等偏强,湿式破裂岩样微粒运移程度强;相同破裂方式裂缝岩样,裂缝宽度越大,微粒运移程度越强;岩石破裂导致微粒之间连接力减弱是诱发微粒运移的力学机理,地层水对岩石强度的弱化作用加剧了微粒运移的程度;岩样中含有易发生微粒运移的蒙皂石、伊/蒙间层、石英和方解石等矿物是岩石破裂诱发微粒运移的潜在地质因素。对于岩石强度较差的储层,采用负压射孔和优选压裂支撑剂粒级有助于弱化微粒运移损害的负面影响。     

超深致密砂岩储层裂缝壁面出砂机理及其对应力敏感性的影响

致密储层渗透率的应力敏感性问题一直是致密油气藏开发的研究热点。选用塔里木盆地超深致密砂岩气藏井下岩心样品制取裂缝岩心样品6块,开展超深致密砂岩储层应力敏感性评价实验。实验前、后对裂缝壁面进行激光扫描成像处理,并采用扫描电镜表征其微观结构。实验结果表明,超深致密砂岩储层裂缝岩心样品的应力敏感系数为0.41~0.72,应力敏感程度为中等偏弱—强,明显弱于中国典型致密砂岩储层。三维激光扫描图像对比结果显示,实验前、后裂缝壁面出现明显的砂粒脱落现象;扫描电镜图像显示,实验前裂缝壁面存在大量松散脆弱结构。在超深致密砂岩储层裂缝岩心样品应力敏感性评价实验过程中,裂缝壁面脆弱结构在高速流体拖曳力作用下与壁面脱离,运移过程中持续撞击侵蚀壁面,进一步促进砂粒脱落,形成的砂粒沉积于裂缝狭窄处。当有效应力增加时,具有一定强度的砂粒将起到支撑裂缝的作用,进而起到弱化应力敏感性的效果。裂缝壁面出砂对不同宽度裂缝应力敏感性的弱化程度存在显著差异,其弱化程度从大到小依次为中等宽度裂缝、较大宽度裂缝和较小宽度裂缝。     

底水气藏型储气库注采渗流规律实验

为深入研究底水气藏型储气库在多周期注采过程中的气-水两相渗流规律,以辽河油田S6储气库储层岩心为研究对象,开展多周期升压—卸压渗透率应力敏感性评价、多周期模拟注采气-水相渗特征评价实验,并结合扫描电子显微镜观察进行微观结构分析。结果表明：研究区渗透率应力敏感性较低,多周期升压—卸压后渗透率有低幅度下降;随着气-水互驱次数的增加,束缚水饱和度和残余气饱和度分别下降和上升,而后逐渐趋于平衡;多周期循环注采导致微裂缝生成和微粒运移,微裂缝强化渗流能力占主导地位,含气饱和度、气相渗透率逐渐升高并逐渐趋于平衡,与实际运行中储气库前期扩容、后期逐渐平衡规律一致。研究结果对合理配置注采参数和区域内新兴储气库建设提供技术指导。     

相国寺储气库储层微粒运移伤害实验研究及应用

储气库强注强采、反复注采的生产特征决定了储层特征在不断变化,使用常规方法难以准确评价微粒运移对储层的伤害大小。为了给储气库注采方案的科学制定提供实验技术支持,以碳酸盐岩裂缝-孔隙型储气库储层为研究对象,针对储气库实际生产,建立了一套基于生产特征的实验方法;采用岩心伤害评价仪、扫描电镜及浊度仪开展微粒运移对储层伤害的实验研究,定量分析驱替压差递增、波动、正反向的变化引起微粒运移对储层的损害大小。研究结果表明:①基于生产特征建立的实验方法,驱替方式为压差递增、波动、正反向,驱替压差1.5～10 MPa,实现了模拟实际生产全特征的实验评价;②碳酸盐岩裂缝-孔隙型储气库储层微粒运移的第一临界压差4 MPa,第二临界压差8 MPa;③驱替压差波动更容易使前期堵塞孔喉的微粒发生进一步运移,产生自然解堵或新的堵塞,4～8 MPa的驱替压差产生解堵的效果,8～10 MPa的驱替压差产生新的堵塞;④驱替压差方向的变化,可使微粒在喉道及孔隙中来回振荡,使部分大微粒破碎成小微粒进而运移出,使储层渗透率在一定程度上得到改善,缓解储层的伤害。结论认为,碳酸盐岩裂缝-孔隙型储气库在注、采过程中控制一定的生产压差,不但能够满足生产需要,而且减小地面设备负荷,同时能有效缓解由于微粒运移导致的储层伤害。     

疏松砂岩气藏渗透率敏感性实验研究

压敏、速敏、水敏的联合作用是疏松砂岩储层二次伤害的主要原因。利用松散岩心的套筒取心制样技术,对疏松砂岩油藏的露头岩心取样,通过疏松砂岩油藏应力敏感实验,模拟了不同驱替压差和驱动流速下储层的压敏、速敏、水敏变化,研究了疏松砂岩气藏特殊的渗透率敏感性机理。实验结果表明：疏松砂岩储层的渗透率越低,压敏越明显,压敏主要发生在应力变化的初始阶段,一般处在投产早期的近井地带,因此,多井低产、均衡开采将有利于稳产;疏松砂岩储层可动水会加剧压敏效应,因此随着压实和出水,中—低渗储层将转变为局部低渗—特低渗储层;疏松砂岩储层渗流过程中,微粒的运移同时具有疏通提渗和堵塞降渗的双重效应,在岩心尺度上,速敏体现在测试渗透率的异常升高,对于实际生产井,当气井产量发生显著变化时,可认为近井地层发生了微粒运移引起的速敏效应,即地层出砂。     

富有机质页岩高温热激增渗效果实验评价方法

高温热激可有效缓解致密型油气层钻完井及水力压裂过程中造成的水相圈闭损害,并因诱发岩石破裂而一定程度地增加储层渗透率.然而目前关于高温热激岩样的预处理、实验程序及评价指标等方面尚未取得共识.以四川盆地志留系龙马溪组页岩储层为研究对象,建立了高温热激增渗效果评价实验流程,分别考虑干燥岩样和含水岩样的情况,开展了5℃/min...     

含水层储气库气驱多相渗流机理物理模拟研究

含水层储气库气驱多相渗流机理物理模拟研究与常规油气田气驱物理模拟研究不同,前者主要是解决储气库多次注采循环条件下的气驱渗流机理模拟,因此从实验的设计和流程都有其特殊性、复杂性,但目前国内外文献对此报道甚少。通过对含水层储气库物理模拟实验流程的自主设计和研发,主要解决了3个方面的室内物理模拟评价技术,包括多次注采循环岩石应力敏感性评价技术、多次气水互驱多相渗流特征评价技术和多次注采后库容及渗流特征评价技术等,指出该评价技术系列可以为今后我国含水层地下储气库的建设与运行打下较好的理论基础。     

贺阳山地区延长组长4+5储层敏感性研究

近年来,为了合理且高效的展开注水开发项目,储层敏感性研究已经是分析储层损害机理,预防储层破坏以及降低储层遭受损害的重要手段。为了清晰的了解工作液对本区储层的损害程度,本文通过岩芯样品鉴定、铸体薄片、扫描电镜、敏感性实验等数据对长4+5储层敏感性进行研究。相关实验数据显示,该区长4+5储层总体上表现为弱速敏、中等偏弱水敏、中等偏强盐敏、弱碱敏以及中等偏强酸敏。     

疏松砂岩地层微细粒运移特征实验研究

利用绥中36-1油田G区块油藏冷冻取心岩样,研究了疏松砂岩油藏在无应力和有应力条件下微细粒运移的特征.结果表明,疏松砂岩油藏冷冻取心岩样的流速敏感性评价实验结果不能反映油层岩石微细粒运移的真实特征.疏松砂岩油藏开采过程中,油层压力下降和采油速度的增加以及岩石结构的破坏,是造成油层岩石微细粒运移和油井出砂的主要原因.     

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为了搞清异常高压气藏岩石渗透率应力敏感特性，通过克拉2气田的岩心渗透率应力敏感性实验，得到了不同物性岩样的渗透率随有效覆压变化的规律，建立了以地面条件下空气渗透率为基准的不同有效覆压下渗透率的模型——幂函数模型，获得该气藏岩石空气渗透率与应力敏感性系数的关系式。该模型简单实用，其中应力敏感性系数的大小与岩石物性有关；该关系式克服了前人根据岩石物性范围分组表示岩石应力敏感性而导致不连续的缺点。实测结果还表明：克拉2气藏岩样应力敏感性高于大庆油田气藏的岩样，具有异常高压气藏岩石应力敏感性强的特点。     

塔里木盆地深层致密砂岩气层应力敏感性

深层-超深层致密砂岩气藏是塔里木盆地油气勘探开发的重点对象,其在钻完井和生产过程中经常表现出与井筒液柱压力或井底流压变化十分敏感的复杂工程行为。为了揭示深层致密砂岩应力敏感特征及主控因素,以塔里木盆地3个典型天然气藏(DB、YM、KS)为研究对象,分别开展了模拟围压递增条件下的裂缝和基块岩样应力敏感实验,并基于扫描电镜、铸体薄片、X-射线衍射、高压压汞等分析手段,分析了孔隙结构、矿物组分、裂缝发育特征对深层致密砂岩应力敏感性的影响。结果表明,塔里木盆地深层致密砂岩基块应力敏感系数为0.280 6~0.771 4,应力敏感程度总体为中等偏强-强,其中KS(0.771 4)>DB(0.654 0)>YM(0.579 6);裂缝应力敏感系数为0.532 3~0.806 9,应力敏感程度总体为中等偏强-强,其中YM(0.726 2)>KS(0.693 5)>DB(0.626 5)。深层致密砂岩应力敏感程度受地层埋藏深度、孔隙结构、矿物组成和裂缝发育程度综合因素控制。基块岩样应力敏感程度与储层埋深、不稳定矿物组分含量、黏土矿物含量成正相关,与储层石英含量、孔隙度、渗透率、孔喉半径成负相关。裂缝岩样应力敏感程度主要受裂缝宽度控制,应力敏感程度随裂缝宽度增大而减小。     

可动水对储层应力敏感性影响的实验研究

针对存在可动水条件下气水两相渗流测定时压力难以达到稳态、测试周期长的问题,提出了一种高温高压气水两相渗流条件下应力敏感性实验评价方法,通过引入电容法液体计量计控制岩心含水饱和度、蠕动泵调节气水循环流动获取应力敏感性数据,进而分析可动水对储层应力敏感性的影响,摆脱了单一调整入口端气水比例和回压阀联合控制的测试局限,丰富了...