鄂北低渗致密砂岩应力敏感性实验研究

分别按部颁标准和定内压变外压开展了鄂北低渗致密气田储层砂岩渗透率应力敏感性实验,并对其进行了应力敏感性评价.定围压变内压实验包含三个循环,每个循环是在孔隙流体压力不变或降低和增加围压下完成的.根据部颁标准测定的实验结果表明,渗透率随有效应力的变化幅度较大;由定内压变外压的实验结果表明,孔隙流体压力影响渗透率随围压的变化关系,内压较大时渗透率随围压的变化幅度很大.采用了4种方法对来自鄂北气田的岩样进行应力敏感性评价,四种评价方法得到的结果各不相同.部颁标准得到的敏感性最强,为极强应力敏感;基于本体有效应力评价方法得到的敏感性最弱,为弱应力敏感;基于Terzaghi有效应力和模拟地层条件的评价方法得到的结果都属于强应力敏感.与其他三种评价方法相比,模拟地层条件的评价方法是符合实际生产过程的,因此更具有参考价值.     

致密砂岩气藏应力敏感性及其对产能的影响

前人普遍采用的变围压定内压的应力敏感实验方法并不适用于致密气藏,为了研究应力敏感对致密砂岩气藏开发的影响,对苏里格致密气藏岩样进行了定围压变内压的应力敏感性实验。致密气藏存在较强的应力敏感性,储层渗透率越低,应力敏感性越强。通过对实验数据进行拟合,无因次渗透率与无因次净围压数据符合乘幂关系,并定义乘幂关系式指数的负数为致密气藏应力敏感性系数。同时得出苏里格气田某区块储层渗透率与应 力敏感系数的经验公式,可由此式求得该区块不同渗透率储层的应力敏感系数。建立了考虑应力敏感效应的致密砂岩气井产能方程,应力敏感对致密气井产能有较大影响,随着井底流压的下降,应力敏感对产能的影响逐渐增大,因此有必要避免过快地降低井底流压。     

裂缝性非均质致密储层自适应应力敏感性研究

裂缝性致密储层具有非均质性强、应力敏感性强等特点,需明确储层非均质性及裂缝应力敏感性对生产的影响。为此,利用基于投影的嵌入式离散裂缝模型来表征复杂裂缝,结合应力敏感定量表征模型,建立了同时考虑基质和多尺度裂缝非均质性的应力敏感数值模型,自适应获得应力敏感特征曲线。模拟分析结果表明,强非均质致密储层不能忽略基质的应力敏感性,应力敏感性对生产早期的影响较大,以压裂裂缝的影响为主,随着生产逐渐过渡到基质,储层应力敏感性逐渐降低;早期生产压差过大,会造成储层应力伤害,不利于长期生产;不同充填程度的多尺度裂缝在储层中的分布模式对产能有直接影响,充填程度越低,裂缝尺度越大,产能越高。研究结果为致密裂缝性储层合理配产和开发方案优化提供了理论依据。      

柳江盆地二叠系山西组露头致密砂岩储层非均质性表征方法

为了深入研究致密砂岩露头储层的非均质性,解决致密砂岩储层非均质性影响因素多、综合定量表征储层非均质性难度大的问题,对柳江盆地二叠系山西组露头储层进行了系统化密集采样。利用地质统计分析、样品实验分析和显微镜薄片观察等方法,确定了致密砂岩储层各项性质及相关定量数据。同时基于洛伦兹曲线理论分析处理数据,运用层次分析法确定了渗透率、孔隙度、面孔率、填隙物含量和粒度等影响因素的权重,提出了综合定量表征致密砂岩储层非均质性的方法。研究表明,靶区山西组露头致密砂岩为强非均质性储层,区域垂直层面和平行层面的孔、渗特征近乎一致。孔隙度与渗透率之间的差相关性表明,基于突进系数、变异系数和级差等参数的传统非均质性评价方法不适用于致密砂岩储层。用新方法得到的结果比传统仅基于渗透率指标所构建的参数能更好地反映致密岩储层和非均质性。该方法也适用于其他类型非常规储层的非均质性评价。     

碳酸盐岩储层非均质性定量表征方法

碳酸盐岩储层储集空间类型多、形态复杂、次生变化大,具有严重的非均质性,而目前对碳酸盐岩储层非均质性的定量表征是一大技术难题。为此,对现有定量表征碳酸盐岩储层非均质性的4种方法进行了介绍,指出了这些方法各自的优缺点;并根据碳酸盐岩储层储集空间类型的不同对孔隙、裂缝和溶洞储层提出了分类表征的新方法,认为利用孔隙度贡献率和渗透率贡献率描述储层的非均质性具有良好的应用效果。     

碳酸盐岩储层非均质性定量表征方法

碳酸盐岩储层储集空间类型多、形态复杂、次生变化大,和砂岩储层相比,具有更严重的非均质性。对于碳酸盐岩储层非均质性的表征不仅有渗透率变异系数(Vk)、渗透率突进系数(Tk)、渗透率级差(Jk)和夹层密度(Dk)等常规方法,而且还出现了不少用作碳酸盐岩储层非均质性定量表征的新方法。本文对定量表征碳酸盐岩储层非均质性的方法进行了总结,并进行了综合论述。     

储层宏观非均质性定量表征研究

针对当前储层宏观非均质性定量表征参数计算数值无界、表征角度各异、表征方法定量化程度不高等问题,提出了基于储层物性参数累积分布特征的宏观非均质定量表征新参数。通过对任意一组空间分布相对均匀的渗透率数据降序排列,计算出渗透率贡献百分数及其对应的序数百分数,并在直角坐标系中绘制出渗透率累积分布曲线。通过倒数坐标变换,将不同形态的渗透率累积分布曲线转换成斜率为0～1的直线,将直线斜率值定义为储层非均质程度系数。该值与储层非均质程度成反比。应用结果表明,非均质程度系数可应用于各种级次储层宏观非均质程度的定量评价。     

礁滩型储层层间非均质性定量表征

受成岩作用与构造作用等因素的影响,礁滩型储层非均质性较强,而定量表征其非均质性对储层预测及油气田开发均具有重要的指导意义。以普光气田礁滩型储层为例,通过优选综合指数法及渗透率参差系数法对该储层层间非均质性进行了定量表征。结果表明：2种表征方法的结果一致,且与地质认识相符。避免了单参数表征带来的不确定性,同时也避免了表征参数无界的影响。以上方法实现了对储层层间非均质性的定量表征,真实地反映了普光气田礁滩型储层层间非均质性较强的特点,并可为国内外同类研究提供参考。     

致密砂岩微观孔隙非均质性定量表征及储层意义——以鄂尔多斯盆地X地区山西组为例

以鄂尔多斯盆地东部X地区山西组致密砂岩储层为例,采用Matlab编程,提出铸体薄片图像面孔率提取的新方法,基于面孔率提出非均质系数U定量表征微观孔隙非均质性,并讨论非均质系数U和储层物性关系及微观孔隙非均质性的储层意义。结果表明,X地区致密砂岩储层微观非均质性强烈,微观孔隙分布十分不均匀;非均质系数U与孔隙度和渗透率均为负相关关系,非均质系数U越大,储层非均质性越强,储层物性越差,反之储层物性越好;致密砂岩储层微观非均质性控制着孔隙（储集空间和渗流空间）的微观发育特征,致密砂岩储层非均质系数定量评价有利于指导后期开发、开采中优质层位的圈定。     

致密砂岩储层应力敏感性评价实验研究

低渗透储层具有较强的应力敏感性.这个现象用常规的油气田开发理论和油气渗流力学理论是难以解释的,只有考虑多孔介质变形才能合理解释这些特殊现象.通过对低渗透天然、人工造缝及填砂处理岩样,进行应力敏感性评价,得出：（1）天然岩样初始渗透率越小,随着净应力的增加,渗透率损害率越大,应力敏感性越强;（2）在净应力较低的情况下,随着围压增大,岩样渗透率急剧下降;当净应力增大到一定值时,渗透率下降速度减慢;（3）岩样经加压—卸压过程,渗透率无法得到完全恢复,随着加减压次数的增加,应力滞后效应减弱;（4）填砂岩样的缝越宽,随着净应力的增加,渗透率损害率越大,应力敏感程度越强.填砂岩样随着净应力的增加,其渗透率损害率比造缝未填砂岩样的损害率小.     

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。     

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。     

致密低渗砂岩储层定量评价方法

针对越来越复杂的致密低渗砂岩储层评价存在的问题和难点,综合静态资料和动态资料的定性、定量参数,提出一套针对致密低渗储层的综合定量评价方法,进行系统的、全面性的分析,其储层的定量评价结果可直接运用于生产中,该方法在油气田开发、评价中具有重要的意义。该方法总体思路是首先选择评价指标、并对评价指标进行标准化,然后赋予每个评价指标一定的权重系数,通过储层综合评价系数计算和储层类型划分,结合储层经济界限,确定储层评价标准,进行储层综合定量评价,优选有利区带,为井位部署及产能建设提供依据。利用该方法在鄂尔多斯盆地某气田开展储层综合定量评价,优选有利区部署井位,经新实钻井验证,吻合率较好,在该气田的产能建设中起到了至关重要的作用。     

致密砂岩储层地应力对电阻率测井的影响

库车坳陷克拉苏构造带储层主要为致密砂岩储层,其埋藏深、地层条件复杂,受岩性、应力挤压等因素的影响,使得利用电阻率曲线识别地层流体性质变得比较困难。 基于测井资料,在着重研究地应力大小、方向对该区地层电阻率测井响应的影响等方面,绘制了地层电阻率与地应力交会图,并根据电成像资料统计该区不同区块地应力方向与裂缝走向。 结果表明：随着水平主应力差的增大,地层电阻率呈指数增大的趋势;当水平最大主应力方向与地层裂缝走向夹角较小时,地层电阻率与水平主应力差的相关性较好;当水平最大主应力方向与地层裂缝走向夹角较大时,地层电阻率与水平主应力差的相关性变差。     

煤系烃源岩对砂岩致密化发育的影响

为了解煤系烃源岩与致密砂岩发育的关系,在岩石薄片、阴极发光等实验基础上,发现在阴极发光下,在鄂尔多斯盆地宜川地区下石盒子组盒8段中可以观察到大量发棕褐色光的石英,同时具有浅褐色的石英次生加大边,阴极发光分析表明,至少有10%～20%的长石是在埋藏成岩过程中被与煤系地层有关的酸性流体所溶解。在煤系地层中,早期植物遗体氧化分解产生腐植酸以及煤系烃源岩中Ⅲ型干酪根中含氧基团断裂产生大量有机酸,这些酸性流体溶蚀石英、长石等不稳定矿物,产生SiO2,形成石英次生加大,使储层孔隙度大量减少。因此,煤系烃源岩与砂岩致密化发育过程是密切相关的。     

低渗砂岩油藏压力敏感性实验

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决定。储集层岩石颗粒和胶结物的成分、含量、分布,以及储集层的孔隙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。利用天然岩心进行压力敏感性实验,实验结果表明,裂缝比孔隙的应力敏感程度要强得多,应力卸载后裂缝的渗透率恢复率不超过27．8％,孔隙性岩样的渗透率恢复率可达到原先的94．8％。最后分析了压力敏感性伤害的原因及其对注采过程的影响。     

塔里木盆地超深致密砂岩气藏储层流体敏感性评价

明确储层流体敏感性及其评价方法对优选入井工作液体系和性能至关重要。超深致密砂岩气藏储层流体敏感性受矿物组成、孔喉特征及高温流体环境等因素的影响,目前行业常用的评价方法已不再适用。以塔里木盆地超深致密砂岩气藏为研究对象,提出了改进的稳态流体敏感性实验评价方法,包括实验全过程模拟地层温度、出口端预加高回压等,并选取12块具有代表性的超深致密砂岩基块样品开展了水敏、盐敏和碱敏实验评价。结果表明：储层基块水敏指数0.41~0.52,盐敏指数0.72~0.73,碱敏指数0.83~0.92。数据对比显示本方法获得的流体敏感性损害程度强于以往室温条件下获得的评价结果,与矿场数据契合度更高。分析认为改进的评价方法能更好地反映储层实际情况,降低实验误差;细微孔喉及发育的粘土矿物是产生流体敏感性的内因;高温条件增大矿物表面水膜厚度、降低有效渗流通道半径,加剧粘土矿物水化膨胀、促进地层微粒分散/运移,加速矿物溶解/沉淀是加剧超深致密砂岩储层流体敏感程度的主要机制。     

基于数字岩心的致密砂岩微观孔喉结构定量表征

微观孔喉结构是决定致密砂岩储层物性的内在因素,定量描述微观孔喉结构特征可以为致密砂岩储层质量表征提供依据.但致密砂岩储层微纳米孔喉发育,微观非均质性强,常规实验手段难以准确地确定孔喉特征参数.在高精度数字岩心图像的基础上(以SEM-Maps扫描图像为例,分辨率为10 nm),建立致密砂岩多孔介质模型,研究形成了自适应孔...