气藏高矿化度地层水盐析相态及生产影响因素

针对高温高压气藏高矿化度地层水开展了盐析相态和生产影响因素分析。由于地层水含有电解质,采用Pitzer模型表征固相氯化钠热力学平衡,建立气-凝析油-地层水-固体的四相相平衡模型。高矿化度地层水在降压开采过程中,气中水含量增加,密度先增加后略微降低,密度极大值将降压过程分为"非盐析过程"和"盐析过程",矿化度抑制地层水蒸发,却加速地层水盐析。储层渗透率越低、束缚水饱和度越高或矿化度越大,地层盐析量越大。生产动态分析中确定采气速度越大或井底压力越低,盐析发生时间越早,盐析量越大。地层水盐析对单井产能有较大影响,造成储层孔隙度和渗透率降低。研究成果为含高矿化度地层水的高温高压气藏盐析预测奠定了基础。     

致密砂岩孔渗对盐析的响应实验研究

高地层水矿化度的深层—超深层致密砂岩气藏开发过程中盐析及其诱发问题日益突出。选取了致密砂岩柱塞岩心,开展了盐析前后岩心孔渗参数测试实验,利用扫描电镜观察了结晶盐在岩心孔喉内的盐晶形态和赋存状态,并通过压汞法分析了盐析前后致密岩心孔喉半径分布变化情况。结果表明,盐析后致密砂岩孔渗出现明显降低,孔隙度降幅最高可达53%,渗透率降幅最高为65%;结晶盐在致密砂岩孔喉内的赋存状态可分为沿着粒间孔缝和天然微裂缝团簇生长、附着在伊/蒙间层等亲水性黏土矿物表面层状生长以及在孔隙角隅处单粒生长3种模式;当结晶盐颗粒尺寸越接近致密砂岩孔径分布时,盐析越容易造成裂缝和孔喉堵塞。基于致密砂岩气藏盐析诱发损害现象,建议孔隙度小于5%的致密砂岩在开展室内分析实验前应进行洗盐预处理。     

近井带干化盐析和反凝析对高温气藏后期单井产能的影响——以中国南海崖城13-1高温凝析气藏为例

异常高温凝析气藏降压开采过程中近井带地层水的大量蒸发极易导致盐析产生,崖城13-1气田异常高温凝析气藏中即使不产地层水的气井到后期的凝析水产量上升速度也较快,说明这种蒸发作用是存在的。同时随压力的降低在近井带会形成反凝析饱和度的聚集,它们均会使近井带的气相渗透率降低,进而降低气井产能。研究中测试了崖城13-1气田高温下地层水蒸发情况,并利用室内实验测试了不同渗透率岩心在不同干化时间下的岩心渗透率变化,发现低渗岩心在储层高温条件下的蒸发干化对低渗储层的损害较大;在拟合地层水蒸发导致盐析前后岩心渗透率的关系的基础上、结合反凝析伤害影响分析,评价了崖城13-1凝析气藏近井带受干化盐析和反凝析影响下的产能变化。结果表明,崖城13-1气田目前低压阶段盐析对产能的最大影响为15%,平均为8.68%,反凝析最大影响为5.83%。干化盐析和反凝析综合影响下的产能下降最大可达14.51%。     

加重液在高温高压气藏增产作业中的盐析伤害及预防措施

对高温高压气藏使用加重压裂技术存在潜在的储层盐析伤害,降低和防止加重液盐析伤害对提高该类气藏的储层改造增产效果意义重大。为此,采用加重液压后返排过程中盐浓聚变化模拟、现场返排液分析和岩心流动试验,对高温高压气藏增产作业中加重液盐析及其伤害进行了研究。结果表明：①加重液在高温高压气藏增产压裂后返排中存在盐浓聚及其导致的盐析伤害现象,严重时将影响气井增产效果;②产生盐析的主要原因包括加重剂类型及其加量、地层返排温度、压力以及返排速度;③盐析主要发生在压裂缝壁附近和近井裂缝附近;④加重压裂液与普通压裂液交替注入可有效防止和降低盐析产生,采用活性水裂缝闭合清洗可有效解除地层盐析伤害。     

江汉盆地潜江组盐间页岩油藏储层盐析伤害特征

针对盐间页岩油藏开发过程中存在盐颗粒析出、沉淀、进而堵塞储层流动通道问题,选取江汉盆地潜江凹陷典型岩性样品,开展动态及静态盐析实验,定量分析盐析对盐间页岩油藏储层孔隙度和渗透率的影响,同时结合场发射扫描电镜观察盐析伤害前后岩样孔隙结构的变化情况。研究表明：盐析对泥质钙芒硝岩的孔隙度伤害最大,云质泥页岩的孔隙度伤害次之,泥质白云岩的孔隙度伤害最小;泥质钙芒硝岩样的物性伤害主要由于固态盐颗粒的堵塞,云质泥页岩样品则主要是由于吸收高矿化度地层水后骨架胶结弱化、崩解所引起;盐颗粒在储层中的运移导致储层渗透率降低,造成渗透率约为9.2个百分点的附加伤害。盐析后大量生成直径达数个微米的盐颗粒集合体,这些盐颗粒集合体卡堵裂缝和孔隙,破坏盐间页岩油藏储层流动通道。该项研究为中国陆相盐间页岩油藏有效开发提供了依据。     

注入水矿化度对盐间页岩油储层物性影响研究

针对江汉盆地潜江凹陷盐间页岩油储层注水开发造成盐溶解及地层坍塌问题,通过岩心渗吸-驱替实验,利用核磁共振、扫描电镜等方法,从微观和宏观角度研究了不同矿化度注入水对岩心孔隙结构、渗流能力的影响。结果表明：在中矿化度水中渗吸的岩心T₂（弛豫时间）谱的右峰随渗吸时间逐渐向左移动,岩心发生水敏效应,导致孔隙结构变小。在超纯水中渗吸的岩心T₂谱峰的右翼随渗吸时间逐渐向右移动,表明注入水逐渐向较大孔隙运移,岩心内可溶盐类发生溶解,导致孔隙结构变大。经中矿化度水驱替后,盐间页岩油岩心渗透率降低20.45%,产出液中离子含量少量增加;经低矿化度水和超纯水驱替后,岩心渗透率分别增大34.76%、61.15%,产出液中离子含量均大量增加。该结果解释了现场注水开发造成地层坍塌的现象,对盐间页岩油藏注水开发生产具有一定理论指导意义。     

油气藏地层水蒸发产生盐析的研究新进展

在国内外有关盐析的研究中均忽略了高温条件下地层水蒸发过程中盐析对油气藏流体相态、渗流和开发动态的影响。从地层水蒸发过程中盐析的产生机理分析着手,得出影响盐析的主要因素是地层水的矿化度,且盐析主要发生在近井带和井筒中,其中以近井带5m范围内最为严重。盐析一旦发生会堵塞孔道,伤害储层,减少气井的产能。并以渗透率的下降程度作为评判盐析对储层伤害程度的指标。分析地层水的化学组成变化,从而进行盐析的早期测定,并根据不同地层水水型确定不同的盐析判定原则。综合分析认为,针对地层水蒸发过程中产生的盐析现象,研究盐析的渗流理论和盐析规律以及盐析对储层的伤害具有重要的科学意义。     

低渗透油藏有效注入水水质界限

注水是低渗透油藏补充地层能量的主要方式,而注入水水质是影响注水开发效果的关键因素。在低渗透油藏注入水水质推荐指标中没有注入水矿化度的相关指标,且对渗透率低于10×10-3μm2的储层没有进一步的划分。通过恒速压汞实验,分析喉道分布差异及主流喉道对渗透率贡献程度,剖析不同渗透率级别储层影响注水效果的关键喉道区间;通过室内岩心水驱物理模拟实验,定量分析粘土微粒运移与水化膨胀对渗流能力的影响程度,结合喉道分布特征,初步提出了低渗透油藏不同渗透率储层注入水矿化度、颗粒粒径和颗粒浓度的水质界限。研究结果表明,岩心渗透率越低,注入水矿化度越接近地层水矿化度;岩心渗透率越低,注入水颗粒粒径越大,对储层渗流能力伤害越大;岩心渗透率越低,注入水颗粒质量浓度越高,对储层渗流能力伤害越大。     

储层岩心水敏性影响因素分析

注入流体的矿化度与储层岩心中的粘土矿物不配伍时,可引起粘土矿物水化膨胀和分散,使储层渗透率降低.研究结果表明,岩心水敏损害程度与注入流体的矿化度、pH值及矿化度递减速率有关.当注入流体矿化度低于15000mg/L时,渗透率明显降低;矿化度递减速率越快,水敏损害程度越大;碱性介质增强岩心水敏性而酸性介质能抑制岩心水敏性.     

考虑地层水蒸发的异常高温油气藏相态和渗流研究现状

国内外发现的深层高温高压凝析气藏和油藏越来越多,而现有的商品化软件和理论模拟均忽略了高温条件下地层水蒸发和“盐析”对油气藏流体相态、渗流和开发动态的影响。从高温油气藏地层水蒸发的实验研究、地层水蒸发对油气藏流体相态特征、物质平衡方程、油气藏储量、地层流体渗流以及开发动态等方面的影响进行了分析,指出异常高温油气藏存在地层水蒸发和地层水“盐析”问题,在生产过程中会对渗流造成影响,高温高矿化度地层水的油气藏必须考虑其影响。综合分析认为,针对异常高温高矿化度地层水的油气藏,建立考虑地层水蒸发和“盐析”效应的油气藏气液固耦合综合模型对于深层油气藏的渗流理论和开发很有必要,具有重要科学意义。     

火山岩储层微观孔隙结构分类评价——以准噶尔盆地东部西泉地区石炭系火山岩为例

基于准噶尔盆地西泉地区火山岩储层特征研究较薄弱的现象,通过25口井的岩心观察、铸体薄片、扫描电镜及高压压汞等分析,以产能大小为依据,将火山岩储层分为4类,对火山岩储集空间类型及组合、微观孔隙结构特征进行分类评价。根据研究区火山岩储层面孔率及优势储集空间组合关系:Ⅰ类为气孔+溶蚀扩大孔、溶蚀孔+裂缝型,Ⅱ类为气孔+构造缝（溶蚀缝）型,Ⅲ类为气孔+溶孔型,Ⅳ类为孤立小孔隙型,面孔率依次降低。火山岩储层不同类型微观孔隙结构特征表明:Ⅰ类储层发育大孔隙、粗喉道,为优势储集层;Ⅱ类和Ⅲ类储层发育大—中孔隙,中—细喉道,为较好到中—差储层;Ⅳ类储层发育小孔隙、细喉道,为致密储层。在此基础上,结合测井资料,建立了研究区火山岩储层分类评价标准。      

砂岩气藏岩石孔喉结构及渗流特征

以多孔介质中气水两相渗流理论为基础,选择了四川须家河组气藏岩心,其渗透率在(0.002~70.28)×10-3μm2之间,分别开展了高压压汞、气水相渗以及气藏衰竭开采物理模拟实验研究,从岩石孔喉结构、受力特征以及气水两相渗流特征3方面对比分析了致密与中高渗砂岩气藏特征的差异。采用孔喉类型及数量比例、平均孔喉半径、孔喉中值半径3项参数对不同渗透率砂岩孔喉结构特征进行了精细描述,对比分析了低渗致密与常规及高渗砂岩孔喉结构特征差异;采用排驱压力、沿程阻力量化评价了气、水在不同渗透率砂岩中渗流时的受力情况,对比分析了孔喉结构对致密与常规砂岩产能的影响;建立了气相渗流能力与含水饱和度关系图版,对比分析了含水饱和度大小对不同渗透率岩心气相渗流能力的影响。研究成果将为气藏储层微观建模以及气、水渗流机理研究提供一定的参考依据。     

气田地层结盐机理试验研究及影响因素分析

含高矿化度地层水气田在开发中后期由于地层压力下降。井筒和地层结盐加剧．严重影响此类气田开发。为研究此类气田地层盐垢的形成条件与机理，室内采用天然岩心与人造岩心模拟了不同压力条件下地层结盐过程。研究发现，随压力变化，地层结盐可分为初始期、平衡期以及加剧期，且越到开发后期。结盐越严重。对产能影响越大；低渗透率地层结盐上限压力低，但结盐对岩心伤害程度大。孔喉尺寸越小，结盐对岩心伤害越大。研究结论与现场动态变化符合。对气井结盐预测和防治具有指导意义。     

致密砂岩气藏长岩心压力损失及渗透率损害评价实验

致密砂岩气藏具有低孔、低渗、孔隙结构复杂、孔隙连通性差等特点,易受到水锁效应严重损害.为此,根据致密砂岩气藏的水锁机理以及储层条件,选择对应储层的长岩心,开展了不同储层条件、不同水锁程度下的压力损失评价和渗透率损害评价实验,并提出了压力损失和渗透率损害率2个概念,表征水锁效应对压力传播过程和储层渗透率的损害程度.结果表...     

南梁长4+5低渗透油藏注水伤害机理

针对南梁长₄₊₅低渗透油藏注水开发过程中地层伤害机理认识不清的问题,利用电镜扫描、铸体薄片、共聚焦成像、XRD等实验方法,分析了水驱前后储层岩心的孔隙结构及岩石组成,明确注水开发对储层孔隙特征的影响,通过注入水与地层水矿化度与物质含量对比,分析注水过程的潜在伤害、岩心渗透率的实时变化规律,总结地层结垢堵塞机理。结果认为:南梁长₄₊₅油藏注水地层伤害机理主要为注入水、地层水、储层的不配伍引发的盐敏、结垢,以及注入水水质较差引起的储层机械杂质堵塞。该研究成果为低渗透油藏注水伤害机理认识提供了方法及理论支撑。     

致密砂岩储层孔隙结构及其对渗流的影响——以鄂尔多斯盆地马岭油田长8储层为例

致密砂岩油藏岩性致密、孔喉细小,贾敏效应及应力敏感性强,导致油气渗流规律不同于常规储层。为研究致密储层孔隙结构对渗流的影响,首先通过岩心观察、铸体薄片、扫描电镜及高压压汞等实验方法,研究了鄂尔多斯盆地马岭长8致密砂岩储层微观孔隙结构特征。结果表明,该储层平均面孔率较低,孔隙类型复杂,非均质性较强;渗透率小于1×10^-3 μm²的岩心纳米级与亚微米级孔喉占总孔喉的比例均较高（30％～55％）,渗透率大于1×10^-3 μm²的岩心微米级孔喉占总孔喉的比例增大。应用毛细管渗流模型分析了不同尺度喉道对渗透率的贡献,指出研究储层中亚微米级孔喉对渗流起主导作用。通过岩心驱替实验发现,油相（S_wc）最小启动压力梯度与岩心最大喉道半径之间呈幂函数负相关,最大喉道半径小于1.0 μm时,油相（S_wc）最小启动压力梯度随喉道半径的降低迅速增加;随岩心渗透率的降低,喉道分布曲线左移,喉道半径减小,对应岩心的流速-压差曲线非线性段增长。     

阿姆河盆地中-下侏罗统砂岩储层特征

根据铸体薄片鉴定和扫描电镜、物性、压汞、镜质体反射率及声发射实验等分析,认为阿姆河盆地中-下侏罗统砂岩储层以细-中粒岩屑砂岩为主,控制储层发育的成岩作用有压实、胶结、溶解和破裂作用。以早期占据原始孔隙,晚期充填次生孔隙的多期次碳酸盐、硅质及粘土矿物的胶结作用影响最大,以长石、岩屑和方解石等不稳定组分溶解产生次生孔隙对形成储层的贡献最重要。储集空间为少量剩余原生粒间孔、粒间和粒内溶孔、晶间微孔及少量裂缝组合,储层具特低孔、特低渗性质。储层发育受多种因素控制：沉积微相控制储层发育位置;持续稳定的构造沉降决定了早-中成岩阶段成岩作用的发育程度;压实作用、早期碳酸盐和后期硅质的胶结作用是造成储层致密化的主要原因;孔隙流体性质的变化是促使不稳定颗粒组分和胶结物溶解、形成次生孔隙、晚期高岭石及伊利石沉淀的主要因素;破裂作用极大程度地改善储层渗透性,但储层发育程度有限。以物性和孔隙结构参数将储层分为3类,Ⅰ类储层发育弱,Ⅱ类储集性能差,储层开发风险超大。     

辽河双台子构造带沙三段致密砂岩储层特征研究

根据薄片鉴定、物性测试、压汞实验、X线衍射和扫描电镜分析等资料,研究了辽河双台子构造带沙三段致密砂岩储层特征,结果表明:双台子构造带沙三段致密砂岩成分成熟度和结构成熟度低,储层物性差,非均质性强,主要为低孔低渗和特低孔特低渗储层,储层的储集空间类型主要为粒间孔、晶间孔隙和粒内孔隙,含少量的微孔隙、铸膜孔隙、碎屑颗粒内的粒内溶孔和粒间溶孔,裂缝较少。孔喉以大、中孔,微、细喉型为主,排驱压力大,孔隙结构差。沉积和成岩作用是储层物性的两大主控因素,其中粒度较粗、分选较好、湖底扇辫状沟道微相储层物性较好。胶结作用和压实作用是导致储层物性变差的最主要原因,而溶蚀作用一方面对储层孔隙度的增加起到建设性作用,另一方面溶蚀产物的原地沉淀又极大地降低了储层的渗透率。     

孔隙结构特征和非均质性对碳酸盐岩气藏开发的影响

复杂的孔隙结构是制约深层碳酸盐岩气藏高效开发的关键因素之一。为此,首先利用CT扫描技术分析了3种类型岩心的孔隙结构特征;然后,利用具有代表性的孔隙网络模型,实现了三维孔隙结构中的气相流动的可视化分析;最后,在地层条件下通过4组2块岩心串联的衰竭模拟实验研究了层内非均质对开发的影响。结果表明,渗透率主要受裂缝发育程度和分布特征、孔隙连通性影响;在连通性弱的孔隙结构中,气相流动的连续性较差,气相流速和渗透率较低。数量小于30%的大孔隙和孔洞的存在大幅提高了储层的孔隙度。在碳酸盐岩气藏开发中,考虑层内非均质性对气藏开发的影响,应依据不同孔隙结构中的气相流动特征选择合理的生产方式促进气藏在水平方向的协调开发。