页岩储层组构特征对自发渗吸的影响

自发渗吸是利用水力压裂和水平钻井技术在开发页岩油气过程中出现的重要现象。孔隙结构和矿物组成是影响页岩储层自发渗吸的重要因素。通过对页岩样品进行自发渗吸实验,探讨其孔隙连通性、页理方向和矿物组成对页岩储层自发渗吸速率的影响,并利用自发渗吸曲线斜率评价页岩储层的孔隙连通性。结果表明,与常规油气储层相比,页岩储层孔隙连通性较差,自发渗吸曲线斜率明显低于理论值。页理方向也会对自发渗吸产生影响,顺层自发渗吸曲线斜率通常较高,但是也有样品表现为穿层自发渗吸曲线斜率与顺层自发渗吸曲线斜率相当,这可能是由于页岩储层中亲水性矿物含量较高,使水在页岩储层中对运移的方向依赖性减弱。自发渗吸与页岩矿物组成密切相关:当页岩中粘土矿物含量较高时,吸水膨胀使页岩储层中原有孔隙结构发生改变,导致重复实验时页岩储层自发渗吸的曲线斜率逐渐减小;当页岩中石英等脆性矿物含量较高时,自发渗吸曲线变化不大,说明实验的重复性较好。页岩储层的自发渗吸曲线斜率越大,其渗透性越好,越有利于页岩油气的开发。     

页岩储层表面活性剂渗吸驱油机理及影响因素分析

为了研究表面活性剂对页岩储层渗吸驱油效果及影响渗吸效果的主控因素，以苏北某油田页岩储层的岩心为研究对象，利用TOC分析、电镜扫描技术表征了岩心孔隙结构特征，利用核磁共振技术开展了多因素影响下的渗吸实验，评价了润湿性、裂缝、孔隙度、渗透率、表面活性剂浓度及类型等因素对页岩储层渗吸效率的影响，明确了渗吸过程中不同孔隙内原油分布特征及动用情况。结果表明：页岩渗吸分为前期、中期和后期3 个阶段，前期渗吸速度大，渗吸效率迅速上升，中期时间占比最长，后期渗吸速度缓慢，渗吸效率趋于稳定；对比不同因素对渗吸的影响，岩心越水湿、裂缝越多，渗吸速度越大，渗吸效率越高；孔隙度越大、渗透率越小，渗吸效率越高；随表面活性剂浓度降低，渗吸效率呈上升趋势。核磁共振实验结果表明，页岩渗吸过程中，微小孔隙的原油动用情况大于大孔隙，改变渗吸条件可提高各类孔隙动用效率。     

基于核磁共振技术研究页岩自发渗吸过程

页岩储层水力压裂初期形成水锁,导致压裂液返排率低,关井一段时间后水锁自动解除,为研究出现该现象的原因,运用了低磁场核磁共振技术研究压裂液在页岩自发渗吸过程中的分布特征。结果表明：砂岩和火山岩T₂谱均存在3个峰,随自发渗吸时间的增加,核磁信号振幅均匀增加,表明砂岩和火山岩自发渗吸过程中,所有孔隙均匀吸水;但页岩T₂谱具有双峰特征,且自发渗吸过程中核磁信号振幅增加具有不对称特征,右峰（大孔隙和裂缝）在自发渗吸初期被迅速充满,随自发渗吸时间的增加,左峰的左翼振幅逐渐重合,表明液体优先充满微孔隙,右翼振幅逐渐增加,稍大孔隙逐渐被液体充填,且右翼整体向右移动,表明页岩中出现了大量的新孔隙,新增孔隙是吸水膨胀产生的微裂缝。     

页岩储层自发渗吸实验及润湿性研究

页岩储层一般需要水力压裂技术进行开发,压裂液在储层中的自发渗吸是页岩气藏开发的重要机理。文中利用页岩粉末装置分别在页岩油气系统和气水系统开展自发渗吸实验研究,对页岩储层的渗吸特征取得了进一步的认知。实验结果表明:页岩粉末渗吸油量高于渗吸水量,但渗吸水的速率高于渗吸油的速率。其结论与常规渗吸实验相反,主要是由于页岩中有机质纳米孔数量较多,粉末化后疏水网络能有效连接,比表面积增大,引起页岩粉末渗吸油量大于渗吸水量;同时由于有机纳米孔孔径较小,摩擦阻力较大,引起渗吸油速率降低,平衡时间延长。通过应用液-液萃取(LLE)润湿性实验和润湿性指数法进一步表明,实验页岩粉末的润湿性为弱油湿。     

表面活性剂对页岩油储层高温高压渗吸驱油效果的影响因素

为了搞清表面活性剂对页岩油储层高温高压渗吸驱油效果的影响,利用核磁共振技术手段,在模拟地层温度和压力的条件下,对页岩岩心在表面活性剂溶液中的渗吸驱油效果进行了研究。结果表明：复合表面活性剂FST-1可以有效降低油水界面张力并具有良好的润湿反转效果,当其质量分数为0.2%时,渗吸驱油效率达到最大;实验温度和压力越高,复合表面活性剂FST-1对页岩岩心的渗吸驱油效果越好,在温度为80℃、压力为15 MPa条件下最终渗吸驱油效率可以达到30.94%;页岩岩心表面越亲水,渗吸驱油效果越好;对于渗透率为0.008×10^-3～0.615×10^-3μm²的页岩岩心,渗吸驱油效率均能达到25%以上。研究认为复合表面活性剂FST-1能够通过降低油水界面张力和改变岩石润湿性的作用提高页岩岩心的渗吸驱油效率。研究成果可为页岩油藏的高效合理开发提供理论依据。     

页岩油储层层理缝渗吸机制和渗吸模式

页岩油主要采用水平井分段压裂形成纵向缝(构造缝)的开发理念,并未考虑开启层理缝的渗吸作用。为进一步研究层理缝对页岩油开发的作用,以新疆吉木萨尔地区页岩油为例,通过岩心渗吸模拟实验、铸体薄片观察、CT扫描等方法,分析层理缝、构造缝渗吸效率。结果表明:构造缝模型渗吸深度为1.5 cm,层理缝模型渗吸深度可达1.0 cm,层理缝在表层渗吸效率较高;在开启构造缝的基础上开启同样面积的层理缝,渗吸效率可提高4.3%左右;根据渗吸物理模拟实验,建立起构造缝与层理缝不同的油水渗吸转换模式,表明在构造缝渗吸的基础上,利用层理缝的渗吸作用,可大大提高页岩油的开发效率。该研究为页岩油藏优化压裂方式、提高页岩油采收率提供了理论依据。     

富含气页岩储层超低含水饱和度成因及意义

在页岩气开采过程中,需要对储层进行改造才能实现有效经济开采。目前北美和国内普遍采用的储层改造方法是水平钻完井结合大型水力压裂。开展入井流体与储层相互作用研究是提高储层改造成功的基础,而储层原始含水状态和成因研究则是开展上述工作的前提。通过对南方海相页岩储层研究发现,富含气页岩储层普遍存在超低含水饱和度现象,其成因主要有压实排水、生烃消耗和汽化携液排水等。超低含水饱和度增加了页岩吸附能力,延伸了可动孔喉范围,提高了气相渗透率,但在工程作业过程中加速了水相渗吸速率,强化了水相滞留效应,使页岩气藏水相圈闭损害潜力增大。在页岩气开发有利区评价、气藏改造及开发过程中,须加倍重视超低含水饱和度这一客观事实及其可能衍生的工程作业损害。     

基于测录井资料计算页岩含油饱和度与气油比的方法

为解决利用地化热解参数计算页岩含油饱和度精度达不到要求的问题，在页岩油重点取心井测录井资料基础上，提出以岩心分析含油饱和度与热解分析含油饱和度的比值作为刻度系数，对热解法含油饱和度计算模型进行校正。实例分析表明，利用改进热解法含油饱和度计算模型计算出含油饱和度的精度达到了要求。为解决利用气测值计算页岩气油比不准确的问题，建立了基于录井资料和测井资料的2种气油比计算方法，第1种方法通过对气测全烃曲线进行井径、钻时、排量、取心和气测基值等诸多因素的环境校正，根据气油比的定义，构建了利用多组分法计算气油比的模型，同时也探索了烃湿度法与平衡值法在气油比计算中的应用；第2种方法从测井资料出发，建立了基于成熟度指数IM的气油比计算模型。实例处理表明，建立的2种气油比计算方法简单实用，且这2种方法互为补充，进而提高气油比的准确度。研究表明，采用基于测录井资料计算页岩含油饱和度与气油比的方法计算页岩含油和度和气油比，可以提高页岩含油饱和度的精度和气油比的准确度。     

致密油储层压裂液渗吸特征及水锁损害评价

致密油储层压裂施工后仍会有大量的压裂液滞留在储层中,不仅会对致密油储层中的原油产生一定的渗吸驱油作用,还可能对储层造成一定的水锁损害;因此,为了确认压裂液在致密油储层中的渗吸特征和产生的水锁损害程度,文中研究了不同类型破胶后的压裂液对目标区块致密油储层天然岩心的渗吸驱油效果,在此基础上,开展了压裂液渗吸后对岩心的水锁损...     

中国陆相页岩油储层水平渗透率与垂直渗透率特征

目前,页岩油在北美地区已经实现了商业开发,中国页岩油的勘探开发也有了重大突破。在生产实践中发现水平纹层/层理发育层段产量高于其他层段,推测水平渗透率大于垂直渗透率。针对中国陆相典型页岩油储层渗透率,应用压力脉冲衰减法,对水平渗透率与垂直渗透的变化规律进行定量研究,结果表明：①常压条件下,当层理缝发育时,水平渗透率高于垂直渗透率可达5个数量级;当层理缝不发育时,水平渗透率比垂直渗透率高20～50倍左右;当储层发育切穿层理的构造微裂缝时,水平渗透率与垂直渗透率相差倍数小于1;②围压条件下,与海相页岩油储层相比,陆相页岩油储层的水平渗透率和垂直渗透率变化更为复杂,其中水平渗透率对围压的敏感性更明显;③就水平渗透率与垂直渗透率之比而言,纹层状灰质页岩/纹层状砂质页岩、层状页岩和块状页岩的变化范围分别为1.5～90.0,1.4～46.0和1.3～40.0;④潜江凹陷页岩油储层孔喉半径小,矿物组分复杂,发育硬石膏等特殊矿物,阻塞孔隙,使得江汉油田潜江凹陷页岩油储层渗透率比胜利油田济阳坳陷页岩油储层渗透率低10～100倍。     

西湖凹陷低渗砂岩气藏可动水饱和度研究

通过对西湖凹陷22块岩心进行核磁共振实验,确定了本区域可动水饱和度的分布规律,并获得了不同低渗岩样气相渗透率与束缚水饱和度关系曲线。西湖凹陷低孔渗储层的物性好,但可动水饱和度高,这是造成本区气藏产能低的主要原因。通过气田实际生产实例,验证了低孔渗气藏产水的可能性,为该类气藏的开发提供指导。     

西湖凹陷低渗储层水的赋存状态及出水特征研究

西湖凹陷低渗储层开发井在投产初期均不同程度产水,产水量长时间保持稳定。针对其出水原因及出水特征,通过可动水实验判别法和"双水"曲线评价法,分析了西湖凹陷低渗储层中地层水的两种赋存状态;通过产水判别图版法和低渗气藏数值模拟研究,结合实际生产动态分析,综合研究认为,西湖凹陷低渗储层的出水特征为投产即见水,且短时间内不会造成水的突然舌进及暴性水淹。     

页岩储层渗透率测量方法研究进展

非常规油气资源发挥着越来越重要的作用,页岩气以其巨大的资源量,成为当今非常规油气藏领域研究的热点。页岩储层渗透率是气藏开发过程中最重要也最难获得的储层物性参数之一,能否准确获得其渗透率值是制约页岩气藏有效开发的瓶颈之一。为此,文中对国内外页岩储层渗透率侧量方法进行了广泛调研,详细阐述了各种方法的实验原理、实验步骤和数学求解过程,对比分析了各种方法的优缺点和影响因素,同时提出了当前页岩储层渗透率侧量过程中存在的问题和研究方向,为国内该领域的研究提供了理论基拙。     

低渗透储层渗流机理研究现状及展望

概括了低渗储层渗流机理的研究现状,总结了目前研究低渗储层渗流机理实验的方法,指出了现有渗流机理研究方法的不足,探讨了可视化物理模型及先进实验和孔隙级数字岩心结合的方法在油田开发领域内的应用前景。可视化模型实验可以清楚观察到驱替的详细过程,有利于弄清流体在驱替过程中的流动状况。应用有限的实验数据和孔隙级数字岩心相结合的方法,可以研究储层的微观渗流机理、模拟驱替实验、评价驱替效果等等。     

表面活性剂对特低渗油藏渗吸驱油的影响

为了促进延长油田化学渗吸驱油提高采收率的目的,以延长HZP区块长6油藏为研究对象,针对水驱波及范围小,水驱动用程度低的问题,运用室内实验测试及分析的方法,分析不同润湿性和界面张力渗吸体系的渗吸驱油效率和规律。结果表明,润湿性不同的岩心渗吸驱油速度和效率由强到弱依次为亲水性、中性、亲油性,注入水体系中,原油在亲水岩心中的粘附功最小,仅有2.464 5×10^-3 J/m²,在亲油岩心中的粘附功达到16.743 7×10^-3 J/m²,是亲水岩心的6.8倍,不同表面活性剂均可以使粘附功不同程度的降低。十六烷基磺酸钠溶液渗吸效率最高,亲水岩心中渗吸效率达到25.2%,中性润湿岩心中渗吸效率为20%,均高于注入水渗吸驱油效率。矿场应用后油井综合含水下降20个百分点。对低渗油藏化学渗吸提高采收率具有重要意义。     

低渗气藏可动水识别方法研究

识别储层中是否含有可动水主要采用对比束缚水饱和度与原始含水饱和度的方法,获取束缚水饱和度的实验方法较多,但不同方法的实验结果有所不同。从对比A区块不同束缚水饱和度的实验结果得出,相渗曲线法、离心毛管力曲线法的实验结果相近,并采用这些实验结果回归出了该区块的渗透率与束缚水饱和度关系式。由于储层存在压敏问题,需要对渗透率低于1×10~(-3)μm~2的储层进行覆压校正。应用回归出的束缚水饱和度计算式,结合覆压校正渗透率,准确地判断出该区块12口生产井的可动水情况。     

页岩气藏孔渗结构特征和渗流机理研究现状

页岩气因其储量大、分布广、清洁,被认为是替代常规能源的重要能源之一。此类气藏属于特低孔、特低渗且存在吸附解吸等特性的非常规气藏。与常规气藏相比,因其具有特殊的微观储存结构和复杂的渗流机理,导致一般无自然产能或低产。因此能否认清其储渗结构和渗流机理是制约页岩气藏有效开发的瓶颈之一。为此调研了页岩气孔渗特征、评价方法以及多尺度下的渗流产出机理发展现状,为下一步的页岩气藏动态分析,产能预测等研究提供理论支撑。     

深层页岩体积压裂缝网动态渗透率模型及其应用

深层页岩具有闭合应力高、非均质性强、流动性差等特点,体积压裂是提高深层页岩产能的重要手段。为表征体积压裂改造区非均质缝网形态及其渗透率动态变化,通过CT扫描人工造缝岩心得到二值化图像并计算分形维数,利用蒙特卡洛随机建模并统计裂缝参数,基于流量等效原理分解非均质缝网。耦合页岩气黏性流、克努森扩散、表面扩散建立单缝流量方程,通过分形理论尺度升级并结合缝宽动态变化特征,建立了非均质缝网动态表观渗透率模型。结果表明：①小尺度缝网表面扩散在地层压力大于10 MPa时可忽略,黏性流比重与地层压力成正比,克努森扩散相反;②大尺度缝网克努森扩散随地层压力增加,先增大后减小,表面扩散和黏性流呈此消彼长的趋势,小尺度缝网渗透率随地层压力增加先减小后增大,大尺度缝网渗透率与地层压力成正比;③最小缝宽（b_min=10^-7 m）不变时,最大缝宽增大10倍,缝网渗透率增大100倍,缝网渗透率与缝宽呈正比;④最大缝宽（b_max=10^-4 m）不变时,小尺度缝网渗透率低压（5 MPa）时略大于大尺度,最小缝宽对渗透率影响不大;⑤裂缝孔隙度越大,缝网分布越密集,渗透率越高。研究成果对缝网改造区的渗流特征以及不同压力、缝网尺度下渗流机理研究具有指导意义。     

南海西部砂泥岩薄互层渗透率评价技术

针对中国南海西部油田砂泥岩薄互层非均质性强、孔渗关系复杂的特点,应用核磁共振测井及成像测井数据,建立一种测试非均质砂泥岩薄互层渗透率的新方法。通过获得一定井段内的薄互层的有效储层厚度,可以鉴别储层类型,求取内在渗透率;通过分析已钻井的测井、地层测试和钻杆DST测试资料,证实了该方法的可靠性。该方法适用于裸眼测井之后的快速产能评价,对于探井或评价井,可以用最小的成本为作业者提供测试决策及射孔位置。     

微纳米孔隙页岩气藏分形表观渗透率计算模型

微纳米孔隙页岩气藏运移机制多样,孔隙结构复杂,分形理论能比较精确地描述复杂系统。基于单根直圆管质量流量公式,推导出考虑迂曲分形维数的单根分形迂曲毛细管质量流量表达式,进一步推导出单位分形集内考虑管径分形维数与迂曲分形维数的总质量流量表达式,从而获得微纳米孔隙页岩气藏分形表观渗透率计算公式。通过实验数据,完成模型验证,对比分析文中模型与传统模型的差异,进行分形参数敏感性分析。结果表明:文中分形表观渗透率计算模型计算结果略高于Javadpour模型,略低于Xiong X模型,但与实验结果最为接近;页岩气藏分形表观渗透率随有效压力增大而逐渐减小,在压力较低时,下降较快,压力较高时,趋于平稳;分形表观渗透率受管径分形维数与迂曲分形维数的影响,随管径分形维数的增大呈非线性增大,随迂曲分形维数增大呈非线性减小。