高温高压气藏地层水盐析引起的储层伤害

针对高温高压气藏烃 水互溶加大,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,进而堵塞储层、降低气井产能的问题,通过室内实验进行了地层水蒸发盐析对储层物性影响研究,分析了地层水蒸发导致盐析前后岩心渗透率的降低程度。利用扫描电镜观测析出的结晶盐在孔道中的产状,通过流动孔隙结构实验研究岩心中发生盐析后孔隙分布的变化特征。结果表明：盐析致使地层孔隙度最大降幅约15%,渗透率最高降幅达83%;地层水矿化度越高,地层渗透率降低程度越大;地层原始渗透率越低,降低程度越大;不同水型的地层水,其盐析产物不同,以NaCl为主。盐析后,结晶盐填充了岩心中的小孔隙,小孔喉在岩心中的比例明显减少,渗流通道减小,有的甚至完全被堵塞;盐析对小孔径岩心所造成的影响远远大于大孔径岩心。因此,高温高压高矿化度地层水的气藏开发中必须考虑地层水的蒸发以及盐析可能造成的伤害。     

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。     

高矿化度地层水对废弃气藏注CO_2埋存影响研究

本文开展了高矿化度地层水对废弃气藏注CO_2埋存影响研究。高矿化度气藏体系在生产中伴随着结盐颗粒和凝析液的产生,地层水蒸发促使体系液相重质化,凝析液量增加;矿化度抑制了凝析液量产生,矿化度越高,凝析液量越小。对于废弃高矿化度气藏,随着CO_2注入量增加,凝析液量减小,露点压力降低,反蒸发区域减小,液相密度减小。生产中,地层水矿化度越高,体系CO_2埋存量越小,注入CO_2加速了地层水蒸发,促使气相中水含量增加,体系结盐量增加。     

异常高压低渗透气藏储层应力敏感性对气井产能的影响

异常高压低渗透致密气藏由于其自身的地质特征,在衰竭式开发过程中表现出较强的储层应力敏感,特别是渗透率应力敏感会明显影响气藏的开发效果。在渗流力学理论基础上建立了考虑应力敏感的三维气、水两相流数值模型,并编写了相应的数值模拟软件。模拟计算结果表明：随压力下降,岩石形变对低渗透储层的影响明显要高于对高渗透储层的影响;储层渗透率越低,应力敏感就越强,导致气井所需生产压差就越大,使得气井对地层能量的利用率越低,故由应力敏感所导致气井产能的损失就越大;异常高压气藏由于原始地层压力高,有效应力变化范围大且变化的下限低,导致储层岩石具有更强的应力敏感。因此在异常高压、低渗透、特低渗透气藏开发中应充分考虑储层应力敏感的影响,并针对不同渗透率的储层制订相应的开发对策,使开发方案能更加准确地指导该类气藏的开发。     

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%。     

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我国多数碳酸盐岩裂缝性气藏属有水气藏。在气藏水侵过程中，天然气渗流经过的孔隙、裂缝和溶洞都会产生水封，造成水锁。实验研究表明，对同一块岩心，含水饱和度增大，气体突破压差增加，而且增幅加快，气相渗透率降低；对不同岩心，绝对渗透率越小，气体突破压差越大，气相渗透率也越低；无裂缝岩心的突破压差比有裂缝岩心的增加更大，气相渗透率下降幅度更快。由于在气驱水过程中存在巨大能量损失，水驱气的气相相渗比气驱水高得多，而两种条件下水相相渗几乎相同，说明用气挤水很困难，封闭气解封阻力较大。无裂缝岩心水驱气效率比有裂缝岩心的高，说明水驱气过程中岩心越均质有利于水的均匀推进，防止水窜，减少水封气。因此，当边水和底水进入储层发生水淹后，气相渗透率将极大降低，存在较强的水锁效应。降压解封方法可以减小水锁效应，封闭气解封首先出现在裂缝和溶洞系统，采出基质中的气需要更大的解封压差。     

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。     

储层渗透率对水合物降压联合注热分解的影响

储层渗透率是影响水合物降压与注热联合法分解的重要因素。建立了包含守恒方程、反应动力学方程和辅助方程的三维水合物联合法分解模型,重点研究了不同储层初始渗透率条件下联合法解离过程,考察了压力、水合物分解及气、水饱和度变化特性。结果表明:储层渗透率越大,压力传播速度越快,储层压力水平越低;流体流动阻碍越小,注入热量热损失越小,反应时间越短;液相相对渗透率越大,液相流动性越强。但储层渗透率对气体饱和度变化影响不大。     

基于地层水蒸发的气井井筒结盐理论模型及实践——以文23储气库为例

地下储气库是保障季节调峰和平稳供气最经济、最有效的手段。为了解决高矿化度地层水气藏型储气库结盐问题,尤其是井筒结盐预测问题,保障文23储气库的安全和正常运行,通过室内实验测试了不同压力和温度条件下地层水蒸发规律,确定了地层水结盐条件;并结合地层水盐析临界条件,首次建立了将气水相态与井筒流体质量守恒、能量守恒、动量守恒、井筒流体传热进行耦合的井筒结盐理论预测模型;应用模型分析了井筒结盐机理,计算了地层水矿化度和水气比对气井结盐的影响规律。研究结果表明：(1)随着温度增加和压力降低,地层水蒸发速度呈指数增加,地层水结盐的临界矿化度为350 g/L;(2)气井结盐主要机理是从井底到井口,在井筒温度和压力变化影响下烃水平衡使得地层水蒸发加剧,地层水矿化度达到结盐临界矿化度;(3)气井中水气比越小（低于0.15 m3·10-4 m-3）,矿化度越大（高于260 g/L）,井筒结盐风险越高,结盐位置在离井口1 500 m左右。结论认为,建立的储气库井筒结盐理论预测模型与矿场监测到的气井结盐规律基本吻合,有助于高矿化度地层水气藏型储气库结盐防控,对保障储气库安全高效运行具有重要意义,同时该模型可为其...     

火山岩气藏气水两相渗流特征分析

火山岩气藏的有效开发较为困难。针对该类气藏的储层特点,文中通过岩心实验研究火山岩的气水两相渗流特征,为气藏有效开发提供依据。室内实验结果表明：受岩心自身孔隙结构特征影响,水,气相渗曲线呈吸吮态,且岩心渗透率对相渗曲线的特征点影响较大,渗透率越大,残余气饱和度越高;对同一岩心而言,气-水相渗曲线的形状及特征点数值与实验温度和压力有关,温度、压力越高,气水两相渗流区越宽,岩心的束缚水饱和度越低,越有利于气水两相渗流。由此得出,在气藏开发过程中,应合理控制生产压差,避免气井过早出现水侵;一旦因水侵造成水锁,可通过提高气藏温度或压力,实现封闭气解封。     

低渗透储层水锁伤害影响因素室内评价

针对低渗透储层因水锁引起的地层伤害问题,开展了水锁伤害影响因素室内评价。通过实验数据结果分析,随着地层含水饱和度的增加,则气相渗透率下降;岩心渗透率越低,作用时间越长,岩心水锁伤害越大;驱替压差越大,岩心水锁伤害越小;活性剂能够减轻岩心的水锁损害。     

徐深气田火山岩气藏水锁效应

徐深气田火山岩气藏储层复杂,开发难度较大。为制定合理的气藏开发方案,提高单井产量和经济效益,减少开发过程对气藏的伤害,研究了不同孔隙类型火山岩气藏的全直径岩心水锁伤害机理。利用核磁共振T_2谱给出了不同孔隙类型储层自吸水和气相反排后滞留水分布规律,从微观角度解释了不同孔隙类型储层水锁伤害恢复快慢差别的原因。研究认为:火山岩气藏储层岩心含水饱和度随渗吸时间的延长而增加;储层大孔隙越发育则渗透率越高,微孔隙占比越大则渗透率越小;储层孔喉连通性越差,非均质性越强,则自发渗吸时岩心吸水量越小;连通性较差的大孔隙是残余气分布的主要孔隙空间;储层水锁伤害随气体反排孔隙体积倍数的增加而减小。     

高含硫气藏元素硫形成机理及硫沉积预测研究

高含硫气藏的开发过程中,随着气藏压力的不断下降,硫在地层天然气中的溶解度不断降低,在适当的条件下,单质硫就会从天然气中析出并沉积下来,从而堵塞地层孔隙,降低地层渗透率。因此,确定硫沉积的析出条件可以为高含硫气藏的开发方案设计提供重要依据,对指导高含硫气藏合理高效开发具有重要的指导意义。研究单质硫化学沉积和物理沉积机理,并提出硫沉积的判断条件,最后建立了达西和非达西渗流条件的硫沉积模型,并进行求解和分析。计算结果表明,对于距离气井一定位置处,随着生产时间的增加含硫饱和度也增加,硫沉积越严重;初始地层渗透率越低,硫沉积对地层造成的伤害越严重,硫沉积范围越大;渗流速度越大,对地层的伤害越严重。     

英买7-19凝析气藏储层液相伤害评价

英买7-19凝析气藏为边水层状带油环凝析气藏,以一套井网衰竭式方式开采。为了研究不同液相介质对地层气相渗透率的影响,分析了凝析油、地层水、凝析水、完井液和压井液等对英买7-19凝析气藏储层的伤害。通过不同流体对岩心气相渗透率的伤害实验表明,反凝析伤害主要发生于反凝析初期（占70%）,而且渗透率愈低,其对储层气相有效渗透率伤害愈大,对应凝析油临界流动饱和度愈高;含水饱和度增加,地层水和凝析水对气相渗透率的伤害越大,渗透率愈低,伤害愈严重,相同含水饱和度下,凝析水对储层气相渗透率的伤害总是大于地层水;凝析油与束缚水共存时,其对储层气相渗透率伤害大于单一油、水介质的伤害,应密切注意油水共存带来的影响;岩心渗透率愈低,油水共存作用对岩心气相渗透率伤害愈大;YM7 H4井完井液和无机盐压井液对储层渗透率伤害较大,应进一步改进完善。该结论对高效开发英买7-19凝析气藏具有指导作用。     

应力敏感低渗气藏非线性渗流特征研究

低渗透气藏开发过程中,因储层压力的下降所引发的渗透率应力敏感性不可避免。为了研究应力敏感条件下低渗气藏非线性渗流特征,基于Forchheimier二项式运动方程,建立了低渗气藏产能和地层压力分布非线性渗流模型,通过实例计算分析了气井产能、地层压力和渗透率分布特征。研究结果表明:应力敏感系数越高,气井产量降低幅度越大,地层压力损失主要集中在井底附近较小的范围内;压敏效应使渗透率在井底附近损失严重,应力敏感系数越大,渗透率降低幅度越严重。研究成果对应力敏感气藏的产能预测和现场生产指导具有一定的实用价值。     

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。     

高含硫底水气藏气井见水时间预测模型

高含硫气藏是一种非常规性气藏,普遍含有边、底水,该类气藏在开发过程中,伴随有元素硫的析出、沉积等现象,其中硫的沉积将降低储层的孔隙度和渗透率,从而影响底水的锥进速度、进而影响高含硫气井的见水时间。针对高含硫气藏水锥突进、气井见水等问题,首次建立了考虑硫沉积对储层渗透率、底水锥进速度影响的高含硫底水气藏气井见水时间预测模型。运用实例分析,与常见底水气藏见水时间预测模型计算结果相比,该模型计算的气井见水时间更接近油藏实际见水时间,相对误差仅为-6. 49%,其他常规底水气藏见水时间模型误差较大,说明该模型是可靠的。通过实例分析发现:气井见水时间受硫沉积影响而提前;并且含硫饱和度越大,气井见水也越早;井底流压和储层未射开厚度越大,气井见水时间越长;同时,较高的井底流压以及较大储层未射开厚度条件下,硫沉积对高含硫气藏气井见水时间的影响越明显。该研究成果对此类高含硫气藏气井见水时间的有效控制和气藏的安全生产具有一定的指导作用。     

温米油田水淹层高电阻率成因分析

温米油田处于开发中后期,大部分井已经水淹,且出现高电阻率水淹。其中低孔隙度和中低渗透率储层特性、复杂的沉积环境和长期注水开发给油田后期的测井解释带来了极大的困难。通过对研究区块岩心的常规岩心分析和常规薄片及铸体薄片、X衍射黏土矿物分析以及毛细管压力曲线等资料的研究发现,沉积成岩过程中储层的黏土矿物含量及类型是决定原始油水层电阻率特性的主要因素,在水下河道沉积微相中正韵律层中下部沉积水动力条件强,岩石颗粒较粗,黏土含量极小,黏土中导电性强的矿物成分相对含量很低,使储层电阻率值保持较高。注水开发过程中,低注入水的矿化度是导致高电阻率水淹层的另一个重要因素,淡水水淹时低矿化度注入水驱替原始地层水,导致水淹后地层电阻率增大,注入水矿化度越低,水淹程度越强,地层电阻率值增加幅度越大。     

变形介质凝析气藏油气相态特征研究

变形介质凝析气藏因储层岩石颗粒细、孔隙小，储层界面效应极为突出。同时，降压开采过程中储层变形作用明显，因而其相态特征不同于常规凝析气藏。考虑吸附、毛细凝聚和毛细管力等界面效应和储层变形作用对油气体系相态特征的影响，建立了变形介质凝析气藏油气体系真实露点预测模型和衰竭开采过程中气藏的反凝析液饱和度预测模型。将该模型用于Q69井的露点和反凝析油饱和度的预测，其计算结果表明孔隙介质界面现象和储层变形作用不仅会导致气藏的露点升高，而且会加剧地层反凝析作用。考虑孔隙介质界面效应和储层变形作用影响后，地层反凝析油饱和度比常规模拟方法的预测结果更大，并且储层渗透率越低、变形作用越大，地层反凝析油饱和度增加就越显著。因此，与常规凝析气藏相比，变形介质凝析气藏在衰竭开采过程中反凝析现象将提前，反凝析污染也将更加严重。     

克深气藏加重压裂液返排密度降低原因研究

针对克深气藏采用硝酸钠加重压裂液进行储层改造,在地层未产水情况下返排液密度从1.32 g/cm~3下降为1.15~1.20 g/cm~3的现象,开展加重压裂液是否发生盐析和密度降低原因探讨。通过实验测试了加重压裂液和地层水混合物常压蒸发和高压蒸发后密度变化;通过高温高压长岩心实验动态模拟了加重压裂液返排过程和返排密度;结合凝析水产出机理模拟计算了凝析水产出对返排液密度影响。综合实例井生产动态数据、测井解释和硝酸钠溶解度数据,研究结果认为,含硝酸钠加重压裂液在储层条件下不会发生盐析,返排液密度的降低主要是凝析水的稀释作用、漏失钻井液及局部可动水的稀释作用,以及加重压裂液在储层中的吸附作用。该研究对加重压裂液储层改造和伤害评价具有指导意义。