致密储层束缚水膜厚度计算方法及影响因素研究进展

针对致密储层束缚水膜厚度的计算方法种类较多,在实际研究中无法准确选择的问题,通过文献调研,对近年来致密储层束缚水膜厚度的计算方法和影响因素进行总结。研究表明：致密储层束缚水膜厚度计算方法分为以束缚水膜体积与孔喉表面积的比值为机理的宏观计算方法,以及将基质简化为毛细管模型或从微元角度出发的微观推导方法;束缚水膜分为初始水膜、驱替后水膜和渗吸后水膜,初始水膜厚度受储层的相对湿度、储层深度和渗透率等因素影响,驱替后水膜厚度受驱替压力、渗透率和孔隙度等因素影响,渗吸后水膜厚度受含水饱和度、离子质量浓度和基质组成等因素影响。该研究对计算致密储层束缚水膜厚度方法的选择以及提高采收率研究有一定的借鉴意义。     

徐家围子断陷沙河子组致密储层分级评价

针对徐家围子断陷沙河子组致密储层孔隙结构、物性下限与油层分级标准亟待研究的需要,应用扫描电镜、低温N₂吸附、核磁共振等多项技术,开展致密储层微观孔隙结构和流体可动性研究,明确了致密储层孔隙类型、孔喉特征及组合关系,建立了储层孔隙结构与可动流体饱和度的关系。在此基础上,采用束缚水膜厚度法、可动性拐点法和试气产能法,建立了沙河子组致密气储层物性下限和储层分级评价标准。为下步致密储层致密化成因、成岩演化序列和优质储层甜点预测奠定了坚实的基础。     

致密储层孔隙结构研究方法概述

对于致密储层,孔隙结构很大程度上决定了储层的性质,影响了流体流动机理,对储层的产能有很大影响,因此,储层孔隙结构表征一直是石油领域研究的热点问题。随着致密储层的油藏开发、煤层气及页岩气的开采,孔隙结构研究方法日益受到人们的重视。在参阅国内外相关文献的基础上,对目前致密储层孔隙结构表征方法进行归纳,分别介绍了每种方法的工作原理,并简单总结了各自的优缺点。     

致密砂岩束缚水饱和度和微观孔喉结构关系实验研究

致密砂岩气藏在开发过程中普遍存在产水现象,容易造成井筒积液、产量快速递减甚至停产等问题,认识致密砂岩地层水赋存规律,从而评价产水规律及其对产能的影响,是致密气规模化开发必须解决的关键问题。以中国海油鄂尔多斯盆地矿区盒八段致密储层为研究对象,选取典型岩心8块,每一块岩心均依次开展了孔渗分析、核磁共振实验、高压驱替实验和恒速压汞实验,从而揭示致密砂岩束缚水饱和度及与之一一对应的微观孔喉量化关系。实验结果表明,临兴矿区盒八段致密储层束缚水饱和度整体在40%～70%,且赋存在小于0.1μm的孔隙内以及较大孔隙的亲水表面上;束缚水饱和度随着喉道半径平均值、渗透率的增加而降低,具有较好的线性关系。本文所提出的方法为定量评价致密砂岩气藏的产水能力提供了基础依据和指导。     

鄂尔多斯盆地东部致密砂岩气成藏物性界限的确定

为了研究鄂尔多斯盆地东部上古生界致密砂岩储层天然气充注成藏的物性界限,分析微观孔喉内天然气的受力状态,综合考虑了束缚水膜、浮力、毛细管阻力、异常超压和水动力等参数对天然气充注成藏所起的作用。将束缚水膜厚度作为天然气可充注进入致密储层的最小孔喉半径,核磁共振测试获得了岩心束缚水饱和度并据此计算了束缚水膜的厚度,综合分析得出孔喉半径下限为10 nm。利用浮力和毛细管阻力的平衡状态计算得出的临界孔喉半径作为最大孔喉半径,通过先确定主要含气层段在不同地质时期的气柱高度,据此计算得到的临界孔喉半径作为孔喉半径上限。通过常规压汞测试结果建立了孔喉中值半径与物性参数的拟合趋势,再将孔喉半径上、下限带入拟合趋势中推算得出相应的物性界限参数。物性界限推算结果为：下石盒子组八段成藏物性孔、渗参数下限分别为4% 和0.1 mD,早白垩世末期储层孔、渗参数上限分别为13% 和1.8 mD,现今储层孔、渗参数上限分别为14% 和2.0 mD;山西组二段三亚段成藏孔、渗参数下限分别为2% 和0.01 mD,早白垩世末期储层孔、渗参数上限分别为8% 和1.0 mD,现今储层孔、渗参数上限分别为9% 和1.4 mD;太原组成藏孔、渗参数下限分别为3.5% 和0.02 mD,早白垩世末期储层孔、渗参数上限分别为11% 和1.1 mD,现今储层孔、渗参数上限分别为12% 和2.0 mD。     

致密油储层有效厚度经济界限确定方法

为确定大庆油田龙西地区TA区块致密油储层有效厚度经济界限,解决薄层压裂选层取舍难题,采用投入产出比法和产量经济界限法综合确定了龙西地区TA区块致密油直井三类储层有效厚度经济界限,即致密油Ⅰ类、Ⅱ-1类、Ⅱ-2类油层有效厚度经济界限均可达0.2 m.该方法为大庆外围油田致密油直井压裂选层提供了依据和技术借鉴.     

核磁共振测井在致密油储层孔隙结构评价中的应用

准噶尔盆地准东北部平地泉组致密油储层岩性复杂,具有低孔隙度、低渗透率、非均质性极强、孔隙结构复杂的特点。为评价此类储层的有效性,从节省取心成本的角度考虑,首先采用分段非线性刻度转换方法由核磁共振测井T2谱构建伪毛管压力曲线及相关关系法连续计算孔隙结构参数。并在此基础上,优选孔隙结构敏感参数构建储层质量综合指数,结合产能建立适合致密油储层的产能评价标准。     

核磁共振录井技术在致密砂岩储层流体识别中的应用

为准确识别致密砂岩储层流体特征,选取致密砂岩岩心进行核磁共振录井分析,根据岩心中流体的核磁共振基本特征,建立了储层流体识别标准,取得了较好的应用效果。     

低孔低渗致密砂岩气藏束缚水饱和度模型建立及应用——以苏里格气田某区块山西组致密砂岩储层为例

研究区的储层具有低孔隙度、低渗透率、低压力、低丰度和高含水饱和度等特点。束缚水饱和度与地层的孔隙结构、岩石性质及形成条件有关,所以对不同类型的储层,影响其束缚水饱和度的因素不同,求取方法也不同。针对研究区的实际情况,利用核磁共振资料、测井资料分别建立了3种计算束缚水饱和度模型:①孔隙度建立模型,该模型对低孔、低渗及孔隙结构复杂的储层适用性很差;②用多元线性回归求束缚水饱和度,该方法取得了较好的效果;③用孔隙结构指数建模,该模型与核磁分析吻合程度最高,效果最好。因此根据研究区储层特点,选择利用孔隙结构指数建立束缚水饱和度模型,大大提高模型准确度,为后期测井解释提供了可靠依据。     

鄂尔多斯盆地陕北地区三叠系长7致密油赋存空间

基于鄂尔多斯盆地陕北地区三叠系延长组长7段致密油储集层密闭取心岩样,进行低温吸附、气驱水高速离心和核磁共振实验分析,定量研究致密油储集层原油赋存空间。岩心2.76 MPa离心力离心后毛细管束缚水T2(横向弛豫时间)谱与低温吸附实验得到的50 nm以下微孔隙分布均主要反映孔径小于50 nm的孔喉,两者具有很好的一致性,对比两者分布可计算将横向弛豫时间转换为孔喉半径的转换系数C,研究区15块岩心C平均值为5.80 nm/ms。将C值应用于密闭取心岩样核磁共振油相T2谱,得到研究区油相赋存最大孔隙半径为363~8 587 nm,平均3 195 nm,平均孔隙半径为50~316 nm,平均166 nm,主要孔隙半径为97~535 nm,平均288 nm,致密油主要赋存于纳米级孔隙内。     

致密砂岩气藏水锁损害及解水锁实验研究

塔里木油田B区块目标层段为白垩系巴什基奇克组,井深大于6000m,储层岩性致密,孔隙度分布在1.0%~9.4%,渗透率分布在0.011×10-3~8.56×10-3μm2,孔隙度与渗透率关系较差,储层总体孔隙发育程度低,渗透率差,非均质性严重,微裂缝发育,毛细管力高,黏矿物含量高,在完井及压裂过程中极易受到水锁损害。基于该区块地质特征分析潜在水锁损害及水锁空间,发现毛细管水近乎占据了储集空间的一半,气相渗流极其困难。使用DSRT-II型低渗敏感性评价试验仪,应用岩心流动实验从宏观角度分析水锁损害,采用核磁共振T2谱测试,从微观角度定量分析水锁损害程度,结果表明该区块水锁损害使渗透率降低99%,液锁量90%以上,主要分布在微孔隙0.01~250nm中,水锁损害严重。结合水锁损害机理与室内实验研究,优选解水锁剂,借助毛细管自吸实验、核磁共振测试、渗透率损害率评价,进行解水锁实验研究。结果表明,优选的解水锁剂SATRO-1和HUL能有效降低毛细管力,减小自吸侵入深度,并有助于小孔喉液体返排。      

致密砂岩气藏地层水可动性及其影响因素研究

为研究致密砂岩气藏储层物性参数与地层水可动能力间的关系,明确不同物性储层的地层水可动性,通过核磁共振方法测量岩心孔隙大小分布,进行了X射线全岩衍射分析,提出了一种采用离心法与核磁共振相结合方式划分地层水可动程度的新方法,并分析了孔隙度、渗透率、孔隙结构、岩石矿物组成与地层水可动性之间的关系。结果表明,地层水可动或不可动无绝对界限,储层孔隙结构决定地层水可动性;矿物组成对地层水可动性影响不大。研究认为,地层水根据可动性可分为束缚水、可动束缚水、可动水,但束缚水饱和度、可动束缚水饱和度、可动水饱和度的划分不是绝对的,通过实验方法可得到其近似值。研究结果对致密砂岩气藏划分开发层系,减小地层产水可能性具有指导意义。     

致密气藏产能分析方法研究

对致密气藏进行常规产能分析时,由于渗透率极低,要达到稳定通常需要很长的测试时间.对此提出了致密气藏的产能分析方法,建立了气井产能分析的最优化模型,并讨论了该模型的求解方法,还建立了地层压力不确定时的气藏产能分析模型.通过实例分析发现,运用提出的致密气藏产能分析方法求出的结果与实测数据非常吻合.     

利用NMR资料建立束缚水解释模型

介绍了一种利用核磁测井资料建立束缚水体积模型的新方法。该模型假设孔隙表面亲水。各种尺寸的孔隙都对束缚水总量有贡献。应用结果表明．该模型为在复杂的地层条件下求准地层束缚水体积提供了一种新的有效的方法。     

长庆致密气藏水泥环完整性分析

长庆致密油气藏的压裂压力较高,对水泥环力学性能提出较高要求,通过建立的套管-水泥环-地层组合体模型和组合体密封性能评价方法（密封安全系数法）,对长庆一种典型井身结构（φ152.4 mm井眼φ114.3 mm套管）进行水泥环完整性分析。结合现场数据分析认为:①随着水泥环弹性模量的降低,水泥环的受力明显降低,安全系数明显增大;②随着压裂压力的升高,安全系数降低;③随着水泥体积收缩率的增大,水泥环的安全系数显著降低。根据该井计算结果,提出了水平段保障密封的水泥力学性能需求,该项研究成果可为长庆致密气藏或类似区块固井水泥环完整性提供理论支持。      

三塘湖盆地沉凝灰岩致密储集层特征及其形成条件

三塘湖盆地条湖组二段油藏储集层岩性以沉凝灰岩为主,除凝灰岩外,夹有内碎屑、生物屑及有机质泥纹,具有一定的沉积特征。基于岩石薄片鉴定、全岩矿物及场发射扫描电镜分析,结合压汞毛管压力曲线资料,开展储集层的岩性、物性、储集空间及孔隙结构等方面研究。研究表明,储集层岩性以含生物屑英安质晶屑—玻屑沉凝灰岩为主,脱玻化孔、晶屑溶蚀微孔和粒间孔是其主要的储集空间,岩心分析孔隙度平均为16.1%,渗透率平均为0.24×10^-3μm²,含油饱和度平均为69.5%,属于一套中高孔、特低渗、高含油饱和度致密储集层,储集层排驱压力为3.92MPa,孔喉半径为0.08μm,具有高排驱压力,喉道细小且分布均匀的特点,分析认为,条湖组二段沉凝灰岩成因环境为滨浅湖,缺少陆源碎屑物质供应的相对稳定的湖相环境是斜坡区沉凝灰岩致密储集层形成的关键,火山喷发后火山灰尘的缓慢空降沉积区域控制着致密储集层的平面展布。     

库车坳陷巴什基奇克组致密砂岩气储层成岩相分析

通过岩心观察并综合利用普通薄片、铸体薄片、阴极发光、扫描电镜和压汞等资料,对克深气田巴什基奇克组致密砂岩储层的岩石学、物性及孔隙结构特征、成岩作用、成岩矿物、所处成岩阶段和成岩演化序列等特征进行了研究。结果表明：储层经历压实、胶结、溶蚀和破裂等成岩作用,现今正处于中成岩A期。根据成岩作用类型和强度、成岩矿物及其对储层物性的影响将储层划分为压实致密、碳酸盐胶结、伊/蒙混层充填、不稳定组分溶蚀和成岩微裂缝5种成岩相。选取声波时差、电阻率、自然伽马、密度和中子等测井曲线,通过岩心薄片资料刻度测井归纳了不同成岩相的测井响应特征,由此建立了各成岩相的测井识别准则。并对克深区块各井的测井资料进行了处理,得到了各单井成岩相剖面展布特征,结合试气资料表明,成岩微裂缝相常与构造裂缝伴生因而含气性最好,而在无裂缝的叠加作用时,不稳定组分溶蚀相含气性最好,压实致密、碳酸盐胶结和伊/蒙混层充填相则对应干层。通过成岩相的深入分析是进行致密砂岩气储层综合评价和有利发育区带预测的重要方法。     

确定束缚水饱和度的方法研究

储集层产出流体的类别和产量高低,不但与地层孔隙度和含油气性质有关,而且与地层束缚水饱和度、渗透率和原油性质等有关。束缚水饱和度与含水饱和度的相互关系是决定能否无水产油气的主要因素。束缚水饱和度与测井参数之间的关系比较复杂,在本文中就目前比较实用的三种获取方法分别进行了研究。     

致密气藏防水锁易返排滑溜水研究与应用

吉林油田致密气储层微纳米级孔隙发育,喉道窄小且连通性差,属低孔低渗储层。随着气藏的长期开发,地层压力、产能的逐渐降低,水锁伤害的影响逐渐显现,导致压后返排难度大,加之黏土的膨胀运移与堵塞,进一步降低了储层有效渗透率,严重制约了气藏采收率的提高。针对此问题,研发了防水锁易返排滑溜水压裂液体系,该体系主要由减阻剂XY-205、纳米微乳助排剂与黏土稳定剂XY-63组成。实验证明该体系具有速溶与低黏特性,能够满足快速连续混配要求,减阻率能够能达到70%以上,表面张力比常规气井滑溜水降低40%以上,利于致密气井压后助排,且能够较好地抑制黏土膨胀,对地层伤害小。该滑溜水对岩心的伤害率为9.45%,24 h岩心渗透恢复率接近90%,解除水锁伤害程度较高。该滑溜水体系在致密气区块现场应用4口井,压裂成功率100%,压后返排率提高2倍以上,试气效果显著,具有较好的大规模推广应用前景。     

基于致密砂岩气藏初始含水饱和度的水锁伤害评价

针对现有的水锁伤害评价方法不适用于致密气藏岩心的现状,建立了基于初始含水饱和度情况下的抽真空饱和水锁伤害评价方法,完成一种塔里木油田聚磺钻井液滤液对岩心的水锁伤害实验,并通过使用气测渗透率的方法,测定污染前后岩心的渗透率变化,计算钻井液滤液对岩心的水锁伤害程度的方法。该实验方法可以对比初始含水饱和度条件下岩心的气体渗透率和束缚水饱和度条件下的气体渗透率变化情况,相对于常规方法更加符合气藏的实际状况。实验过程中,设计了致密砂岩气藏较低初始含水饱和度的建立方法。另外,开展实验评价了抽真空饱和时间、气驱返排时间、气驱流速等对抽真空饱和法的影响。用建立的实验方法测定了塔里木油田聚磺钻井液滤液对致密岩心的水锁伤害程度为54.83%~72.73%。