压裂改造复合页岩气藏不稳定压力与产量分析方法

为了给页岩气现场开发提供理论依据,考虑页岩气扩散、黏性流、解吸等多种传质机理,建立了复合页岩气藏的综合流动数学模型。基质中考虑浓度差引起的非稳态流动,内外区裂缝中考虑达西流动,水力压裂主裂缝考虑为无限导流;引入了新的无因次量,在椭圆坐标系下综合运用拉氏变换、Mathieu函数、Stehfest数值反演等方法对数学模型进行了解析求解;分析了定产量条件下不稳定压力和定井底压力条件下产量的变化特征,基于不稳定压力曲线将页岩气流动划分为7个流动阶段,即井筒储集阶段、过渡流阶段、早期线性流阶段、基质向裂缝窜流阶段、早期径向流动阶段、第一径向流与第二径向流的过渡阶段、第二径向流动阶段,为复合页岩气藏生产动态分析提供了理论基础。研究结果表明:增大改造区域半径和渗透率可以提高页岩气产量;扩散系数越大、兰格缪尔体积和兰格缪尔压力越大,页岩气产量越大,气藏初始压力高对页岩气的开发具有积极的影响。结论认为,所建立的综合流动数学模型丰富了页岩气多级压裂水平井开发分析方法。     

邛崃1井氮气钻井事故分析(Ⅰ)——构成事故的重要事件

位于四川盆地西部的邛崃1井在侏罗系沙溪庙组地层实施氮气钻井时发生了恶性井喷爆燃事故,这是发生在我国的第一起氮气钻井事故,对尚处于起步阶段的气体钻井技术的发展产生了很大的负面影响,并已经导致了气体钻井应用的大幅度减少。因此,对该次事故进行系统分析并形成正确的认识将是恢复气体钻井技术良性发展的紧迫需要。为此,首先证明了地层产气量过大并非该井事故的根本原因,然后推测了构成事故的重要事件;首次发现气体钻井钻穿裂缝性气层时由于岩石突然爆碎而引发的岩石和天然气猛烈喷出的现象,并将这种现象命名为气体钻井中的"气炮式岩爆井喷",参考矿山行业术语简称"岩爆"或"岩炮"。研究结果表明:①在裂缝性致密砂岩气层中实施气体钻井时的"岩爆"现象是第一位的重要事件或根源事件;②岩爆的大量碎屑和高压气体喷入井内,并在井内反复产生堵塞和卡钻,是岩爆的诱发事件;③然而事故最直接的重要事件却是岩爆碎屑在排砂管线内的堵塞和由此产生的井口高压;④井口高压使得排砂管线爆裂并引发天然气喷出和爆燃,这是事故的直接表象。     

THE NATURE AND ORIGIN OF AUTHIGENIC CHLORITE AND RELATED CEMENTS IN OLIGO–MIOCENE RESERVOIR SANDSTONES,TAPTI GAS FIELDS,SURAT DEPRESSION,OFFSHORE WESTERN INDIA

Reservoir sandstones in the Mid‐ and South Tapti gas fields in the Surat Depression (Mumbai Offshore Basin, western India) have been investigated using a range of petrographic techniques, isotope geochemistry and basin modelling. Authigenic chlorite is abundant in the shallow‐marine sandstones of the Miocene Mahim Formation, a major reservoir rock in the Mid‐ and South Tapti fields, which are described here in terms of their quality and diagenetic characteristics. The sandstones are currently at burial depths of between ～1500 and 2800m. The authigenic chlorite has had a significant impact on the resulting reservoir quality of the sandstones and is interpreted to have originated as odinite clay of the verdine facies that replaced faecal or pseudo‐faecal pellets, together with volumetrically small but abundant grain coatings and grain rims, and formed at the site of major riverine iron influx onto the shallow‐marine shelf during periods of relatively low sea level. Pellets have been variably compacted to form pseudomatrix. Reservoir sandstones from similar depositional settings on the west coast of India or other sub‐tropical settings are likely to exhibit comparable diagenetic effects on reservoir quality. Compositionally, the chlorite is the iron‐rich form known as chamosite. The chemistry of all the chlorite morphologies is the same in all studied samples. Oxygen isotope analyses of carbonate cements in the Mahim Formation sandstones have provided an approximate temperature framework for diagenesis of the non‐carbonate cements. Oxygen isotope results for the chlorite, however, suggest much higher temperatures than its position in the paragenetic sequence would warrant. These results suggest that the clay formed first as 1:1 layer clays, in this case odinite, which were then transformed to Fe‐chlorite as burial depths and temperatures increased. Reservoirs in the Mahim, Daman and Mahuva Formation sandstones are thus greatly influenced by the diagenesis of authigenic chlorite and locally by the precipitation of carbonate cements. Reservoir quality is good where thick, continuous chlorite rim cements are present and where chlorite pellets are sufficiently indurated for them not to be compacted. Chlorite rim cements have reduced the extent of quartz overgrowth cementation in the sandstones.     

复杂储层岩石脆性分析及应用研究

脆性指数(BI)是储层压裂评价的一个重要参数,复杂储层往往具有矿物成分多样、结构致密等特点,与页岩油气开采有一定的相似性,其脆性主要受矿物含量和含水饱和度等因素影响。脆性指数根据获取方式不同,定义也不同,有基于矿物组成的,也有基于弹性模量(E)和泊松比(ν)。从孔裂隙介质弹性波动理论出发,系统分析了各因素对岩石脆性指数影响,给出弹性模量和泊松比定义的脆性指数由页岩推广至致密砂砾岩的理论基础。通过对比致密砂砾岩储层压裂前后脆性指数特征,研究脆性指数对储层压裂的指导意义,为压裂效果的评价提供技术支持。     

非均质灰岩储层可变模型测井评价

灰岩储层一般呈现较强的非均质性,主要表现在毫无规律的孔渗关系、模糊的物性与含油性关系。碎屑岩储层中常用的单一模型处理方法只适合具有统一孔喉结构类型的灰岩储层,无法保证整个非均质灰岩层段处理结果准确。为揭示灰岩孔隙结构与灰岩测井处理模型的对应关系,采用5M孔隙结构分类技术(以Micro-,Micro+,Meso-,Meso+,Macro为代号的5种孔喉结构类型),结合灰岩储层类型测井自动识别,实现了非均质灰岩储层类型与测井处理模型自动匹配的多模型测井处理技术。这种多模型的测井处理技术,相比常规方法更适合非均质灰岩储层测井解释。该方法已经在南海东部很多非均质灰岩油藏中得到应用,取得了较好的效果。     

模糊层次分析法在港西地区新近系储层大孔道识别中的应用

油藏水驱油开发后期其储层特征和流体性质与开发前期相比发生了较大的变化,大孔道的存在使得疏松砂岩油藏注入水循环流动,波及体积降低,水驱油效果变差,严重影响了水驱油藏开发效果。使用常规识别方法识别水淹层大孔道具有很大困难。通过对港西地区地质条件和储层特征的研究,提取水驱油藏大孔道形成的因素及判别特征,提出运用模糊决策理论识别大孔道的方法,通过决策模型的建立和对各测井曲线各特征数值的多层次因素分析,确定大孔道的划分方式和识别标准。将该方法运用于对港西地区部分储层的大孔道识别,取得了良好的效果。     

复杂地质条件气藏储气库库容参数的预测方法

国内复杂地质条件气藏型地下储气库经过10余周期注采后工作气量仅为建库方案设计工作气量的一半,运行效率偏低。为此,利用气藏地质、动态及建库机理,建立了地下储气库注采运行剖面模型,根据气藏开发、气藏建库及稳定注采运行过程中纵向上流体的分布特征及其变化趋势,将地下储气库剖面分成4个区带(建库前纯气带、气驱水纯气带、气水过渡带及水淹带);按区带确定了影响建库有效孔隙体积的主控因素(储层物性及非均质性、水侵和应力敏感)及其量化评价方法,进一步考虑束缚水和岩石形变的影响,并引入注气驱动相,根据注采物质平衡原理建立了气藏型地下储气库库容参数预测数学模型。该模型涵盖了地质、动态及建库机理,从微观和宏观角度综合评价了影响建库空间的主控因素,大大提高了预测结果的准确度和精度,使建库技术指标设计更趋合理,目前已广泛应用于中国石油天然气集团公司气藏型地下储气库群的建设当中。     

微裂缝—孔隙型碳酸盐岩气藏改建地下储气库的渗流规律

微裂缝—孔隙型碳酸盐岩气藏储层非均质性强,边底水选择性水侵,渗流规律复杂,为了提高地下储气库的建库效率,需要研究储层在改建地下储气库多周期强注强采过程中的多相流体渗流规律。在获取有代表性的裂缝发育碳酸盐岩岩心较为困难的条件下,通过对天然岩心进行剪切造缝和多轮次气水互驱实验,研究了地下储气库气水过渡带在注采过程中的多相渗流规律,分析了裂缝合气空间贡献率以及储气库含气空间动用效果。结果表明:裂缝模型的相渗曲线近似于"X"形,多次气水互驱后相渗曲线基本没有变化,基质岩心模型相渗曲线经多次气水互驱后气水两相共渗区间变窄,共渗点降低;微裂缝对储层含气空间贡献率较高,微裂缝发育储层的含气空间利用率保持在较高水平,徽裂缝不发育储层的含气空间利用率逐渐降低并趋向稳定。因此,在微裂缝—孔隙型碳酸盐岩气藏改建地下储气库过程中可以在徽裂缝不发育储层布置生产井,同时通过控制边底水运移范围降低注入气损失,从而提高地下储气库的建库效率。     

鄂尔多斯盆地靖边气田南部古风化壳岩溶储层有效性评价

鄂尔多斯盆地靖边气田南部奥陶系马家沟组马五_(1-2)亚段白云岩储层由于风化岩溶作用形成了复杂的孔隙系统,孔隙结构的复杂性增强了储层的非均质性和各向异性,也增加了储层有效性评价的难度。通过钻井取心和录井资料标定常规测井曲线,结合压汞、铸体薄片、成像测井、核磁共振测井及试气资料,分别从影响储层孔隙结构的岩性、缝洞、物性、平面分布等方面对该层段进行了储层有效性综合评价,形成了一套适合该地区储层的测井有效性评价标准,并建立了具有不同孔隙结构储层的测井识别模式。研究结果表明:岩性较纯的细粉晶云岩孔隙结构较好、缝洞配置良好、基质物性好,因而储层有效性好,产能相对较高;向东和东北倾斜的古地貌对储层的分布具有明显的控制作用.由西向东及由西南向东北方向的储层,其有效性逐渐变差,产能逐渐降低。所得到的储层有效性评价指标在相同岩溶机理形成的其他地区也具有一定的适用性.只需根据具体储层特征和试气结果进行标定,适当调整标准即可使用。     

反凝析作用对苏里格气田上古生界气藏开发的影响

鄂尔多斯盆地苏里格气田上古生界气藏在开发中产生一定量的凝析油,含量约为10g/m~3,属于微含凝析油气藏,如果生产初期配产过大,那压力下降就会过快。在反凝析作用下,凝析油在近井地带析出形成多相流,堵塞微孔隙和吼道,导致气相渗透率降低,使得气井产量大幅下降,部分被封闭的天然气无法采出,层内凝析对储层的伤害有可能是永久性的。为此,通过对该气藏层内反凝析机理、层内凝析影响因素的分析及室内试验.再使用新建立的三维数学模型对单井进行预测,结果表明该气藏"三低"(低孔、低渗、低产)特征加剧了凝析液对储层的伤害。同时还分析了气井产能降低的根本原因.并对气井生产管理提出了建议:①在保护开采阶段,投产初期应合理配产,以低于无阻流量的1/5~1/8配产,尽可能延长露点线以上开采时间,使凝析油尽可能不在地层中析出;②在反凝析阶段,要在系统研究的基础上得出准确的相态图,要快速通过该阶段尽早进入蒸发阶段,使已经凝析出来的凝析油再次蒸发汽化,从而降低储层污染。该研究成果对苏里格气田上古生界气藏的科学开发以及进一步提高采收率具有重要意义。