常规压汞-恒速压汞联合曲线构型模式及其指示意义

利用构型理论和层次分析方法,对常规压汞-恒速压汞联合曲线构型形貌进行划分,建立具有普遍意义的常规压汞-恒速压汞联合曲线三段式构型模式,探讨了该模式对岩石孔喉体系及其润湿滞后特性的指示意义。结果表明:常规压汞-恒速压汞联合曲线由a、b和c构型段组成,各构型段相互衔接,形貌各异;a构型段呈重叠形貌,指示了大孔喉体系,常规压汞-恒速压汞联合曲线无润湿滞后特性;b构型段呈分离形貌,可细分为b_(1)和b_(2)构型亚段,b_(1)构型亚段指示了中孔喉体系,恒速压汞曲线无润湿滞后特性,常规压汞曲线有润湿滞后特性,b_(2)构型亚段指示了中孔喉体系,常规压汞-恒速压汞联合曲线关联润湿滞后特性;c构型段呈重叠形貌,指示了小孔喉体系,常规压汞-恒速压汞联合曲线具有同等润湿滞后特性;常规压汞汞弯液面变形集中于b—c构型段,恒速压汞汞弯液面变形集中于b_(2)构型亚段—c构型段;常规压汞曲线和恒速压汞曲线的b_(1)构型亚段可用于接触角校正。常规压汞-恒速压汞联合曲线的三段式构型模式,对分段接触角校正及表征岩石孔喉分布具有重要指导意义。

真三轴条件下延安蟠龙地区致密砂岩力学特性试验

为了研究不同荷载作用下延安蟠龙地区致密砂岩的强度及变形特征,对致密砂岩开展真三轴试验,研究常规三轴应力下抗压强度与围压的关系,以及真三轴应力下σ_(3)和σ_(2)对致密砂岩强度和变形的影响。研究结果表明,真三轴应力下,σ_(3)和σ_(2)对致密砂岩的强度都起了一定的保护作用,使得岩石的承载能力增强;随着σ_(3)和σ_(2)的增大,岩样的弹性模量和峰值强度均不断增大,峰值应变逐渐减小。σ_(1)-ε_(1)峰值前后曲线陡升陡降,说明研究区致密砂岩具有明显的脆性特征,表明研究区在压裂过程中容易形成压裂缝,有利于非常规油气的开采。该研究对致密砂岩油气开采具有借鉴意义。

岩石热解实验在页岩油储层含油性评价中的应用——以川东北地区侏罗系凉高山组为例

页岩油是保障国家长期稳产和上产的重要战略资源,含油性及可动性评价在页岩油勘探甜点预测中具有重要指导意义。采用液氮冷冻取制样和岩石热解实验方法,对川东北地区侏罗系凉高山组页岩油层系开展含油性及可动性评价实验研究和含油性影响因素分析,取得以下4点认识:(1)液氮冷冻取制样技术可有效避免样品中的轻烃损失,所获含油性参数可更为真实地反映储层含油性;(2)分段岩石热解方法可通过游离油、束缚油及固态烃含量表征储层含油性,并通过最大可动油量占比(游离油含量/总含油量)表征原油可动性;(3)凉高山组页岩油储层含油性和可动性受有机质丰度、成熟度、岩性和烃源体系的运移排烃及烃类运聚作用的共同影响,有机质丰度越大储层含油性越好,成熟度越高原油可动性越强,但储层含油性越好和可动性越强,原油越容易在储层中发生短距离运聚现象,从而改变储层含油性;(4)综合分析凉一段、凉三段的含油性、可动性、地球化学特征、物性和页岩油井的开发需求,发现凉一段为优质页岩油勘探层段。岩石热解实验手段为页岩油含油性及可动性评价提供了新思路和新方法,可有效支撑页岩油甜点区预测和开发方案设计。

特低渗透砂岩油藏储层微观孔喉特征

通过岩心样品的恒速压汞测试,对特低渗透砂岩油藏储层微观孔喉特征进行的研究结果表明,储层有效喉道半径、有效喉道体积、有效孔隙半径、有效孔隙体积及孔喉比等特征参数与孔隙度、渗透率之间具有较好的相关性;对于孔隙度、渗透率较高的岩样,有效喉道、有效孔隙发育程度较高,孔喉比较低;特低渗透砂岩油藏储层孔隙结构具有中等孔隙和小喉道发育、孔喉连通性差及孔喉性质差异大的特点,开发过程中可能存在潜在的贾敏效应伤害。特低渗透砂岩油藏储层性质主要由喉道控制,喉道半径分类明显。渗透率越低,喉道半径与渗透率的相关性越好。喉道控制储层渗透性,进而决定开发难度和开发效果。

鄂尔多斯盆地安塞-富县地区延长组-延安组原油地球化学特征及油源对比

原油族组成、碳同位素、饱和烃气相色谱及萜烷、甾烷等生物标志化合物特征分析显示,鄂尔多斯盆地安塞-富县地区延长组-延安组原油地球化学特征相近,为低成熟-成熟原油。原油饱和烃含量在70%以上;碳同位素值偏轻,δ13C值一般小于-31‰;正构烷烃分布完整,呈单峰型,主峰碳为C17—C23。原油生物标志物特征是,五环萜烷含量高于三环萜烷,以C30-藿烷、C29-降藿烷为主,伽马蜡烷含量少;甾烷以C27-胆甾烷、C28-麦角甾烷及C29-谷甾烷为主,规则甾烷呈不对称“V”字型分布,C28-甾烷含量较低,C27-甾烷与C29-甾烷含量相近。原油和源岩的地球化学特征分析对比表明,长8—长4+5半深湖-深湖相腐泥-混合型泥岩是主要烃源岩。生物标志物特征显示原油具有一定的运移效应。

超低渗透砂岩储层应力敏感性实验

采用全自动岩心驱替系统,应用双重有效应力理论对鄂尔多斯盆三叠系超低渗露头全直径岩心进行应力敏感性评价。实验结果表明:在使用变内压定围压方法进行实验时,由于压力传感器和压差传感器在较大压力变化范围内存在零点漂移问题,会导致完全错误的实验结果,进一步通过变围压定内压的方法对超低渗渗透储层进行了应力敏感性评价。研究结果表明,岩石被压缩的过程可分为微裂缝闭合阶段与岩石受压缩阶段两个阶段。前一阶段由于微裂缝闭合,渗透率快速下降,降幅达20%左右;微裂缝闭合之后,岩心继续被压缩,渗透率下降变缓,降幅为5%左右,即在地层有效应力条件下,超低渗透储层应力敏感性很弱,应力敏感性对低渗储层的产量影响不大。

强碱三元复合驱硅结垢特点及防垢措施研究

对三元复合驱油井垢样的外貌特征和成分进行了分析,采用模拟采出液,在室内研究了单纯硅体系;钙、镁、硅离子共存;钙、镁、铝、硅离子共存;钙、镁、铝、聚丙烯酰胺及硅共存;钙、镁、铝、表面活性剂及硅共存;钙、镁、铝、聚丙烯酰胺、表面活性剂及硅共存等6个体系。这6个体系中硅离子的结垢特点表明,硅结垢的形态和过程受上述6种体系中其他离子影响严重。三元复合驱中垢的粘附性高于普通垢,对螺杆泵和抽油机有较大的影响。采取小过盈螺杆泵、防垢泵、井下固体化学等防垢技术措施,现场应用取得了明显的效果。

煤成气轻烃组分和碳同位素分布特征与天然气勘探

采用烃源岩热模拟实验和轻烃单体烃碳同位素分析方法,对煤热解轻烃生成模式及煤系烃源岩热解轻烃碳同位素组成特征的研究表明,在成熟度Ro值为1.1%-1.7%时,煤热解轻烃大量生成;当Ro值大于1.7%时,以芳烃生成为主。煤热解轻烃中苯和甲苯碳同位素均较重,苯的碳同位素值平均为-22.2‰,甲苯的碳同位素值平均为-22.1‰,与母源有机质干酪根碳同位素值非常接近,具有良好的碳同位素继承效应。对塔里木、准噶尔、鄂尔多斯、四川和松辽等盆地煤成气轻烃组分和碳同位素分析表明,煤成气具有甲基环己烷分布优势,在甲基环己烷、二甲基环戊烷和正庚烷相对组成中,173个煤成气样品中有92%的样品甲基环己烷相对含量大于50%;煤成气轻烃中苯、甲苯、环己烷和甲基环己烷碳同位素重,碳同位素值平均分别为-20.9‰-、20.4‰、-21.9‰和-22.0‰。应用轻烃组成变化对苏里格煤成气大气田天然气运移方向进行的研究表明,在气藏形成时期,天然气运移方向为由南向北。

A油田低电阻率油层的机理研究

对A油田低电阻率油层岩心常规和特殊的实验结果表明 ,该油田的低电阻率油层主要有 3个影响因素 :①储层中粘土矿物蒙脱石和伊蒙混层的高阳离子交换量直接导致了电阻率的降低 ;②储层中大量微孔隙的存在导致了高的束缚水饱和度 ,也影响了储层的电阻率 ;③微量黄铁矿的存在使储层电阻率降低。储层的孔隙度为 15 0 %～ 2 8 2 %,但是渗透率较低 ,一般小于 0 0 3 μm2 。储层的阳离子交换量较高 ,孔隙度指数仅为 0 5 3 0 ,而岩性系数a为 6 3 63。电阻增大率与含水饱和度在双对数坐标中存在明显的非线性关系 ,且饱和度指数值仅为 1 0 1～ 1 10。经阳离子交换量校正后的饱和度指数值明显增大为 1 5 6～ 1 65。利用CT扫描和扫描电镜 (SEM )分析有助于研究岩石内部的微观结构。

致密砂岩储层岩石脆性评价及相关因素分析

致密砂岩脆度是致密油气藏勘探开发的关键因素之一。以龙门山前陆盆地为例,基于野外露头岩样、钻井岩心、岩石薄片、地球化学特征等地质资料,通过镜下砂岩成分鉴定和X射线衍射矿物含量分析,发现研究区砂岩岩屑含量较高,因此建立了符合区域背景的岩石脆度公式,结果表明龙门山前陆盆地致密砂岩储层脆度较高。岩石力学特征分析表明,研究区内储层岩体具有杨氏模量高、泊松比低的特点,具有较好的脆性特征和可压裂潜力。最后,进行了砂岩体地球化学特征指数和砂岩脆度的相关性分析,论证了致密砂岩成分变异指数(ICV)和化学风化指数(CIA)与岩石脆度的关系。

泡沫油PVT性质实验

泡沫油在不同的压力条件下存在气泡不断产生与破灭的过程,因此,其压力-体积-温度(PVT)测试方法与常规原油的PVT测试方法不同,属于非稳态测试。在不同的压力衰竭速度条件下,测试得到的泡沫油PVT物性差别较大,为了准确表征泡沫油在不同操作参数条件下的PVT性质、准确表征在实际油藏生产过程中的PVT特征,需要对泡沫油的PVT关键参数进行实验分析。笔者开展了委内瑞拉超重泡沫油PVT特性系列实验,揭示了泡沫油开采"拟泡点"特性,总结出了一套泡沫油PVT参数的非常规测试方法,实现了泡沫油在非稳态条件下的PVT物性参数的精确测量,并描述了其影响因素。

数字岩心技术现状及展望

介绍了数字岩心技术的发展状况,指出了建立数字岩心的既有方法存在的不足,包括过程法无法对复杂的沉积体系进行模拟和随机法建立的数字岩心不具有大范围内的传导性。探讨了数字岩心技术在油田开发领域的应用前景,可用来研究微观渗流机理,模拟岩心驱替实验,预测岩心宏观传导性,评价驱油剂效果,模拟油藏生产动态和确定油气田开发技术政策界限。

页岩储层可压性评价关键指标体系

从美国的页岩压裂作业经验看,压裂后产能高的气井并非压裂过程复杂、破裂压力高的地层,而是可压裂性好的地层。借鉴美国典型页岩气田的成功压裂经验,从地质评价指标、页岩体积压裂评价指标和工程技术评价指标三方面探索国内页岩可压性评价体系,对页岩气储层的地质特点进行评价,确定总地质储量、地质"甜点"区、成熟度等;获得储层岩石的脆性参数、天然裂缝、地层倾角、地应力等数据,对储层形成体积裂缝的可行性进行评价;探讨压裂增产的方式、射孔方式、压裂液性能等工程技术指标。从中优选影响储层可压性的主导因素,挑选出最能直接反应页岩地质力学可压性的指标,建立一套适合国内复杂地质和工程条件下的页岩气储层可压裂性评价指标体系,为构建页岩可压性评价模型与风险控制方法提供参考指标。

裂缝介质中石油运移模拟实验研究

系统地介绍了裂缝介质中油 水两相运移光蚀刻物理模拟实验所采用的实验模型设计方法、应考虑的因素、模型几何参数确定、拓扑结构、模型渗透率等宏观特征参数的定量化以及流体参数的选择方法。实验结果表明 :①宽缝对窄缝具有极强的流动屏蔽作用 ,窄缝在油气运移中几乎不起作用 ;②在运移动力方向与渗透主方向垂直的情况下 ,当原油粘度达到一定数值时 。

稠油油藏启动压力梯度实验

国内外对稠油油藏启动压力梯度主要进行了理论研究,实验研究很少,且多采用管流模型,较少考虑黏度对启对压力梯度的影响,这与稠油在真实岩心或油层中流动状态相差很大。根据稠油油藏渗流特点,设计了合理确定稠油启动压力梯度的实验测试方法,并利用克拉玛依油田天然岩心,研究了存在束缚水情况下稠油油藏的启动压力梯度和流速与压力梯度关系;通过对实验数据回归,得到了启动压力梯度、流速—压力梯度曲线参数与岩石气测渗透率、流体黏度关系的经验公式。实验结果表明,原油黏度对稠油油藏启动压力梯度的影响大于储集层物性的影响;将研究结果应用于稠油油藏,给出了根据启动压力梯度确定极限泄油半径和合理井距的理论计算方法,为稠油油藏的合理开发提供了较可靠的依据。

高温高矿化度油藏CO_2泡沫调堵实验

CO2泡沫调堵是一种选择性化学调剖堵水方法,其应用技术的关键在于发泡剂的选择。针对油藏高温、高矿化度特殊环境,综合考虑了影响发泡剂性能的关键因素,并以此为基础筛选出了具有良好抗盐、耐温性能及pH值稳定性的表面活性剂YFP-2作为发泡剂。借助岩心驱替流动实验,进一步研究了该发泡剂在模拟油藏环境下所产生的泡沫对驱替岩心的封堵作用。封堵实验结果表明,该泡沫体系具有较强的流动阻力保持性能,且对驱替剂的流动具有一定的转向作用。

大港滩海区沙一段下部水力破裂特征模拟实验

通过对大港滩海区沙一段下部岩心观察和薄片分析,识别出水力破裂角砾、砂岩脉、水力破裂裂缝及活化同沉积裂缝4种水力破裂作用产物,水力破裂角砾之间具有可拼合性,脉体具有明显流体作用痕迹;本区水力破裂发生于欠压实带周围的“壳”中。利用三轴实验系统,对泥晶灰岩(泥质粉砂岩)—砂岩复合试件进行了水力破裂实验。在实验过程中,模拟超压系统“壳”的低渗透岩石—泥晶灰岩(粉砂质泥岩)发生了破裂,而模拟超压系统“欠压实带”的高渗透砂岩却未发生破裂。该实验结果与理论分析和水力破裂裂缝露头特征具有明显的可比性。

煤层气等温吸附/解吸模拟实验技术新进展与应用

煤岩的吸附/解吸数据是煤层气资源预测、产能评价必需的核心参数,目前常规的等温吸附实验只能获得固定温度下的吸附量和压力之间的关系。如何获得储层条件下准确的等温吸附数据,是煤层气储层实验测试孜孜以求的目标。针对当前煤层气等温吸附测试主要沿用美国专利US5058442/4528550,采用IS-300等温吸附仪,存在测试范围小、破坏样品原始结构及无围压约束等突出问题,创新研制煤层气原位吸附/解吸模拟装置,克服了目前等温吸附测试未考虑地应力影响,不能代表地层真实吸附状态的缺陷。特别是形成非吸附性气体等温吸附实验方法,为变体积自由空间的计算提供参数。该装置的成功研制开发,一方面实现等温吸附装置国产化,另一方面实现高温压条件下煤岩原位吸附模拟技术的从无到有。研究发现,在较高温度和压力时(>85℃,>30MPa),温度对煤吸附能力的影响大于压力的影响。从而证实含气量与埋深关系存在"临界深度",即浅部煤层含气量随埋深增大而增高,在一定埋深达到最大值,超过此埋深之后含气量随埋深进一步增大而趋于降低。

基于扫描电镜和X射线能谱的页岩矿物分析方法

页岩气系统主要由富含黏土矿物的致密泥页岩组成,自生自储是其显著特征。采用高分辨率扫描电镜分析页岩微观孔隙结构及矿物成分时,基于样品制备的需要,在镜下观察时必须进行样品表面的氩离子抛光。氩离子抛光给扫描电镜带来了更好的图像效果,但由于破坏了矿物的自生形态而加大了镜下矿物识别的难度。为了更加直观地识别和分析页岩矿物组成,基于双束扫描电镜和X射线能谱的分析结果,总结出抛光后页岩样品中各类主要矿物的扫描电镜图像和能谱特征,并且建立了相应的图版。应用该图版可以对页岩中的矿物组成进行定性和定量的分析。定性识别结果与能谱面扫描结果较为一致;借助软件进行矿物分割提取后计算的矿物组分含量与X射线衍射实验结果有较大误差,基于图像分析的矿物定量计算方法还需进一步优化。

大宛齐原油金刚烷类化合物及其在油气运移中的应用

大宛齐油田是一个以轻质油为主的油田。原油中生物标志化合物浓度低,中性含氮化合物丰度同样较低,这给原油运移特征的研究带来了困难。研究表明,该油田原油中普遍存在一类热稳定性极高的化合物,即金刚烷类化合物,包括金刚烷和双金刚烷类化合物。系列样品色谱分析表明,该油田不同结构的化合物,其色谱保留行为存在较大差异。利用色谱保留行为与地层色层效应在原理上的相似性,用不同结构的金刚烷类化合物的比值研究了原油运移分馏效应,结果表明该油田金刚烷类运移参数具有较好的分布规律:总体上,随油藏埋深变浅,金刚烷类运移参数增加,表明原油主要存在纵向上的运移过程;在深大断裂发育区域,存在运移参数的低值分布区;平面上,运移参数自深大断裂附近由南向北增加,这种规律提供了该油田原油存在自南向北运移的重要证据。