储层孔隙结构的分形几何描述

储层岩石在０２～５０μｍ的尺度范围内具有良好的分形特征。根据分形几何原理，可推导出储层岩石孔隙分布、毛管压力、Ｊ函数和相对渗透率曲线以及岩石孔隙表面接触角的分形几何公式。前人指出，岩性相近岩石的Ｊ函数曲线相近，而推导出的Ｊ函数曲线分形几何公式表明，相近的实质是指孔隙的分维数和毛管弯曲度。根据毛管压力曲线和Ｊ函数曲线的分形几何公式计算孔隙的分维数，该法比扫描电镜法简便易行，便于广泛应用。根据毛管压力曲线，计算的孔隙分形参数，可用以了解储层水敏损害及酸化作用的程度。

油气藏中水膜的厚度

根据Ｇｅ等人的实验结果，归纳出气相中无离子水在强亲水性矿物表面的水膜分离压等温线，代入推广的Ｙｏｕｎｇ－Ｌａｐｌａｃｅ公式，得到实际油气藏中水膜厚度上限的计算公式。计算结果表明，油气藏中水膜的厚度比根据束缚水饱和度和岩石的比表面积计算的结果小得多，比所在毛管半径也小得多，从而对以往的计算方法以及关于水膜厚度会成为储集层中有效孔隙半径下限值的推论提出了置疑。提出了研究油气藏中水膜厚度的方法。表１参１４（邹冬平摘）

水锁效应研究

应用热力学和动力学理论分析了引起水锁效应的原因,介绍了水锁效应的危害及其抑制方法。外来流体的界面张力σ和接触角θ对热力学和动力学水锁效应均有影响,σ越大或θ越小,水锁效应就越大。而地层岩石孔喉半径、地层压力、外来流体侵入深度和粘度仅影响动力学水锁效应,对于致密、低压储层,并在外来流体侵入较深和粘度较高时,将产生较强的动力学水锁效应。指出仅试图通过降低外来流体的界面张力来降低水锁效应的不足之处。

压裂液对储层的损害及其抑制方法

压裂液在压裂过程中起传递压力和携带支撑剂的作用,但也会给储层带来损害,严重时造成油气井减产。研究了压裂液对裂缝损害因素及其抑制方法。压裂使用的破胶剂与聚合物的反应是随机的,不能使聚合物彻底降解,只能形成结构复杂、大小不等的仍有堵塞作用的聚合物碎片,而且反应动力学规律决定了裂缝闭合前聚合物总会有不同程度的降解,影响压裂液的粘弹性和携砂能力。防止方法:使用过氧化物、普通酶、特效酶破胶剂(胶囊化延迟破胶)和低浓度(聚合物浓度≤0.3％)压裂液,可使聚合物彻底降解。滤液损害是通过液相水锁降低基岩中油气的相对渗透率。防止方法:使用表面活性剂降低表面(或界面)张力;用阳离子表面活性剂增加接触角(接近90°);防止裂缝壁及其附近被堵塞,降低末端毛管阻力抑制水锁。根据模拟计算结果,防止基岩堵塞产生的末端毛管效应,对抑制永久性水锁具有重要的作用。

低渗砂岩气藏的孔隙结构与物性特征

根据毛细管束模型,在分形几何、表面与胶体化学和气体分子运动论的基础上研究了低渗砂岩气藏的孔隙结构与物性特征之间的定量关系。孔隙结构特征表现为孔喉半径及其高宽比小,分形维数、毛细管弯曲度和孔-喉径比大。物性特征表现为渗透率低并对应力敏感、毛细管压力和束缚水饱和度高,但原生水饱和度则可能很低,纵向气、水分布异常——气、水分界模糊和可能气、水倒置,自由分子流动与粘滞流动共存以及气高速非达西流动和水低速非达西流动显著。从已建立的理论关系式来看,各种结构参数对物性参数的影响不尽一致,如孔喉半径对渗透率的影响比对毛细管压力的影响大,而分形维数对毛细管压力比对渗透率的影响要大。水膜厚度不影响孔喉有效尺寸,仅通过改变润湿性影响气、水分布,从而影响气、水的相渗透率。在低渗气藏中因孔喉很小,分子自由流动明显,无论在室内或地下均需校正滑脱效应。

水锁机理的定量研究

根据达西公式及相对渗透率曲线和毛管压力曲线的表示式,提出了一个描述水锁机理及其影响因素的简化的数学模型。该模型表明,外来水粘度高、侵入深或储层致密时可出现明显的暂时性水锁;固相堵塞储层孔隙或储层原生水饱和度异常低时,可出现永久性水锁。

酸敏研究进展

酸化也会产生某些不溶性物质堵塞孔喉,给储层带来新的损害,即产生所谓酸敏反应。综述了有关酸敏的研究进展。盐酸引起的酸敏及其防止对策为:石膏的二次沉淀,防止对策为在酸化液中加入CaCl2,但只要酸化液进入储层后不是优先与石膏接触,酸溶解碳酸盐矿物生成的钙离子就足以抑制石膏溶解,而无需外加钙离子;氢氧化铁沉淀,应用EDTA和NTA络合剂,并与乙酸复配,可有效抑制酸化液残液中析出氢氧化铁沉淀,由于亚铁离子生成氢氧化亚铁沉淀的pH值远大于残酸的pH值,所以应用抗坏血酸等还原剂将铁离子还原为亚铁离子也是抑制氢氧化铁沉淀的有效方法;水合二氧化硅,在储层中占优势的铝硅酸盐矿物的T50低于储层温度时,用醋酸代替盐酸可以防止生成水合二氧化硅。土酸引起的酸敏及其防止对策为:碱金属的氟硅酸盐沉淀,降低氢氟酸的浓度;铝垢,增大盐酸的浓度;氟化钙沉淀,用盐酸作前置液除去钙质。

油气储层中的水膜

本文对油藏工程中有关油气储层中的水膜问题进行了评述,介绍了近代水膜理论及其在油气藏工程中的应用。

酸化液缓蚀剂对地层的损害

填砂层和天然砂岩岩心渗透性试验结果表明，酸化液缓蚀剂ＣＴ１－２和ＣＴ１－３可使酸液和模拟残酸（ＣａＣｌ２溶液）以及氮气的渗透率下降２０％－９０％。岩心扫描电镜观察结果表明，这些缓蚀剂对砂岩岩心的损害可能与它们在粘土表面的吸附有关。

砂岩酸化反应的镜下研究

用薄片和扫描电镜观察分析储层岩石酸化后矿物成分和孔隙结构变化的酸化反应。试验结果表明，砂岩的酸蚀与酸敏比我们预期的要复杂得多，该法揭示出酸化反应的某些细节，有助于深入了解酸化反应机理和设计适合的酸化方案。

浅谈水锁效应与储层伤害

水锁效应是油、气层开采过程中普遍存在的问题，并以钻井液及酸化、压裂液对致密储层的水锁效应尤为突出。前人对这些问题均有论述，但理论分析不够，至于引起水锁效应的原因及其影响因素迄今尚无统一看法。文章根据毛细管束模型，从理论上分析了产生水锁效应的原因。指出外来流体在油、气层中的毛细管力是控制水锁效应的主要因素，并用渗速率恢复试验加以证实。实际工作表明，要降低完井液的水锁效应必须加入表面活性剂，但不是凡能降低表面张力的添加剂均能降低水锁效应，有的甚至适得其反。文章认为决定水锁效应的主要因素是毛细管力，而表面张力只是影响毛细管力的一个因素，此外还必须考虑接触角和毛细管的有效半径的影响。

用分形几何描述粘土及砂岩的粒度分布特征

在油井作业中,颗粒堵塞地层孔隙喉道,造成储层损害。根据分形几何理论,导出了物质粒度分布的两参数分形结构表示式,对有关粒度分布的文献资料的计算结果表明,该方法可用于计算各种粘土矿物及砂岩颗粒的分布分形参数,也可计算各种分散剂、絮凝剂以及酸化对颗粒分布分形参数的影响。将砂岩的成岩,钻井液的性能以及水敏、酸敏、速敏损害同有关颗粒物质的分布分形参数联系起来,有助于深入了解储层损害的机理。

酸化液中混合稳定剂的协同效应

提出了评价酸液铁离子稳定剂性能的一种新方法,在此基础上对混合稳定剂的协同效应进行了研究,所得结果尚难以用络合或缓冲作用等热力学理论加以解释。

酸化作业中石膏的二次沉淀

从热力学和动力学两个方面研究了酸化作业中的石膏二次沉淀问题,阐明了石膏二次沉淀的热力学原理,并给出了有关的计算公式。实验数据表明:在相同条件下,石膏的酸蚀速度比碳酸盐岩慢得多,在酸化含石膏的碳酸盐地层时,不一定总需要在酸液中添加氯化钙。

气体渗透率恢复法测量储层岩石的水敏性

通过测量淡水和盐计层岩石中的渗透率，然后加以比较，是测量储层岩石水敏性的经典方法。其局奶性难以测量致密储层岩石中的渗透率，本文提出先后用盐水和淡水饱和岩样，通过测量氮气渗透率的恢复值测量储层岩石的水敏性。试验结果表明，该方法可用地致密储层岩样，重现性好，精度高，并在常规储层岩样中怀经典方法所取得的结果具有良好的对比性。

对马新仿等《用分形方法研究水驱前后岩石的孔隙结构》一文的置疑

马新仿等在《新疆石油地质》2003年第3期发表了《用分形方法研究水驱前后岩石的孔隙结构》一文,该文的主要数学模型及其推导,是文章的最重要的核心部分,是文章的关键所在。但是这些数学模型及其推导,与以前发表过的两篇文献中所建立的数学模型及其推导,几乎完全相同。这是罕见的巧合还是抄袭痕迹的表现,马新仿先生应作出必要的解释。对这一问题,相信广大细心的读者也会做出自己的判断。

低渗砂岩气层孔隙结构及特性特征研究进展

介绍低渗砂岩气层孔隙结构及性特征的研究进展，阐述物性特征与孔隙结构之间的关系，着重介绍分形几何及水膜理论在该研究领域中的应用。对前人有关水膜作用的认识邮质疑。

低速非达西流动机理分析

对低速非达西流动现象机理的解释历来有争议。近十余年我国学者对地下油气储集层中的非达西流动现象进行了较广泛的数学模拟和实验研究 ,大多相信与流体边界层性质异常有关。边界水曾被认为是在固体表面分子剩余力场作用下形成的一种晶体结构物质 ,但早在 2 0世纪 70年代 ,这种认识已被包括提出者在内的学者们否定 ,有关实验表明 ,边界水与本体水的黏度没有差别 ,不动层厚度仅为 1～ 2个水分子层厚度。根据近代表面与胶体化学原理指出 ,液体在储集层中的低速非达西流动不应归咎于流体边界层性质异常 ,而应归咎于岩石中胶体颗粒进入孔隙流体引起的塑性流动 ;气体在含水岩样中的低速非达西流动不应归咎于水膜 ,而应归咎于气体相渗透率滞后现象导致的水在岩样中的重新分布。

砂岩酸化反应的微观机理研究

文章用薄片、扫描电镜、能谱X射线衍射及粒度分析考查了酸化反应对四川低渗透砂岩储层中矿物组成及结构的影响。研究结果表明 ,绿泥石粘土矿物在盐酸中的酸蚀效果与第二代充填物的种类有关 ,当第二代充填物为碳酸盐、伊利石及石英时 ,分别为强溶蚀、部分溶蚀及几乎不溶蚀。氢氟酸溶蚀砂岩中各种碎屑及充填物的反应效果随酸化液中氢氟酸的有效浓度而变化。根据薄片分析有助于设计溶蚀率高、而孔隙骨架水遭到破坏的合适的酸化液配方。一定条件下用盐酸酸化砂岩可形成良好的酸蚀孔道。研究还认为 ,酸化反应机理的某些细节比我们预期的要复杂的多 ,这将有助于我们优化酸化增产措施。

表面活性剂对煤层储气层损害作用研究

考察了6种不同类型的表面活性剂对两个矿区17个煤样渗透率的损害。煤岩心流动实验程序如下:注5 g/L盐水测水相渗透率Kw,反向通氮气0.5~2.0 h测气相渗透率Kg随时间变化,正向注2 g/L的表面活性剂盐水溶液并测K′w,反向注氮气测K′g随时间变化,由Kw和K′w计算水相损害率αw,由Kg和K′g(t)计算气相渗透率αg(t),其稳定值αg∞被称为热力学水锁损害率。给出了17个煤样/表面活性剂组合的实测数据和典型的Kg、K′g^t和αg^t曲线。阴离子(SDS,AOT)阳离子(CTAC,DMAO),非离子(OP10,Span80)表面活性剂造成的煤样αw平均值分别为882%,64.8%,64.6%,造成的煤样αg∞平均值分别为97.2%,77.9%,62.6%。与砂岩岩心相比,表面活性剂对煤岩岩心的损害要严重得多。认为表面活性剂对煤岩渗透率的损害机理,可能是表面活性剂吸附引起煤岩中微粒分散、运移。不同表面活性剂造成的损害差异尚不能完满解释。图3表1参7。