深部缓速酸完井液技术

为解除钻完井过程中引起的地层深部伤害,将缓速酸RE-Acid引入完井液体系中。缓速酸RE-Acid能够在低温下使得生成盐酸速率缓慢,在高温下使得溶液pH值迅速降低并可到达1以下,具有较强的溶蚀性,22%的缓速酸最终溶蚀率可达10%以上。在加重盐水完井液中,由于甲酸盐容易与Ca2+结合,甲酸钾延缓了缓速酸RE-Acid生成盐酸的速度,对CaCO3的溶蚀性能比其他盐溶液高,密度为1.3 g/cm3甲酸盐溶液中12%的缓速酸RE-Acid最终溶蚀率可接近20%。对低密度泡沫完井液,缓速酸RE-Acid对泡沫处理剂AFM-1的泡沫性能影响较小,且在该体系中仍然保持较好的溶蚀性能(可达到16%)。采用驱替实验表明,盐酸主要改造第一段岩心,第二段和第三段岩心渗透率增加幅度较小甚至有所降低;而缓速酸主要改造第二段和第三段岩心,使渗透率分别增加2.5倍和1.7倍,具有很好的深部改造作用。

煤层气缝网压裂技术研究

为解决煤层气活性水改造效果差的难题,基于煤层发育被方解石充填的天然裂缝网络、压裂液滤失量大的特性,提出了新的缝网压裂思路,研制与煤层相适应的复合压裂液体系。潜在酸压裂液酸蚀充填矿物,使裂缝恢复畅通,形成相连通的复杂裂缝网络;清洁压裂液携砂,支撑压开的裂缝。探讨了该思路的可行性和优势,以及与页岩气、砂岩气缝网压裂的区别。分析了沁水盆地南部3号煤和15号煤地质特征,研制了相应的潜在酸压裂液和清洁压裂液,形成"潜在酸酸蚀裂缝充填矿物,清洁压裂液携砂"的缝网压裂技术。与常规活性水压裂对比表明,3号和15号煤层缝网压裂产量高,见气普遍更早。3号煤压裂支撑剂用量更少,15号煤煤层气开发取得历史突破。实践表明煤层气缝网压裂具有可行性。

磨溪气田气水同采井水气比变化特征及机理

底水气藏防止底水锥进时通常采用避射水层的生产方式,但四川部分气田的开发则采用射开气、水层且气水同采的生产方式。为进一步了解其生产动态特征与储层特征之间的关系,通过避射水层和气水同采2种模式特征之间的对比,总结出气水同采井的水气比曲线有平稳段、缓慢上升段、快速上升段、下降段和跳跃段5种类型,分析了每种类型对应的储层特征,绘制了水气比曲线变化图版;确定了研究区水气比线性分段函数斜率的取值范围。现场应用证明气水同采的生产动态特征与储层特征基本一致,表明该图版实用性强,有助于正确认识底水气藏地层水活动规律,而储层内部气、水两相渗流变化需要进一步研究。

苏里格气田西区盒8段储层电阻率形态及测井解释研究

苏里格气田西区盒8段储层岩性和物性复杂、电阻率曲线形态复杂,测井评价难度极大。综合核磁共振成像测井、岩心扫描镜片、岩心观察、试气和生产等动态数据,排除压裂施工的影响,优选出典型的气层、气水层和水层,归纳出相应电阻率曲线形态类型。发现气层、气水层和水层均出现钟型、箱型和平稳波动型,分析造成因素。总结出了一套适合该地区测井解释的方法,绘制了交会图版,对高不动水饱和度层段结合视地层水电阻率法,取得了很好的效果。

煤层气井压裂缝壁面稳定性研究

为了揭示煤层气压裂井在排采过程中裂缝壁面剪切失稳产生煤粉的机理,根据叠加原理,采用弹性力学和渗流力学理论,构建了排采过程中压裂缝的总应力场计算模型。基于D-P剪切破坏准则,提出了一种计算井底流动压力安全窗的方法,以有效避免煤岩压裂缝壁面失稳。研究结果表明:井底流动压力越小,压裂缝壁面净压力越大,在压裂缝壁面附近产生的诱导应力也越大;另外,井底流动压力越小,由于孔弹效应影响,形成的诱导应力也越大。在排采过程中,保证井底流动压力在安全窗口内,可以避免压裂缝壁面剪切失稳形成煤粉。

高温分子膜驱油剂驱油效果实验研究

分子膜驱油剂是一种新型驱油剂,它主要是使岩石表面亲油性转为中性,从而剥离油膜,通过自发吸附作用驱替出孔隙内的残余油。分子膜剂的优点有驱油效率好、不污染储层、价格低、投资少。本次研究结果可以看出分子膜驱能够在水驱不出油的情况下继续驱替出原油。本次实验使用了1%、0.5%、0.25%三种浓度的分子膜剂。实验表明分子膜浓度0.5%提高采收率最明显。

子洲气田山_2~3段富水区水化学特征研究

油气田地层水与油气伴存,不仅可以改变油气性质,自身在与岩石反应过程中也在不断变化,其形成反映了油气形成、演化的总过程。钠钙系数、碱交换指数等常用的地层水化学特征参数,是判断气藏保存条件的重要参数。本文以这几类水化学参数对子洲气田的山23段气藏保存条件进行了分析,不仅论证了山23段地层水浓度大,具有沉积水漫长水岩作用,深循环、径流停滞或交替缓慢、浓度浓缩、正变质特征,还从水化学的角度论证了在本层的三块富水区不具有相互连通性。

两种排水采气新方法研究

目前川渝地区大量有水气藏气钻井深度大,常用的"避射水层"排水采气方式无法满足生产需求。首次提出采用双管柱法排水采气。根据四川M气田储层特征,运用数值模拟方法,对比分析了气水同采、双管柱法与常规的避射水层法效果,发现射开气水层能延长稳产期,并拥有较高的采收率,双管柱法能获得最高的采收率。

高阶煤煤层气生产机理探究

根据沁水盆地南部高阶煤煤层气的地质特征和生产特征,归纳了高阶煤煤层气生产变化规律,基于前人对煤层气生产特征的研究,探究了高阶煤煤层气生产机理,并通过数值模拟方法进行了验证。研究表明高阶煤煤层气生产机理为:排采过程中,近井带地层压力首先降低,但受到井控范围内远井带地层水补给,导致近井带含水饱和度下降缓慢;远井带由于无水补充,见气后含水饱和度降低,并向近井带推进,孤立气泡发展成连续气相;近井带含水饱和度高,气相渗透率低,形成"水锁效应";近井带含水饱和度降低到一定程度后,气相渗透率升高,突破"水锁效应",产气量明显增加。

压裂中煤粉对煤储层损害机理分析与防控对策

为了减轻煤储层压裂过程中煤粉对煤储层的损害,分析了煤粉的形成机理及其对煤储层损害的机理。以沁水盆地柿庄南区块为例,根据工业分析和X衍射资料,采用DLVO理论分析了煤粉的水润湿性。研究认为,因为煤粉具有一定的亲水性,煤粉运移容易受水流动的影响,因而压裂后的返排阶段与排水采气阶段是煤粉运移的主要阶段。从煤粉的来源和运移堵塞条件看,在近井带裂缝有效应力大、水流速度高的地方,容易形成煤粉运移损害。采取以下措施可减少煤粉运移损害:在压裂时尽量避开原生煤粉发育的软煤层段;压裂液中避免使用阴离子表面活性剂;在顶替液阶段可适量注入阳离子表面活性剂;煤层气井压裂后的排采过程中,应严格控制排水速度。

煤层气直井间接压裂施工的先导地质分析

为了解决在构造煤发育区及其它煤质分布地区,有效利用煤层顶底板间接压裂工艺技术,以提高煤层气单井产量。从煤粉形成机理、裂缝形成机理以及压裂液滤失机理出发,开展了适用于间接压裂的储层先导性地质分析。分析结果表明,间接压裂工艺适用于容易产生煤粉、裂隙系统发育、缝高易失控的煤层;结合地应力场、岩性以及应力剖面特征,详细阐述了如何开展间接压裂设计。根据山西沁水盆地某区块资料,对比了地质条件相同的两口相邻煤层气井的压裂效果,间接压裂比常规压裂增产效果更明显,体现出间接压裂在改造煤层气解吸和产出流动通道方面的优势。

煤层气压裂综合滤失系数的影响因素评价

针对煤层气井投产前对煤储层进行水力压裂时,滤失量较大的问题,从煤储层特征和压裂施工2个方面分析影响综合滤失系数的因素。结果表明:煤储层方面影响因素主要有煤层动态渗透率、煤层孔隙内流体压缩系数、孔隙度等;压裂施工方面影响因素有压裂液黏度等。通过相关公式,并结合经典的综合滤失系数计算方法,定量评价了各个因素对综合滤失系数的影响。分析计算表明该评价方法具有可靠性和实用性。

提高煤层强度的钻井液防塌封堵剂的研制

针对煤层脆性较强、割理微裂缝发育,容易发生井壁垮塌的风险问题,以亲水单体和亲油单体相组合采用水包油乳液聚合合成出了乳液型的防塌封堵剂。对该乳液型防塌封堵剂进行了机理分析、基本性能和钻井液体系研究。结果表明,乳液型防塌封堵剂分散体系大部分粒度在0.1～1.5μm之间,与煤层的微裂缝相匹配,可进行有效封堵,该处理剂可以使煤层表面趋向于油润湿,并大幅度减少煤样在水中的分散性能;在膨润土浆中,乳液型防塌封堵剂可以降低API滤失量,提高封堵性能,浸泡该处理剂后的煤样可以增强抗压性能;加有该防塌封堵剂的钻井液表现出良好的流变和降滤失性能,对煤层的伤害较低,水测渗透率恢复值可达95.4%。在SX-2**井煤系地层795.00～1 088.00 m采用该防塌封堵剂钻井液,不仅实现了顺利钻进,同时完成了取心作业,岩煤心收获率达到96.51%,基本保持煤层岩石的完整性。

砂岩-页岩互层气藏物质平衡方程构建与应用

在国内外很多盆地的气藏,富含有机质的页岩中发育不连续的砂岩夹层,页岩气层和砂岩气层具有很好的连通性,同属于一个压力系统。在这种类型的页岩气藏的储量计算中,不应该忽略砂岩中的游离气储量。为了计算地质储量,首先分析了页岩和砂岩的骨架、孔隙及其流体储存的差异性,在此基础上,将气藏的储集单元分为无机质基质和有机质基质两大类,并建立了此类页岩气藏的体积模型。根据体积守恒原理、Langmuir等温吸附模型和Palmer&Mansoori模型,分别讨论了两类基质在地层压力下降过程中孔隙和流体的变化特征,推导出页岩-砂岩互层气藏的物质平衡方程。通过实例分析验证了新的物质平衡方程能够分别计算出页岩与砂岩中的游离气储量和吸附气储量,以及开发过程中解吸的天然气体积。

具有越流补给的含水煤层渗流模型求解与典型曲线

为了分析水层越流补给对煤层气井早期排水的影响,根据不稳定渗流理论,引入越流系数,建立了考虑层间越流现象的煤层中水的渗流数学模型。通过Laplace变换对模型求解,并利用Stehfest反演得到实空间的解,采用新的参数组合,分别绘制了压力和压力导数双对数曲线图版。从物理渗流机理上分析了层间越流对曲线形态的影响,随着越流系数的增大,径向流结束的时间越早;同时提出了利用典型图版拟合确定储层渗透率、表皮系数以及越流系数的方法。典型图版有助于定量评价越流的强弱,对煤层气井后续排采制度的调整具有指导意义。

鄂尔多斯盆地东缘煤系地层致密气低产原因分析

鄂尔多斯盆地东缘煤系地层是我国未来致密气、煤层气合采试验的重点区域,但目前致密气井产量较低,严重制约了气田的规模开发和下一步与煤层气合采的开发方案制定。总结了该区储层特征,综合气层性质、压后效果评价、返排制度等资料分析了低产原因,认为低产原因有:致密砂岩气藏物黏土矿物占比15%,以伊利石、高岭石为主,物性比苏里格气田盒8段差;压裂改造目的层含气性质对产能影响大,中-高产层自然伽马(GR)基本小于50GAPI,低产层自然伽马(GR)基本大于50GAPI;压裂裂缝几何尺寸、导流能力等参数与设计值相差较大,不能形成有效的泄压通道,导致压后气产量低;返排制度不合理,导致近井带裂缝过早闭合,降低返排率,造成储层伤害。研究还表明,煤层对压裂施工和产气影响不明显,为该区下一步致密砂岩气、煤层气合压合采研究提供依据。

异常高压气井产能评价技术研究

异常高压气藏由于存在变渗透率问题,在气井产能计算时必须考虑应力敏感性。对Y气田渗透率和孔隙度进行了应力敏感性实验,研究结果表明渗透率比孔隙度具有更强的应力敏感性。采用常规的压力平方法和拟压力法计算了气井的产能后,根据储层的应力敏感性,改进了气井的拟压力法产能方程,定量讨论了应力敏感性大小对气井产能的影响。研究表明:应力敏感性对产能影响较大,在建立产能方程时,必须考虑渗透率应力敏感性。此外,如果在开发早期缺乏应力敏感数据,可近似用压力平方法来确定该区气井产能。

基于解吸形变的煤岩稳定性评价

在煤层气井排采过程中,为了揭示剪切破坏产生煤粉的机理,基于弹性力学理论构建了诱导应力场的计算模型。基于剪切破坏准则,提出了煤岩失稳的判断方法。研究结果表明:地层压力越小,孔弹效应产生的诱导应力越大;地层压力低于临界解吸压力后,煤岩发生收缩形变,产生诱导应力。地层压力下降形成的诱导应力等于煤基质收缩的诱导应力与孔弹效应的诱导应力之和,随着地层压力降低,煤层剪切失稳的可能性上升,是形成煤粉的重要因素。

煤层气含气饱和度与解吸压力对排采影响分析

目前,我国煤层气开发的关键难题仍然是对煤层气解吸和排采之间关系认识不够充分。为此,本文详细分析了等温吸附曲线图中不同区域与相应煤层气赋存状态及排采关系,认为过饱和煤层气藏由于含有大量具有渗流能力的游离气,具有高产能力,排采见气时间短;饱和煤层气藏储层压力降低,吸附气开始解吸,排采见气时间较长;欠饱和煤层气藏需要长时间排采降压,排采见气时间长。当压力低至废弃压力时,认为煤层气藏不再具备生产能力。绘制了含气饱和度与解吸压力/原始储层压力的无量纲图版,二者呈较好的正相关关系。将该图版应用于沁水盆地南部区块典型井,发现该图版符合实际生产情况。

伊拉克哈法亚油田中白垩统Mishrif组MB1-2亚段沉积与储集层构型

基于岩心、铸体薄片、测井、地震等资料,研究伊拉克哈法亚油田中白垩统Mishrif组MB1-2亚段沉积与储集层构型。Mishrif组MB1-2亚段发育潟湖相、生屑滩相和潮道相3种微相类型,沉积微相构型受层序地层约束。四级层序内,潟湖相垂向加积叠置生长,生屑滩呈透镜状镶嵌于潟湖背景中,层序沉积末期被形似“曲流河”的潮道切割,代表沉积间断面。发育潮道颗粒-泥粒灰岩储集层、生屑滩颗粒-泥粒灰岩储集层和潟湖粒泥灰岩溶蚀改造型储集层3种类型,其中潮道颗粒-泥粒灰岩储集层和生屑滩颗粒-泥粒灰岩储集层构型与沉积构型一致;潟湖粒泥灰岩溶蚀改造型储集层构型受微相构型与溶蚀改造共同控制,发育于层序界面之下。储集层段主要发育于四级层序高位域,垂向上被海侵域隔层分隔,复杂的微相构型与溶蚀改造导致储集层段表现为“阁楼式”构型特征,内部具复杂的渗流关系。研究成果对中东地区同类油藏开发具有指导意义。