深层裂缝性致密砂岩气藏基质-裂缝气体流动机理

为了探明深层裂缝性致密气藏的气体流动规律,研发了基质–裂缝系统气体流动物理模拟装置,建立了高温高压基质–裂缝系统气体流动物理模拟方法,模拟了不同温度和压力条件下气体从基质到天然裂缝及人工裂缝的流动过程,以及基质与裂缝之间的传质过程;对比分析了不同温度和压力条件下气体流动的差异性,明确了高温高压作用下应力和流态对气体流动规律的综合影响。模拟结果显示,储层压力和应力显著影响气体流量和岩石渗透率,温度变化对气体流量和渗透率的影响相对较小,含天然裂缝岩心受应力敏感和气体滑脱效应的影响显著。研究结果为深层裂缝性致密气藏的高效开发提供了理论依据。

基于层次分析法的致密气藏储层分类定量评价——以新场气田蓬莱镇组气藏为例

储层评价是致密砂岩气藏开发的基础,评价结果的准确性直接影响气藏开发的潜力分析,评价方法的选择影响到开发指标预测的可靠性、开发调整部署的科学性。为解决致密砂岩气藏储层评价影响因素多、主控因素不明确、参数敏感性未知、评价指标未量化等问题,以川西新场气田蓬莱镇组气藏为例,运用层次分析法理论,建立定量分析模型,将复杂问题简单化、定性问题定量化。方法优选地球物理、测井解释和地质基础等参数为准则指标,通过构造判断矩阵、确定指标权重、一致性检验等步骤,建立定量评价模型,得到权值向量,再利用真实井进行验证分析可采储量和无阻流量均与评价值呈现较好的相关性,说明研究方法具有较好的可靠性,进一步明确了储层划分类型及标准。根据研究方法确定的气藏储层评价指标,可以深化同区致密砂岩气藏开发“甜点”认识,提升致密砂岩气藏储层预测及开发部署质量,为同类气藏高效开发提供借鉴。

碳酸盐岩储层酸蚀蚓孔物模实验研究进展

酸蚀蚓孔是碳酸盐岩储层基质酸化最典型、最基本的特征,其尺寸和形态对酸化效果有着重要影响,关于酸蚀蚓孔的物模研究对于碳酸盐岩储层基质酸化机理研究及现场施工设计具有重要指导意义。文章分别综述了线性流和径向流两种岩心流动实验研究的重要成果和最新进展,指出酸蚀蚓孔实时表征是线性流岩心流动实验研究的发展方向,针对渗透率、尺寸等岩心参数对酸蚀蚓孔发育的影响,应结合融合电测和示踪剂的蚓孔实时表征方法进行进一步研究。针对酸液突破岩心时孔隙体积倍数(PVBT)与岩心参数之间关系的认识,后续应进一步升级径向流岩心流动实验及表征设备,从而开展不同因素对酸蚀蚓孔发育影响的研究,重点解决酸蚀蚓孔从实验尺度升级到现场尺度问题。建议加强电测法室外模拟实验及现场应用研究,从而实现实验尺度和现场尺度酸蚀蚓孔的实时观测和表征。

海上低渗砂岩储层酸压可行性及酸液体系研究

采用常规基质酸化作业无法对海上低渗砂岩储层实施整体改造,并且由于部分储层渗透率较低,酸液无法顺利进入地层。因此,以涠洲X低渗砂岩油藏为研究对象,开展了适合海上低渗砂岩储层的酸化压裂可行性分析研究,并优选了相应的酸液体系,评价了酸液体系的综合性能。结果表明:目标油田储层段含有一定量的碳酸盐岩矿物,储层的脆性较好,并且储层段水平主应力差异系数在0.114~0.130之间,具备酸化压裂施工的物质基础,压裂施工可使储层形成复杂的裂缝网络。采用有机酸HCW-1、有机酸盐HCF和高温缓蚀剂HSJL-3为主要处理剂,构建了一套适合海上低渗砂岩储层酸压施工的酸液体系,该酸液体系具有较低的表面张力和腐蚀速率,同时具有较强的铁离子稳定能力和防膨能力。另外,储层段天然岩心采用酸压工作液酸蚀作用后裂缝导流能力大幅度提高,并且岩心表面完整,未出现微粒脱落的现象。研究结果认为目标海上低渗砂岩储层具备酸压施工的条件,可以采取酸压施工对其进行增产改造。

注盐酸对致密砂岩气藏微观孔径分布的影响

为了研究注盐酸对致密砂岩气藏微观孔径分布的影响,通过核磁共振、CT扫描及X射线衍射分析等技术,对盐酸处理前后的岩心微观孔喉分布和物性变化进行分析,揭示盐酸处理致密砂岩气藏对微观物性改变的机理。研究结果表明,盐酸在储层条件下可以溶蚀砂岩中的伊利石、伊/蒙间层、方解石和白云石等矿物,酸液溶蚀后岩心的孔隙度和渗透率均有一定程度增大,孔隙度的增大幅度小于渗透率的增大幅度,孔隙度的增大幅度为11.73%~36.08%,渗透率的增大幅度为36.81%~63.64%。岩心中的矿物成分对酸化后的储层物性改善程度影响较大,方解石和白云石等碳酸盐岩矿物含量越高,盐酸酸化后的物性改善效果越好。砂岩经过盐酸处理后,孔径分布发生明显改变,酸化后微孔和小孔所占的孔隙体积增多,孔喉连通性得以改善,岩心的孔隙度和渗透率提高。

砂岩储层不同产状自生高岭石成因机制及其储层改造意义——以东营凹陷沙河街组为例

酸性流体环境下长石颗粒的溶蚀及改造是次生孔隙形成及演化的重要成因之一,该类成岩作用对含油气盆地深部有利储层的形成、演化及分布具有重要影响。自生高岭石作为酸性流体环境下长石颗粒转化过程中最主要的成岩产物,其成因机制和形态影响该过程中储层次生孔隙的类型。以东营凹陷沙河街组为例,以热力学为基础,采用数值模拟方法明确不同地层温度条件下不同产状自生高岭石的形成过程,利用铸体薄片、扫描电镜等手段明确不同产状自生高岭石的分布特征,并揭示不同成岩环境下其成因机制及长石转化过程。结果表明:当地层温度高于120℃时,储层中自生高岭石为三水铝石与长石转化的产物,此过程中形成的次生孔隙为高岭石晶间微孔,孔隙结构类型为微孔-细喉型;当地层温度低于120℃时,储层中自生高岭石为孔隙流体沉淀或三水铝石与含硅粒子结合的产物,此过程中形成的次生孔隙为长石溶蚀孔,孔隙结构类型为大孔-粗喉型。

甲酸提高低孔低渗砂岩油藏采收率的机理及效果

近年来,小分子有机酸作为外源驱油剂或内源驱油剂(微生物代谢产物)提高砂岩油藏采收率的作用逐步引起关注,但具体作用机理及效果尚存争议。利用岩心驱替和润湿角、界面张力/界面扩张流变性能、Zeta电位测定等实验,探究甲酸提高原油采收率的作用机理与效果。岩心驱替实验发现:甲酸可以显著提高低孔低渗砂岩油藏采收率。随着甲酸浓度增加至15 mmol/L,原油采收率提高6.9%。润湿角测定实验发现:甲酸明显增强了砂岩表面亲水性。油滴在地层水中的润湿角为110.3°,在15 mmol/L甲酸水溶液中的润湿角为123.0°。界面张力及界面扩张流变测试结果显示:甲酸降低了油水界面张力,显著增强原油表面黏弹性。原油-地层水界面张力为27.7 mN/m,大于原油-甲酸溶液(15 mmol/L)的20.0 mN/m;原油-地层水界面弹性和黏性模量分别为11.1 mN/m和4.0 mN/m,远小于原油-甲酸溶液(15 mmol/L)的20.3 mN/m和7.9 mN/m。Zeta电位测试结果显示:甲酸和原油吸附于石英表面均能降低石英表面负电荷,但甲酸作用更明显,因此甲酸能驱替石英表面吸附的原油;甲酸吸附于原油表面增加原油表面负电荷,显著增强油滴稳定性。综上所述,甲酸促进润湿性改变与增强原油界面黏弹性协同作用,共同提高了原油采收率。

异常高压深井裂缝性厚层砂岩储层“酸化+酸压”技术

塔里木油田库车前陆冲断带气藏地层压力高、天然裂缝发育,钻井过程中漏失严重。岩心造缝及岩心流动实验结果表明,常规基质酸化不能有效解除污染,需要能够使天然裂缝张开的"酸压"工艺才能有效解除深部钻井液污染;同时,针对长井段合理布酸需要,推导了黏性暂堵酸化机理,指出增大暂堵酸液黏度有利于合理布酸;结合二者,提出了针对高压天然裂缝性砂岩储层的暂堵酸化+砂岩酸压改造工艺。KS2井现场应用表明,该工艺对改造该类储层适应性强,增产效果显著,对同类储层的增产改造具有一定的指导意义。

富含铁致密砂岩储层的酸敏性评价——以川中地区上三叠统须家河组气藏为例

为了解决致密砂岩储层酸化效果不理想的问题，从致密砂岩储层的特殊地质特征出发，选取川中地区典型致密砂岩气藏的岩心样品，模拟酸化作业条件进行实验评价。结果表明，盐酸对储层的损害率为73．35％-85．30％，损害程度为强；氢氟酸对储层的损害率为11．66％-65．64％，损害程度为弱；氟硼酸对储层的损害率为56．39％-95．00％，损害程度为中一强。综合研究表明，对富含铁粘土矿物的致密砂岩储层，应加强其地质特征研究，使用与地层配伍的酸液配方才能减少对储层的损害，达到提高产量的效果。

有机氟硼酸在王家岗敏感性地层的应用

根据3口井岩心矿物组成及碳酸盐含量数据,认为王家岗沙四段砂岩储层土酸和低伤害酸酸化效果差的原因,是储层碳酸盐、泥质含量高,酸岩反应速度快,反应产物产生一次及二次沉淀,乏酸液反排困难,在这类地层可采用有机氟硼酸体系。根据3口井储层岩心溶蚀率及酸化淤渣率数据,得到了各适用于某一口井的3个混合酸:4%/4%、6%/4%、4%/12%的醋酸/氟硼酸。筛选了酸液缓蚀剂KX1 7,N80钢片在加入1%KX1 7和5%NH4Cl的醋酸/氟硼酸液中80℃腐蚀速率为0.45～2.5g/m2·h。注入由3个混合酸配成的酸液使对应岩心的渗透率分别增大25%、76%、52%。在3口油井用该有机氟硼酸液酸化解堵,均获得了成功。较详细地介绍了在一口新投产不出油的井用醋酸/氟硼酸酸化液酸化,用液态CO2助排的施工情况和施工后产油情况。图3表5参3。

川西中侏罗统致密砂岩次生孔隙成因分析

基于岩石学观察,运用铸体薄片鉴定、扫描电镜分析、矿物烃类包裹体成分分析,结合储层特征,研究了川西中侏罗统致密砂岩次生孔隙的形成机制。结果表明,川西中侏罗统为典型的无生烃能力的红色碎屑岩地层,上沙溪庙组砂岩气藏气源主要来自纵向上距该气藏约1000～3000m的下伏上三叠统须家河组含煤层系,储层平均孔隙度9.6%,平均渗透率0.177×10-3μm2,为远源致密砂岩气藏。次生溶蚀孔隙对储层总面孔率的贡献达60%,其对砂岩面孔率的贡献大于原生孔隙。砂岩中沥青的分布及高岭石的分布、地层水的证据以及次生矿物烃类包体成分等表明,次生孔隙主要由有机酸对长石溶蚀形成,有机酸主要有3种来源,一是下伏须家河组烃源层生烃过程中排出的有机酸沿断裂和裂缝向上运移进入上沙溪庙组,二是从须家河组运移上来的烃类与上沙溪庙组储层中的氧化剂反应生成的有机酸,三是上沙溪庙组泥岩脱水形成的有机酸。其中以前两种有机酸形成的溶蚀孔隙最为重要,而第三种来源的有机酸由于其形成的孔隙少且保存下来的很少,对储层的意义不大。区域流体势、断裂和裂缝的发育都为下伏上三叠统须家河组有机酸进入上沙溪庙组储层提供了有利条件。控制次生孔隙形成和分布的主要地质因素是砂岩中受物源控制的易溶组分含量、沉积相、储层所处的古构造位置以及断裂、裂缝的发育情况。

酸压技术在砂岩储层中的应用

对砂岩储层酸压需要具备的可能条件进行了概括分析,认为对砂岩储层中浅层井、注水井、储层裂缝发育井及处于构造轴附近的井酸压成功的可能性较大,并对其原理进行了分析。对砂岩储层酸压的工艺和酸液体系的应用进行了概括,其发展特点为酸液体系由单一的盐酸、氢氟酸体系向醋酸、氟硼酸、硝酸等复合酸液体系发展,其工艺由普通酸压向高导流裂缝酸压发展,并首次将平衡酸压闭合酸化工艺技术用于砂岩储层酸压中,并获得成功。最后,给出了砂岩储层酸压的现场应用实例。

低渗油藏注水井解堵增注技术研究

为了解决桩西低渗、特低渗油藏部分注水井注水压力过高(44 MPa)、欠注严重、注水效果差,以及常规酸液体系有效期短、效果差等难题,对砂岩酸-生物活性剂复合降压增注技术进行了室内实验研究。实验结果表明,该项技术具有良好的缓速缓蚀深部解堵功能,其新型活性剂可有效降低表面张力,改变地层润湿性,降压增注。该技术为注水井深部酸化增注提供了可靠的技术保证,对改善低渗、特低渗油田的注水开发效果具有十分重要的意义。

硅质地层土酸酸化工艺的理论与实践

关于硅质砂岩地层土酸酸化工艺的本专题论文包含 6个论题 :①基本原理 ;②传统土酸体系的利弊 ;③含膦酸酯土酸工作液 ;④膦酸类化合物电离特性 ;⑤膦酸类化合物吸附特性 ;⑥结论。指出酸化工作液的缓速、降滤失和抑制性 ,是保证酸化施工质量的关键因素 ;膦酸酯的电离和吸附特性奠定了含膦酸酯工作液卓越性能的基础 ,使之成为当前砂岩储层酸化的新发展方向。图 3表 5参 6。

复杂砂岩储层平衡酸压闭合酸化技术

砂岩储层一般不能冒险进行酸压,要大幅度提高产能应采用水力压裂。针对新场气田新855井复杂砂岩储层岩性变化大,岩矿组成复杂,碳酸盐岩含量高,且在不同井段分布极不均匀等特点,提出采用新的酸压技术——平衡酸压闭合酸化技术对该储层实施酸压改造。对该酸压工艺的原理及其适用性进行了理论分析。通过大量室内试验,并考虑到该地层酸化时酸液需具备降滤失和延缓反应速度的特点,优选出以盐酸为主体酸的胶凝酸体系配合该酸压工艺。现场施工实践表明该酸液体系及酸压工艺对该类复杂砂岩储层是合理的。

基于微观孔隙结构的基质储层质量差异展布——以红河油田长8油层为例

致密砂岩储层非均质性极强,基质储层质量差异研究难度大、分布规律不清楚。文中从导致基质储层质量差异的根本原因--微观孔隙结构研究入手,在大量岩心分析实验基础上,开展基质储层精细分类及分布研究。结果表明:红河油田长8油层基质储层孔隙结构发育7类孔喉组合样式,不同孔隙结构的储层储渗能力存在较大差异;优选了代表致密储层储集能力的可动流体孔隙度和代表渗流能力的主流喉道半径作为储层质量分类的关键参数,将长8油层致密砂岩基质储层分为4类;搭建微观-宏观研究桥梁,采用基于沉积的成岩相控方法,预测了4类基质储层质量的展布,为下一步"甜点区"评价及优选奠定了良好的基础。

砂岩储层酸压改造技术探讨

介绍了柯克亚凝析气藏及塔中志留系储层的储层特征,及针对该类储层进行的酸液配方研究,酸压工艺的选择及现场实施。砂岩酸压技术在现场应用两井次,施工后效果显著。实例应用表明,在低渗砂岩储层进行酸压是可行的。

煤系地层(酸性水介质)的砂岩储层特征及成岩模式

煤系地层的砂岩中所含水介质呈酸性，致使其砂岩储层具有碳酸盐胶结物含量低、硅质胶结物含量高、粘土矿物中富含高岭石的显著特点。由于各种成岩作用，特别是压实作用和硅质胶结作用的影响，使得华北石炭－二叠系煤系地层的砂岩储层属于低孔低渗型，其孔隙类型主要为次生孔隙。表生成岩作用是形成良好储层的主要作用。华北石炭－二叠系构造演化史的研究表明，在印支期及燕山晚期该区有两次抬升，使砂岩遭受风化和淋滤，长石等矿物溶解形成大量次生孔隙，储集性得到改善。其有利孔隙带的分布与不整合面有密切关系，孔隙率随着远离侵蚀面而变小。

砂岩储层酸化的新型螯合酸液体系研制

砂岩储层基质酸化采用常规土酸体系酸化时存在酸岩反应速度快、有效作用时间短、近井带过度溶蚀等问题,且酸化过程中产生的氟硅酸、硅铝酸、氟化钙沉淀,硅胶薄膜扩散及沉淀,会对储层造成严重的二次伤害。为此,研制了一种对岩石骨架溶蚀能力强,同时又能对酸化可能出现的沉淀有效抑制的新型可降解有机螯合酸体系。通过实验对该种新型螯合酸的性能进行了分析,主要考察螯合酸对钙、铁、铝、镁等容易成垢的金属离子的螯合能力,螯合酸缓速性能、腐蚀性能、酸化流动效果及微观扫描电镜分析等。结果表明:该螯合剂与常规无机酸配伍性好,对铁、钙、铝、镁离子螯合能力强,腐蚀速率低,缓速性能好,岩心酸化流动后渗透率提高幅度大,且酸化前后岩心端面扫描电镜结果显示该新型螯合酸酸化能够有效稳定黏土及微粒运移,同时也能够形成明显的溶蚀孔洞。

大庆徐家围子地区深部致密砂砾岩气层识别

大庆徐家围子地区深部致密砂砾岩储层的骨架成分除了含有石英、长石外,还含有许多酸性喷发岩,而且各种骨架成分的含量随深度变化比较大;复杂的岩性使得气的影响被岩性的影响所淹没,从而造成常规气层识别方法失效。针对这一问题,应用神经网络方法准确求取地层颗粒密度和泥质含量,然后对中子和密度测井值进行岩性影响校正和泥质影响校正,使得求出的中子和密度孔隙度仅受地层气的影响,最后将得到的中子和密度孔隙度进行对比,应用中子和密度孔隙度的差异识别气层。