新疆准噶尔盆地白家海凸起深部煤层气孔渗系统特征

【目的】新疆深部煤层气资源丰富,其中准噶尔盆地白家海凸起侏罗系煤层是深部煤层气勘探开发的有利目标区。深部煤层气孔渗系统直接决定了深部煤层气的可采性。【方法】以新疆油田2023年最新施工的彩煤2-004H评价井为基础,基于扫描电镜观察,压汞–低温液氮–二氧化碳吸附、低场核磁共振、CT扫描,变温压孔渗实验,结合数学建模,深入研究了本区侏罗系西山窑组煤的孔渗系统。【结果和结论】结果表明:(1)研究区深部煤储层孔隙类型以植物组织孔和气孔为主,孔裂隙发育,形态多为板状和狭缝状,孔裂隙连通性好,多为开放型孔。(2)全孔径表征结果显示,超微孔最为发育,其次为中孔和过渡孔,各类型孔隙发育较为均匀,总孔比表面积和总孔容较大,接近于贫煤和无烟煤,暗示了其吸附性和储集能力较强,其主要地质原因在于其煤层为特低灰分(平均灰分在5%左右)煤、煤岩显微组分中主要为丝质体和结构腐殖体,且处于构造高部位的煤储层断裂发育。(3)考虑温度和有效应力对孔隙率和渗透率的影响,建立了研究区孔隙率和渗透率与埋深的关系式。与鄂尔多斯盆地大宁-吉县区块深部煤相比,不论是常规孔渗结果,还是模拟原位储层条件下的孔渗系统,白家海凸起深部煤储层孔隙率和渗透率均较大,原位储层条件下孔隙率介于8.60%~10.21%,渗透率介于(0.04~0.21)×10^(-3)μm^(2)。即本区深部煤储层孔渗系统,不仅储气能力较强,同时其导流能力也较好。

不同剪切端面和围压下损伤煤体孔渗特性实验研究

煤体损伤是影响渗透率变化和瓦斯流动的重要因素;采用多剪切端面损伤渗流测试系统和核磁共振仪,分析了不同剪切端面和围压下损伤煤体孔渗特性变化规律。结果表明:损伤煤体内中大孔增多,吸附空间向渗流空间转化,孔隙间连通性变好;50%剪切端面情况下,渗流空间(驰豫时间T_(2)>10 ms)平均面积百分比由9.89%增大为14.94%;剪切应力作用下,煤体轴向变形量不断增大,50%剪切端面比30%剪切端面导致的轴向变形量大,而围压值越大,轴向变形量越小;随着剪切应力的增大,煤体渗透率先降低后缓慢增加,当应力达到煤体强度阈值时,损伤煤体渗透率以指数形式增大,50%剪切端面对应的渗透率值普遍比30%剪切端面的大,前者是后者的7倍左右。

渤海特高孔渗储层控水防砂一体化完井技术

渤海BN油田的特高孔渗疏松砂岩油藏储层非均质性强,生产井出水、出砂问题严重,而现有各自独立设计实施的控水和防砂工艺存在设计实施繁琐、控水防砂效果差等问题。为此,在连续封隔体控水完井技术的基础上,根据地质工程一体化的思路,给出了优选连续封隔体颗粒粒径、设计ICD筛管控流强度及优化配置ICD筛管的方法,形成了适用于渤海特高孔渗储层的防砂控水一体化完井技术。BN油田3口井进行了控水防砂一体化完井技术试验,与邻井相比,单井无水采油期平均延长187 d,初期含水率远低于预期含水率,井口无砂时间明显增长,其中BN-D4H1井井口无砂时间长达889 d。现场试验结果表明,防砂控水一体化完井技术可以满足BN油田控水、防砂的双重需求。

黔西土城向斜煤储层覆压孔渗试验研究

为研究土城向斜中阶煤煤储层孔隙度、渗透率、应力敏感性特征及对煤层气开采的影响,采集土城向斜1号、3号、5号、15号、17号、291号、292号煤层煤心煤样,以覆压孔渗试验为手段,对比各煤储层孔隙度和渗透率随有效应力的变化规律,利用孔隙度应力损害率、渗透率应力损害率及渗透率曲率等参数,分析了各煤储层有效应力敏感性。结果表明:煤储层随有效应力的增大,孔隙度及气体渗透率均呈负指数降低;试验煤储层应力敏感性系数为0.035~0.073 MPa-1,3号煤层应力敏感性回归系数最大;孔隙度应力损害率随有效应力的增加而增加,埋深较浅的3号煤层的应力损害率相对较大;渗透率应力损害率随有效应力的增加而呈指数增加,3号煤层的渗透率损害率明显大于其余煤样;煤储层渗透率曲率随着有效应力的增加,应力敏感性呈指数减弱;在相同有效应力下,3号煤层应力敏感性大于5号、15号、29号煤层,1号、17号煤层应力敏感性最弱。

高温覆压下顶板泥岩孔渗变化特征研究

煤炭地下气化中气化腔密闭性十分重要,因此需要对高温下气化腔顶板泥岩的孔渗变化特征进行研究。本研究采用三轴应力的岩石孔渗测试装置对顶板泥岩的孔隙度、气体渗透率和水渗渗透率进行测试。结果表明:泥岩的孔隙度随温度的升高而升高,破坏前随轴压的升高也略有提高;泥岩的渗透率整体同样随温度的升高而升高,随围压升高而略有降低,随轴向应力的增大,在破坏前通常略有降低,在试样破坏时突然增大;由于滑脱效应的存在,泥岩气体渗透率往往比水渗渗透率大2~5倍。通过对比常用的孔渗模型对实验数据进行拟合,发现利用二次多项式拟合不同温度和应力下顶板泥岩的孔隙度和渗透率更便于后续的应用。

利用测录井资料计算气油比定量识别低孔渗储层流体性质

低孔渗储层储集空间小,且含油气饱和度低,致使油气测录井响应特征差异小,储层流体性质识别困难。X凹陷油气藏埋藏深,均发育于3800m以下,具有储层物性差、非均质性强、孔喉结构复杂及油气水分布不规律的特征。气测录井是直接测定钻井液中可燃气体各组分含量的一种录井方法,能有效反映油气藏的气油比。基于录井气测组分含量(TG、C1)和MDT泵抽气油比,建立气油比与气测组分的响应方程,并与各常规测井响应方程组成超定线性方程组,采用最优化算法计算储层的气油比,结合油气藏类型识别标准,实现定量判断储层流体性质的目的。在实际井的应用中,利用测录井资料计算的气油比与MDT泵抽分析结果相比,相对误差小于7.80%,说明最优化计算的气油比合理、可靠,该方法具有较好的应用和推广价值。

多因素约束的低孔渗基质砂岩气藏测试生产压差模型

选择合理的地层测试生产压差时,一般需要考虑井下安全、管柱安全、施工效率等多方面因素.对于低孔渗基质砂岩而言,还需要考虑尽可能地解除近井地带污染、减少应力敏感性和储层伤害等,以获得更高、更准确的产能数据.针对上述要求,在研究基质砂岩储层敏感性的基础上,分析了考虑应力敏感性后井周渗流场和应力场的变化,并从井壁稳定、侵入物返排、产能约束3个方面建立了多因素约束的低孔渗基质砂岩气藏测试生产压差模型.现场应用结果表明,该模型能够较好地指导低孔渗基质砂岩气藏测试生产压差的选择,可为测试压差的设计提供理论基础.

贵州合层开发煤层气井产层孔渗特征研究

贵州省煤层发育,煤层气资源富集,对其合层开发煤层气产层孔渗特征进行研究能够为煤层气高产、稳产提供依据。基于贵州合层排采煤层气井产层特征统计,综合现有地质及工程数据,系统研究产层孔渗特征。研究结果表明:贵州境内受煤变质程度高的影响,煤层气产层孔隙度较低,主要在2%~6%之间;煤储层大多发育两组相互近正交的内生裂隙,外生裂隙则与区内深大断裂活动以及煤层厚度有关;产层渗透率均低于0.35 mD,属于中低渗透率产层,且以小于0.1 mD的低渗产层为主。

大庆外围扶杨油层组低孔渗储层饱和度计算方法

大庆外围低孔渗储层的复杂孔隙结构特征制约其饱和度参数的计算精度.分析岩性、物性等岩心分析资料和岩心含油状况,岩层中泥质、钙质胶结是造成储层孔隙结构复杂的重要因素之一,也是造成储层含油状况差的主要原因.以双水饱和度模型为基础,选取外围扶杨油层典型岩心样品进行实验,建立地层因素参数与孔隙度、渗透率、泥质含量、钙质含量等参数的关系式,以及饱和度指数与孔隙度、渗透率的综合关系式,使地层因素参数与饱和度指数更适合大庆外围低孔渗储层的复杂孔隙结构.密闭取心井验证结果表明,饱和度相对误差为7.6%,达到实际生产应用要求.

碳酸盐岩储集层复杂孔渗关系及影响因素——以滨里海盆地台地相为例

以滨里海盆地东缘石炭系碳酸盐岩为例,在大量岩心分析资料基础上,研究碳酸盐岩储集层孔隙度、渗透率之间的复杂关系及其影响因素。滨里海盆地东缘石炭纪为开阔台地、局限台地、蒸发台地相碳酸盐岩沉积环境。白云岩储集层孔隙组合类型主要为:晶间孔-溶蚀孔、晶间微孔、晶间微孔-晶内孔,以晶间孔-溶蚀孔组合类型物性最好。灰岩储集层孔隙空间组合类型为:粒间孔、粒间孔-粒内孔、铸模孔,铸模孔缺少喉道连通,渗透性差。白云岩储集层裂缝、溶洞均较发育,对储集层渗透性改善显著。孔隙度相近情况下,各类储集层渗透率明显受大—中孔喉所占的比例和孔喉半径的控制。灰岩储集层裂缝以微裂缝为主,连通孔隙占总孔隙比例与渗透率呈正相关关系,而白云岩储集层二者没有明显的关系。沉积成岩环境控制储集层类型分布特征,是造成复杂孔渗关系的最根本的原因。

陕北富县延长组特低孔渗砂岩储层控制因素分析

研究表明 ,陕北富县延长组总体为特低孔渗砂岩储层。沉积岩石粒度普遍较细 ,是导致岩石储集性较差的先天地质因素 ;岩石中“抗压实性”较差的长石、岩屑等软碎屑颗粒含量高 ,加之延长组砂岩又历经了较长的埋藏期 ,因此强烈的压实作用是形成特低孔渗储层的又一主要原因 ;较强的胶结作用 ,尤其是晚期碳酸盐胶结作用 ,对延长组特低孔渗砂岩储层的形成也有着重要影响 ;晚期溶蚀作用不充分且持续时间不长 ,对储层没能发挥明显的改造作用 。

低孔渗砂岩石油充注临界条件实验——以西峰油田为例

低孔渗砂岩体油藏在中国油气资源勘探中具有十分重要的地位,但不是所有砂岩体都能成藏,只有达到成藏临界条件的砂岩体才能成藏。现今低孔渗砂岩体物性及流体动力条件不能反映成藏期物性和动力条件,因此,研究成藏临界条件具有非常重要的意义。砂岩样品双轴承压充注实验模拟地层条件下石油充注临界条件,证实了石油充注受临界物性和临界注入压差双重控制。首先,通过测定不同物性样品在不同围压和轴压下的临界注入压差,确定出研究区延长组8段(简称长8段)储层临界孔隙度约为10%,低于该临界值则无论流体压差多高均难以使石油注入砂岩样品。其次,编制多样品临界注入压差随埋深变化曲线,发现物性与临界注入压差具有相互耦合关系。最后,建立了石油充注物性-临界注入压差成藏解释图版,成藏期孔隙度大于10%为有效储层,否则为无效储层。并以研究区典型井为例,较好地解释了长8段砂岩体的成藏过程,该解释图版可作为钻前成藏预测的新方法。

公山庙沙一段油气藏低孔渗储层产油机理研究

四川盆地中部公山庙沙一段油藏为构造岩性复合油藏 ,单井测试日产原油在数吨至百吨之间。储层具典型的低孔渗特征 ,产层段孔隙度一般在 3%～ 6 % ,平均 3.9% ;渗透率在 1.0× 10 -4μm2 ～ 1.0× 10 -3 μm2 ,平均2 .6 4× 10 -4μm2 。文章在静态、动态分析的基础上 ,应用核磁共振、水膜实验、渗流能力模拟及岩心产能模拟等机理实验研究表明尽管储层基质物性为低孔低渗 ,但其仍具备储渗能力 ,储渗类型为裂缝—孔隙型。并在此基础上结合地层能量以及原油性质综合研究认为低孔渗储层基质产油有以下主要原因 :①孔隙结构好的储层为油流提供了较好的储渗体系 :②充足的地层能量为原油渗流提供了动力基础 ;③以小分子为主的低粘度、低密度优质油有助于原油的渗流。较好的解释了该油藏低孔渗储层产油的机理 ,对以低孔渗储层为主的四川盆地砂岩油气藏勘探具有重要指导意义。

大庆长垣高台子地区扶余油层低孔渗储层地震叠前描述技术

大庆长垣高台子地区是近年储量提交重点目标区。扶余沉积时期以陆源河流相、三角洲相为主,砂岩厚度薄(一般小于5m),砂体规模小(300～600m),远小于地震极限分辨率,河道砂体识别是难题。针对存在的问题,以扶余油层河道砂体地震准确识别为目标,形成了以相对保持振幅与波形特征的高分辨率处理为基础,以优化叠加识别砂体、叠前AVO预测有效储层、叠前弹性参数反演检测油层为手段的扶余油层地震储层预测技术和流程。在研究区应用取得良好效果,曲流河点沙坝砂体得到清晰刻画,为该区寻找薄层岩性油气藏提供了可靠依据。共建议井位18口,已完钻10口,均见到较好的油气显示,试油9口,7口获工业油流,2口获低产,探井成功率达77.8%,是研究前成功率43.9%的1.78倍,较研究前有大幅度提高。

韩城地区煤储层孔渗应力敏感性及其差异

以韩城煤层气区块3号、5号和11号煤层为例,进行不同围压条件下的煤心孔渗实验,探讨了该区煤储层物性与应力之间的耦合关系,建立了相应的数学模型。结果表明,煤心孔渗随围压的增加而不断下降,渗透率应力伤害远强于孔隙度应力伤害,但各煤层的应力敏感性各不相同:在实验围压从4.14 MPa(600 psi)增加到12.42 MPa(1 800 psi)条件下,11号煤层孔渗应力敏感性最强,孔隙度应力伤害达76.5%,渗透率应力伤害达93.3%;3号煤层孔渗应力敏感性最弱,孔隙度应力伤害38.5%,渗透率应力伤害77.9%;5号煤层孔渗应力敏感性较强,孔隙度应力伤害约45%,渗透率应力伤害达83.9%。分析认为,裂隙发育状况是造成各煤层间孔渗应力敏感差异的主要原因。从实验数据的拟合情况看,幂函数模式比指数函数模式更能准确地获取测试围压范围内的孔渗内插值。

X区块低孔渗气藏储层特征及分类评价研究

在岩心实验、物性实验、压汞实验、核磁共振实验等资料综合分析的基础上,结合测井资料、试采资料,对X区块主要目的层H2~H6层位储层特征及分类评价方法进行研究。研究表明,储层岩性以细砂岩为主,岩石成分以石英含量居多;储层以低孔低渗、特低孔低渗地层为主;孔隙结构中岩石孔隙喉道对储层渗流能力具有明显的控制作用,可动流体饱和度、可动流体孔隙度受储层物性的影响较大。根据储层特征,提出了孔渗关系图谱,用于描述地层流体分布特征与地层孔渗关系。应用K-means聚类分析的方法建立了储层分类评价标准,利用Fisher线性判别方法建立了储层类型判别函数,应用效果与测井资料符合程度高。储层分类方法可为寻找研究区相对优质的储层位置提供依据,为其他区块勘探提供指导。

低孔渗泥质砂岩三水孔隙结合导电模型及其在海上油田的应用

针对低孔渗泥质砂岩储层孔渗低、孔隙结构复杂、微孔隙水高等特点,利用电导率差分方程和三水导电理论,建立低孔渗泥质砂岩三水孔隙结合电阻率模型.采用单参数变化方法,考察胶结指数和饱和度指数变化对模型预测的岩石导电规律的影响,得出电阻增大系数随黏土束缚水胶结指数和饱和度指数的增大而增大,随可动水胶结指数和微孔隙水胶结指数的增大而减小.利用储层温度压力下岩心实验数据,通过计算电导率与测量电导率对比,表明该模型能描述海上低孔渗泥质砂岩储层的导电规律.利用实验确定的胶结指数和饱和度指数以及经验确定的微孔隙水和黏土束缚水孔隙度进行实际应用,表明该模型可用于海上低孔渗泥质砂岩储层定量评价.

低渗透储集层成岩作用与孔渗演化——以准噶尔盆地中部1区侏罗系三工河组为例

综合利用岩心观察、薄片鉴定、阴极发光分析、扫描电镜观察、流体包裹体分析、碳氧同位素组成分析、压汞分析及孔渗测试等技术方法,结合埋藏演化史、有机质热演化史和油气充注史,研究准噶尔盆地中部1区侏罗系三工河组低渗透储集层成岩作用与孔渗演化,并分析孔渗演化史与油气成藏史的匹配关系。该区低渗透储集层成岩环境经历了早期碱性、中期酸性和晚期碱性的演化过程,主要的胶结溶解序列为:绿泥石膜沉淀,早期方解石胶结,长石溶蚀、石英次生加大、自生高岭石充填,硬石膏胶结,晚期铁方解石胶结、晚期铁白云石胶结,少量黄铁矿胶结,其中压实作用贯穿于整个埋藏演化过程。孔渗演化史与成藏史匹配关系表明,三工河组存在3种成因类型的低渗透储集层:"先成藏后致密"型,勘探潜力最大;"边成藏边致密"型,勘探潜力中等;"先致密后成藏"型,勘探潜力较差。

热处理对岩石波速及孔渗的影响

在常压条件下 ,对干燥粉砂岩、灰岩和砾岩 3种储层岩石进行了高温处理 ,测量并分析了岩石波速、渗透率和孔隙度与温度的变化关系。结果表明 ,热处理过程中岩石波速、渗透率和孔隙度等物理性质的变化存在一个突变温度域。经过高温处理后的岩石 ,其波速随温度升高而下降 ,渗透率和孔隙度随温度升高而增加。在阈值温度附近岩石波速、渗透率和孔隙度变化幅度最大 ;高于阈值温度后 ,影响岩石渗透率和孔隙度变化的主要机理是早期产生的微裂纹宽度增加。该实验结果为现场储层热处理效果评价及技术应用提供了依据。

基于损伤理论双重介质水力压裂岩体劣化与孔渗特性变化理论研究

首先,针对石油储层水力压裂岩体损伤机制,考虑岩体受载后基质孔隙和微裂缝体积均发生变化,采用基质孔隙和微裂缝体积变化分别定义岩体损伤和裂缝演化的张量型损伤变量,建立水力压裂岩体损伤模型;然后,假设水力压裂过程微裂缝动态演化满足Logistic分岔标准模型,建立基于损伤理论的微裂缝动态演化损伤模型,根据水力压裂能量守恒原理,确定岩体损伤演化过程体积应变和介质孔隙度、损伤变量的内在联系;最后,建立水力压裂岩体基质孔隙和微裂缝渗透张量演化模型。将新方法和传统方法通过模块程序导入有限元软件对吉林油田29-3,4生产井进行产能模拟,计算结果对比表明,基于损伤理论的新模型与实际情况吻合更好。