水相滞留对低渗气层渗透率的损害分析

水相滞留是低渗气层最主要的损害因素之一。文章以克拉区块低渗气层为例,分析了自由水、束缚水、吸附水等不同方式滞留的水对低渗气层的渗透率损害。结果表明:束缚水对克拉区块低渗气层渗透率损害最严重,渗透率越低,其损害越严重;束缚水和吸附水对气层渗透率的损害难以恢复。降低低渗气层水相滞留损害的最好方法是减少水相的侵入,或使用经济匹配的非水基流体,如甲醇、CO2、N2等。一但水相侵入后,对低渗气层而言,再解除水相损害问题还没有非常有效的方法。

防砂井投产初期砾石层渗透率损害规律

砾石充填防砂井在投产后经常在短期内发生产量明显下降的现象。通过压实条件下砾石层渗透率变化规律实验和砾石层吸附堵塞实验，对投产初期砾石层渗透率损害规律进行研究。实验结果表明，砾石充填防砂井的井下压实作用与原油吸附堵塞作用是导致投产初期砾石层渗透率下降的主要原因，随着外加压力的增大，砾石堆积渗透率明显降低，40MPa压实下的砾石层渗透率约为初始渗透率的5%~11%；砾石层进行交替驱替后水相渗透率迅速下降，渗透率损害系数约在0.75~0.85之间；短时间内堵塞渗透率比随驱替时间及驱替温度变化不大。根据实验结果建立了投产初期砾石层渗透率损害程度预测模型与方法，对相关领域的生产研究具有一定指导意义。

致密砂岩气藏长岩心压力损失及渗透率损害评价实验

致密砂岩气藏具有低孔、低渗、孔隙结构复杂、孔隙连通性差等特点,易受到水锁效应严重损害。为此,根据致密砂岩气藏的水锁机理以及储层条件,选择对应储层的长岩心,开展了不同储层条件、不同水锁程度下的压力损失评价和渗透率损害评价实验,并提出了压力损失和渗透率损害率2个概念,表征水锁效应对压力传播过程和储层渗透率的损害程度。结果表明:在气田开发过程中,水锁效应对物性较差、气测渗透率较低的储层损害最大,应提前实施预防措施;物性较好、气测渗透率较高的储层可根据其压力损失和渗透率损害率决定是否需要采取优化措施。针对不同储层,合理地实施解除水锁工艺对于气井的生产以及经济效益具有重要意义。

酒东油田注入水对岩心渗透率的损害率实验

酒东油田注水井近井地带易堵塞,严重影响了该油田的采收率。为了研究酒东油田注水井堵塞原因,对其注入水主要水质指标进行了测试分析,并通过岩心驱替实验量化分析了注入水水质指标对岩心渗透率的损害程度。首先,采用单因素分析法开展了注入水矿化度、悬浮物含量、悬浮物粒径、含油量对岩心渗透率的损害率实验,然后根据单因素实验结果设计正交实验,通过正交实验研究了矿化度、悬浮物含量、悬浮物粒径、含油量协同作用对岩心渗透率的损害率,并对正交实验后的岩心进行扫描电镜分析,进一步明确了注入水对岩心的损害情况。由正交实验结果可知,悬浮物含量对岩心渗透率的损害程度最大,其次是悬浮物粒径和矿化度百分比,含油量对岩心渗透率的损害程度最小。当模拟注入水矿化度百分比90%、悬浮物含量8 mg/L、悬浮物粒径2μm、含油量6 mg/L时,岩心的渗透率损害率最低。

含水饱和度和有效应力对致密砂岩有效渗透率的影响

在钻井、完井和增产改造等各种作业过程中 ,近井地带由于钻井完井液的侵入 ,含水饱和度升高 ,且有效应力也发生变化 ,二者综合作用使气层有效渗透率大幅度降低。文章选取鄂尔多斯盆地上古生界典型致密砂岩样品 ,进行了恒定有效应力不同含水饱和度下气相渗透率实验、干岩样和不同含水饱和度条件下岩样应力敏感实验。实验结果表明 ,含水饱和度升高对致密砂岩气相渗透率损害严重 ;水的存在加剧了致密砂岩应力敏感程度 ,且含水饱和度越高应力敏感性越强 ;干岩样在 3MPa围压时的渗透率大约是 4 0～ 5 0MPa围压下含水饱和度为4 5 %时气相渗透率的 10～ 30 0 0倍 ,将常规测量渗透率校正为原地条件下渗透率要考虑有效应力和初始含水饱和度的影响 。

轮古7井区低渗透油藏水锁损害实验评价及预测

针对低渗透油藏易受水锁损害的特点,介绍水锁损害机理,提出水锁损害实验室评价方法。同时,针对水锁损害实验评价既需要代表性的储层岩心,又耗费大量人力物力的缺点,介绍了BP神经网络原理和灰色系统理论,把两者引入水锁损害研究中来,将灰色GM(0,N)预测法和BP神经网络法有机结合,建立一种新的预测模型——灰色-神经网络预测模型,并分析其可行性,用计算机C语言程序实现了上述过程。以塔里木油田轮古7井区15块有代表性的岩心室内水锁损害评价结果为学习样本,另外5块岩心为预测样本,建立了灰色-神经网络水锁损害预测模型。预测结果表明,模型预测结果与实验室实测结果吻合程度较好。并通过与回归分析法、灰色GM(0,N)预测法和神经网络法这三种预测方法进行比较,发现灰色-神经网络水锁损害预测模型效果明显优于其他几种方法。

低渗透油藏注入水损害储层主控因素研究

针对南堡油田低渗油藏普遍存在注水压力不断上升、吸水指数降低、产液量下降等油田开发问题,以南堡13-52井低渗储层天然岩心及注入水为研究对象,评价储层敏感性、注入水结垢及固相颗粒堵塞等因素造成的储层渗透率损害程度。敏感性损害实验表明储层水敏损害程度中等偏强;常温及地层温度下注入水离子含量变化表明,地层温度下注入水极不稳定且有大量结垢析出;渗透率损害率随着注入水中固相含量和粒径中值的增加呈线性关系增大,注入水因固相颗粒堵塞引起的渗透率损害率达64.84%。综合研究认为储层水敏、注入水结垢及固相颗粒堵塞是造成冀东油田低渗储层注水困难的主要原因,且固相颗粒堵塞是注入水损害低渗透油藏的主要因素。

硫酸钡结垢对岩心渗透率影响模型研究

油田注水过程中,含SO_4^(2-)的注入水与含Ba^(2+)地层水不配伍将导致硫酸钡垢产生,堵塞地层孔喉,造成严重的渗透率下降。建立合理的数学模型,精确地预测岩心渗透率的变化,对于选择合理的注水方案具有重要意义。首先研究了Bedrikovetsky化学动力学模型,在此基础上优化了模型的求解方法,避免了国内外已有的硫酸钡结垢动力学模型的求解方法中做出的岩心入口端Ba^(2+)与SO_4^(2-)浓度比远小于1的假设;其次,改进了模型中的三个重要参数——扩散系数、反应速率常数和地层损害系数的求取方法;最后,针对来自长庆油田的两块岩心求模型参数,对模型有限差分并在0≤T≤T_f范围内利用Runge-Kutta方法求数值解,得出了驱替至不同孔隙体积倍数时岩心中无因次Ba^(2+)浓度分布、硫酸钡结垢量分布及岩心渗透率比值的变化。结果表明:岩心中有少量的硫酸钡垢生成时,渗透率便迅速下降。随着驱替孔隙体积倍数增加,岩心中Ba^(2+)含量减小;SO_4^(2-)含量增加;岩心中结垢量增大;岩心的渗透率降低。

液态CO_2驱替对岩心渗透率影响实验研究

选取苏里格气田的2块岩心,借助扫描电镜分析、X-射线能谱分析和全岩X-衍射分析手段,开展了饱和地层水条件下液态CO_2对岩心渗透率影响的研究。研究结果表明,引起岩心渗透率损害的原因有:岩心中微粒及黏土矿物发生运移导致孔喉堵塞;孔隙空间被岩石吸附的CO_2占据;CO_2与地层水中的Ca^(2+)发生化学反应,生成了难溶的CaCO_3垢。

复杂应力路径下含瓦斯煤渗透性变化规律研究

通过含瓦斯煤渗透特性试验研究,系统分析复杂应力路径下含瓦斯煤渗透性的变化规律,建立含瓦斯煤渗透率与轴向压力、围压、瓦斯压力、围压升降、全应力–应变过程等之间的定性与定量关系,深入探讨各种不同应力路径下含瓦斯煤渗透性的控制机制和变化规律。结果表明,应力路径对含瓦斯煤的渗透率有重要影响:(1)含瓦斯煤渗透率随着轴向压力和围压的增大而减小,随瓦斯压力的增大而增大。(2)含瓦斯煤渗透率与轴向压力、围压和瓦斯压力均呈指数关系变化。(3)围压升、降过程中,含瓦斯煤渗透率会受到一定程度的损害,其损害程度可以用最大渗透率损害率和渗透率损害率来表征。同时,三维压缩条件下含瓦斯煤会发生二次密实效应。(4)三轴压缩下全应力–应变试验过程中,含瓦斯煤的渗透率呈"V"字型变化趋势;渗透率随煤样的应变先减小后增大,然后达到最大值,并且渗透率的增幅小于其减幅。

NH_4Cl和NaNO_2化学生热体系对储层损害的研究

储层损害研究是对正在实施化学驱的稠油油藏进行科学降黏、提高采收率的一项重要工作。室内进行NH4Cl和NaNO2化学生热体系分段储层损害评价和单组分反应剂储层损害研究,得到一次水驱和化学降黏后二次水驱的岩心渗透率变化值,计算岩心渗透率损害率,考察化学生热体系对储层的损害程度及影响因素。结果表明,化学生热段的渗透率损害率最大,为50.96%;而反应后期段与反应残液段的相近,约17%。单组分反应剂损害实验中,NH4Cl溶液具有改善储层渗透率的作用,而NaNO2溶液对储层有害。该研究可为稠油油藏化学驱降黏技术的高效开发提供一定的理论指导,对深入了解稠油化学驱油田的开发动态和采收率具有一定的意义。

水泥浆滤液对油气层的损害分析及保护技术

固井过程中,若不对水泥浆性能进行调整和控制,水泥浆滤液与水泥细小颗粒会大量进入油气层,堵塞油气通道,影响油气开采效果。分析了水泥浆滤液对岩石渗透率的影响,对失水量不同的水泥浆体系分别在相同条件下对同类岩心进行了岩石渗透率损害实验,找出了水泥浆滤失量的最佳控制范围,现场应用表明,对于高压低渗油气藏,固井过程中水泥浆失水量宜控制在 70mL范围以内。该项研究对固井过程中较好地保护油气层、提高油井产能具有很好的指导意义。

低渗透油气藏应力敏感性评价实验新方法

为了研究地层压力的变化对低渗透油气藏孔隙度和渗透率的影响程度,采用室内实验与理论研究相结合的方法,对中原文东油田天然岩心进行了地面条件和地层条件应力敏感性实验。实验结果表明:孔隙度对应力不敏感;渗透率变化结果差别较大,地面条件实验所得的渗透率损害率约为地层条件的2～4倍,说明地面条件下的实验结果不能真实再现油气藏的应力敏感性,以往实验中单纯乘以系数0.61的处理方法不合理。低渗透油气藏应力敏感性评价实验应采用新方法,即模拟地层条件,将实验岩心加上围压(模拟上覆压力)和回压(辅以形成油层压力),通过改变内压(模拟油层压力),来达到改变净覆压的目的,测定不同内压下的渗透率,判断应力敏感性。

水泥浆失水量对油气层损害影响的试验研究

用失水量不同的水泥浆进行岩心污染试验,研究了水泥浆失水对岩心渗透率和污染深度的影响。结果表明,水泥浆失水量对岩心污染深度影响不大,但对岩心渗透率有很大影响;随着水泥浆失水量的增加,岩心渗透率下降,试验条件下最大渗透率损害率达77.8%。现场保护油气层效果表明,对于高压低渗油气藏,固井过程中水泥浆失水量宜控制在70mL范围以内。

低渗透储层气测与液测应力敏感性试验对比分析

以新疆某低渗油藏岩心为研究对象,分别利用氯气和模拟地层水进行了应力敏感性试验,得出了该储层的渗透率损害率,并对两种测量方式进行了对比研究。试验结果表明,渗透率越低的区块越有可能发生渗透率损失,而且其损失是不可逆的;液测和气测渗透率虽然有一定的偏差,但总体上基本一致。对低渗透油田进行应力敏感性的研究是必要的;对于渗透率较低而要求试验的最大围压值较大的区块,可以考虑用气测代替液测评价。

基于单片机的动态损害评价测试仪的研制

本文介绍了一台高温高压动态损害评价测试仪器,包括系统的测试原理及实验方法,着重介绍了系统的硬件电路设计,并给出了控制电路原理图及温度、流量的控制方法。

围压循环加卸载作用下含瓦斯煤样渗透特性试验研究

煤与瓦斯突出综合假说明确了地应力、瓦斯及煤的物理力学性质对突出发生所起的主体作用。对比研究采动影响下型煤煤样和原煤煤样的渗透率响应特征,对于揭示两种煤样微细观结构损伤演化规律的异同、明确型煤煤样能否代替原煤煤样开展相关试验研究具有重要意义。以原煤煤样和型煤煤样为研究对象,采用自主研发的三轴煤岩渗透率试验系统,进行围压等幅循环加卸载渗流试验,研究渗透率对应力的响应特征。结果表明,两种煤样渗透率对应力的响应特征总体相似,但存在细节差异。①对于2种煤样,渗透率随围压的增大而减小,随围压的减小而增大,且任一次加载过程的渗透率均大于该次卸载过程的渗透率。②原煤煤样的渗透率在低围压阶段变化程度大,在高围压阶段变化程度小,而型煤煤样的渗透率在整个加卸载过程中几乎呈均等变化。③原煤煤样和型煤煤样的渗透率损害率Dk均随加卸载循环次数的增加和瓦斯压力的增加逐渐减小。④原煤煤样和型煤煤样的裂隙压缩系数cf整体上随加卸载次数的增加而减小,随瓦斯压力的增加而增大。⑤原煤煤样的渗透率随瓦斯压力的增加而增大,型煤煤样的渗透率随瓦斯压力的增加而减小。用型煤煤样来代替原煤煤样研究含瓦斯煤的渗流特征是可行的,而且在某些特定场合还具有一定的优越性,但同时也应该注意两种煤样渗透率对应力响应特征的细节差异,以及这些细节差异给试验结果的可靠性所带来的影响。

钻井泥浆污染储层程度的测井评价方法研究

对钻井泥浆污染储层程度进行评价是油(气)层保护的一项重要工作,若能用测井资料对它实现直接或间接评价将是一项经济有效的手段。文章以实验为基础,从研究渗透率损害比与储层单因素间的关系入手,对储层污染评价指标间的内在关系进行了深入研究,并建立了各评价指标,如渗透率损害比、污染表皮系数、泥浆污染深度与测井参数、钻井参数以及储层物性和电性参数间的定量计算模型。最后通过编程计算和实际资料的处理分析,发现所研究的评价方法正确可行,并可针对具体研究井区给出钻井泥浆污染储层程度的判断标准,最终能为钻井施工、射孔作业以及增产措施的科学决策提供重要依据。

煤层气井压裂曲线和储层污染程度的响应关系

为了研究压裂曲线与储层污染程度的响应关系,以沁水盆地柿庄区块为例,在区块内选取储层敏感性强弱不同的井,通过比较各井压裂施工曲线中油压曲线到达破裂压力后下降行迹特征的差异,总结出油压曲线下降行迹与储层敏感性的响应规律。然后在同一区块内根据油压曲线下降行迹判定几口井的储层敏感性,根据储层渗透率损害比模型计算出几口井开发煤层段的储层渗透率损害比。结果发现,预测出的储层敏感性强井具有较高的储层渗透率损害比,储层受到严重污染;储层敏感性弱井储层受到轻度污染。研究表明油压曲线到达破裂压力点后的下降行迹能够反映储层污染程度,可以为后期工程开发提供依据。

采用两种实验方法进行气藏岩芯应力敏感研究

目前实验室测定岩芯应力敏感性通常采用变外压恒内压方式测试,该测试方法与气田实际开发过程中上覆岩层压力不变,流体压力变小的实际情况不符合,提出了变内压恒外压测试方法,采用苏里格低渗岩芯在地层温度条件下进行变内压恒外压测试和变外压恒内压测试。研究表明:变内压恒外压测试比变外压恒内压测试应力敏感性更弱,随多次应力敏感次数增加,应力敏感性变弱,甚至趋于一个极限。为气井动态分析提供了实验依据,对研究低渗气藏相对高、中、低渗岩芯在多次升降压过程中的应力敏感特征有重要意义。