低渗致密储层微纳米孔喉分布及其对渗流的影响

低渗-致密储层微观孔喉分布有较大差异,导致其渗流特征亦有明显不同。将室内实验与油藏工程计算相结合,定量研究了低渗-致密储层微纳米孔喉分布特征及其对渗流的影响。结果表明:1)孔喉半径小于1μm的孔喉体积占总孔喉体积的主体;2)岩心渗流特征曲线呈非线性渗流规律,渗透率降低,启动压力梯度显著增大,附加渗流阻力占总渗流阻力的比例也增大,研究物性范围内,附加渗流阻力占比均大于50%,渗透率为0.4 mD时,附加渗流阻力占比可达84.8%;3)微纳米孔喉的存在使得油井泄油半径降低,渗透率为0.4 mD时,极限泄油半径仅28.5 m,制约了井间及压裂水平井段间原油的动用。该研究成果可为认识低渗-致密油藏流体渗流规律和制定合理开发方案提供指导。

低渗透油藏拟启动压力梯度

对大庆外围和长庆西峰油区低渗透油藏岩心进行了恒速压汞、核磁共振和渗流实验,从不同角度研究了低渗透储集层拟启动压力梯度形成原因及影响因素。由于储集层中固液作用形成的边界层的存在,且低渗透油藏喉道非常微细,因而低渗透油藏流体流动需要克服启动压力梯度。在低压力下,参与渗流的喉道少,岩心断面上的渗流截面小,随着驱动压力增加,参与渗流的喉道数量增加,岩心断面上的渗流截面增大。储集层的孔隙结构特征、可动流体饱和度对拟启动压力梯度有显著的影响,主流喉道半径及可动流体饱和度越大,拟启动压力梯度越小。拟启动压力梯度是储集层渗流非线性程度和渗流能力的表征参数,是孔隙结构、固液作用的综合体现。

低渗透油藏微观孔隙结构分析

不同地区渗透率相近的低渗透油藏在开发动用难度、生产特征上存在很大的差异,主要原因是微观孔隙结构不同.利用恒速压汞技术研究了大庆和长庆低渗透油藏岩心的孔隙结构.结果表明:长庆低渗透油藏平均喉道半径、主流喉道半径均大于大庆低渗透油藏;大庆低渗透油藏喉道分布范围窄,峰值半径较高,而长庆则相反,存在数量较大的喉道,喉道均质性较差.单根喉道对岩心的渗透率贡献结果表明,喉道分布范围较宽,均质性较差比喉道分布集中,均质性好的油藏渗流能力强,这与所研究的低渗透油藏开发特征相吻合.

低渗透油藏微生物运移能力研究

微生物在油藏中的运移能力直接影响到微生物在整个油层中的生长,以及微生物自身及代谢产物与原油间的相互作用。将筛选的微生物注入到低渗透率的岩心中,从微生物驱油效率、注入压力和微生物通过岩心的菌液浓度变化等方面研究了微生物的运移能力,并对通过恒速压汞技术测出的岩心孔喉半径与微生物个体大小的匹配关系进行了分析。实验结果表明,应用微生物驱替渗透率低于18.8×10-3μm2的岩心,提高的采收率低于4.22%。其主要原因是微生物个体的大小与岩心的平均喉道半径不匹配,平均喉道半径越小,渗流阻力越大,导致微生物的运移能力下降。提出了用喉道半径与微生物个体大小的匹配关系取代渗透率,并将其作为低渗透油藏微生物采油筛选条件的一个标准。

微裂缝性特低渗透油藏储层特征研究

将不同渗透率的含微裂缝与相同渗透率、不含微裂缝低渗透砂岩岩心进行了对比,研究了微裂缝性特低渗透油藏的孔隙空间形态、喉道半径、微观均质系数和相对分选系数等特征,分析了这些特征对孔隙度渗透率性质、可动流体体积和压力敏感性等方面的影响。结果表明,微裂缝性特低渗透砂岩孔道与孔道之间主要靠微裂缝连接,连通性较低,主要由微裂缝提供渗流能力。气测渗透率和微裂缝宽度、微观均质系数、相对分选系数和可动流体体积百分数等都有明显的幂律关系。孔隙度与渗透率相关性差,气测渗透率与水测渗透率比值较大,各向异性和非均质性严重,压力敏感性较强。渗透率低不是低渗透油藏的本质特征,只是外在表现形式之一。应该根据微观孔隙结构特征、可动流体体积百分数和压力敏感特征等多个因素综合评价其储层特征。

深层高压低渗砂岩油藏储层微观孔喉特征:以东濮凹陷文东油田沙三中段油藏为例

为深入探讨深层高压低渗透砂岩油藏储层微观孔喉特征,开展了岩心样品的恒速压汞测试。结果表明,储层孔道大小及分布性质差异不大,孔隙半径呈正态分布,主峰分布在100～300μm;喉道半径是控制储层性质的主要因素,渗透率与喉道半径的相关性好于其与孔隙半径的相关性。储层有效喉道半径、有效孔隙半径、有效喉道体积、有效孔隙体积、有效孔喉半径比等孔喉特征参数与物性参数具有较好的相关关系。高渗透率岩样的有效孔喉半径比较低,且有效孔喉半径比分布频率较高。渗透性越好,孔喉半径比越低,且其分布越集中。分析认为,恒速压汞的孔喉特征参数中排驱压力(pT)、中值压力(pc50)、最大进汞饱和度(SHgmax)小于常规压汞的,最大连通孔喉半径(Rmax)、中值半径(r50)大于常规压汞的。相对于常规压汞,恒速压汞获得的孔喉特征参数更准确。

川中地区须家河组低渗透砂岩气藏储层综合评价方法

根据四川盆地川中地区上三叠统须家河组低渗透砂岩含水气藏储层、渗流及开发的静、动态特征,构建了渗透率、孔隙度、含气饱和度、有效储层厚度、主流喉道半径、阈压梯度和可动水饱和度的储层分类评价7参数体系,应用模糊分析法和灰色关联度分析法建立了相应的储层综合分类评价方法,对18口气井井控储层进行了分类评价,并与常规评价结果和气井产能进行了对比分析,进一步对目标区块进行了区块储层评价。结果表明:新的储层分类评价方法准确度达到90%,比常规评价方法提高了40%,验证了该方法的可靠性和实用性。该研究成果对于川中地区须家河组低渗透砂岩含水气藏富集区优选具有指导作用。

地层压力保持水平对低渗透油藏渗透率的影响

低渗透油藏岩性致密、渗流阻力大、压力传导能力差,地层压力下降会对渗透率造成部分不可逆伤害而影响油井产能。通过室内流动试验模拟地层压力的升降过程,基于原始地层压力下的油藏渗透率,研究了不同地层压力保持水平下渗透率的保留程度;借助压汞、核磁共振、岩石力学等试验手段,对地层压力升降过程中渗透率的变化机理进行了分析。认识到地层压力下降对渗透率的伤害程度取决于岩石的初始渗透率、地层压力初次回升时机和地层压力升降次数等三个主要因素;明确了岩石的弹塑性变形是导致孔喉平均半径减小、渗透率下降的根本原因,其中塑性变形是造成渗透率不能完全恢复的主因;提出了岩石初始渗透率越低,越应及早注水保持地层压力开采的观点。

用数字岩心确定低渗透砂岩水锁临界值

探明水锁内在因素与损害程度之间的联系机制对水锁抑制措施的研发至关重要,但常规的水锁物理实验只能研究宏观水锁损害后的结果,而无法探讨其微观机理。为此,通过高分辨率微CT扫描构建了低渗透砂岩三维数字岩心,并建立了与之等价的孔隙网络模型,利用孔隙级流动模拟开展了由毛细管力控制的虚拟"自吸"实验,探讨了润湿性、含水饱和度、孔喉结构参数等微观内在因素与水锁损害程度的联系机制。结果表明:(1)润湿性从水湿依次过渡到气湿,水锁损害程度逐渐减轻,只要将强水湿毛细管环境转变为弱气湿,就能有效地减轻水锁损害,提高气井产能;(2)初始含水饱和度与束缚水饱和度之间差异越大,水锁损害越严重;(3)水锁损害程度与配位数呈负相关关系,而与孔喉比呈正相关关系;(4)在现有研究条件下,由中等尺寸喉道组成的地层更容易水锁。结论认为,存在一个临界喉道半径使得水锁最为严重。

核磁共振技术在低渗低黏油层孔隙结构评价中的应用

岩心核磁共振T2谱与压汞分析均能反映岩石孔隙结构特征,利用非线性关系建立T2谱与孔喉半径分布的转换模型。该模型得到的平均孔喉半径与压汞分析得到的结果非常接近,验证了模型的有效性。通过对饱和不同黏度模拟油的同一低渗岩心的核磁共振T2谱分析,确定了T2谱与孔喉半径分布转换模型适用的黏度范围。该方法克服了核磁共振技术只适用于水层孔隙结构评价的局限性,达到了油层孔隙结构评价的目的,为低渗低黏油层的评价与合理开发提供了重要的研究手段和理论依据。

孔隙结构研究在低渗透储层有效性评价中的应用

低渗透储层由于物性差,孔喉细小,给储层有效性评价带来了很大困难,直接影响了储量评价的客观性。压汞实验提供的一系列孔隙结构参数,从不同方面反映了孔隙结构的有效性。利用实验提供的孔隙结构参数可以确定有效层的下限;利用核磁共振测井资料进行孔隙结构研究,能够由T2谱计算出连续的孔喉半径,对于提高有效层的客观性具有良好的帮助。以盐家油田低渗透砂砾岩油藏为例,通过对孔隙结构参数和渗透率的相关统计,并进行机理分析,确定出有效储层的下限;再通过核磁共振测井,计算出孔喉半径参数,直接应用于有效储层的划分,取得了良好的效果。

单向水平流动压汞与常规压汞技术对比研究

低渗透油气藏对地层有效应力很敏感，用常规压汞技术测得的三维应力释放后的岩样孔喉分布实际是视孔喉分布，与地下状态会有很大出入。用焉耆盆地宝浪油田２０块低孔低渗天然柱状岩心，分成２０对平行样，分别采用有效应力下单向水平流动压汞技术和常规压汞技术测定它们的压汞曲线，进行２种实验技术的对比实验研究。与常规压汞技术测定结果相比，在有效应力作用下的单向水平流动压汞技术测得的岩样毛细管排驱压力、中值压力大幅度增加（分别增加７７．８９％和５８．１６％），孔喉的最大半径和中值半径大幅度降低（分别降低７５．４％和６１．１７％），喉道分选性变好，空气渗透率降低幅度大（７１．６２％），孔隙度降低幅度较小（１３．０８％）。单相水平流动压汞与常规压汞所得的低渗透油藏的孔喉分布特征参数差别大，但二者相关性良好，在对低渗透油藏岩样进行大量常规压汞测试的同时，进行少量的单向水平流动压汞与常规压汞对比实验，就可由大量常规压汞资料准确获得地层有效应力作用下低渗透油藏储集层的孔隙结构特征参数。图４表１参３（郭海莉摘）

车西洼陷低渗透储层孔隙结构特征及物性

根据岩心观察描述、铸体薄片、岩心分析化验等资料,研究了车西洼陷沙四上亚段低渗透储层孔隙结构特征,探讨了影响低渗透储层物性的主要因素。研究结果表明研究区沙四上亚段储层岩性以细砂岩和粉砂岩为主,平均孔隙度为14.3%,平均渗透率为13.2×10-3μm2,以低渗透砂岩储层为特征,储集空间以粒间溶孔、粒内溶孔和微裂缝为主,储层孔喉半径一般小于6μm。当孔喉半径小于0.24μm,渗透率小于0.4×10-3μm2,排替压力大于1 MPa时,储层含油气性变差。影响沙四上亚段储层物性的主要因素包括孔喉半径、沉积物颗粒大小、溶蚀孔隙和微裂缝的发育情况,以及泥质质量分数和碳酸盐岩质量分数。孔喉半径大的储层沉积物颗粒相对较粗,储层物性相对较好。溶蚀孔隙主要发育在2 000～2 600 m和3 000～3 700 m,溶蚀孔隙的发育能有效改善储层物性。微裂缝主要发育在断裂带附近,可提高储层渗透率5.4～220.1倍。泥质质量分数和碳酸盐岩质量分数的增加使孔隙度减少3%～5%。

低渗储层有效喉道半径下限研究:以苏北盆地高邮凹陷沙埝南地区为例

针对前人研究较少的储层有效喉道半径下限的影响因素,以苏北盆地高邮凹陷沙埝南地区阜三段储层为研究对象,利用常规压汞和恒速压汞方法对其进行研究,并对其在低渗储层中的特殊性进行了探讨。研究发现,有效喉道半径下限并非一个定值,而是随渗透率增大而提高;在孔喉特征参数中,其随喉道半径增大、分选变差(分选系数、变异系数增大)而提高;其与平均喉道半径的相关性(R2=0.9659)好于与最大连通喉道半径的相关性(R2=0.8796);当有效喉道半径下限<1.5μm时,其值随均质系数增大而减小,当有效喉道半径下限>1.5μm时,其与均质系数无明显关系。对于低渗储层而言,随着储层岩石中粗大喉道数量增多、半径增大,喉道间的非均质性变强,有效喉道半径下限也随之提高。

低渗透油藏有效注入水水质界限

注水是低渗透油藏补充地层能量的主要方式,而注入水水质是影响注水开发效果的关键因素。在低渗透油藏注入水水质推荐指标中没有注入水矿化度的相关指标,且对渗透率低于10×10-3μm2的储层没有进一步的划分。通过恒速压汞实验,分析喉道分布差异及主流喉道对渗透率贡献程度,剖析不同渗透率级别储层影响注水效果的关键喉道区间;通过室内岩心水驱物理模拟实验,定量分析粘土微粒运移与水化膨胀对渗流能力的影响程度,结合喉道分布特征,初步提出了低渗透油藏不同渗透率储层注入水矿化度、颗粒粒径和颗粒浓度的水质界限。研究结果表明,岩心渗透率越低,注入水矿化度越接近地层水矿化度;岩心渗透率越低,注入水颗粒粒径越大,对储层渗流能力伤害越大;岩心渗透率越低,注入水颗粒质量浓度越高,对储层渗流能力伤害越大。

鄂尔多斯盆地中生界延长组特低渗-致密砂岩储层成藏动力学特征

鄂尔多斯盆地延长组特低渗-致密储层孔隙小、喉道细。高压压汞和恒速压汞实验显示,渗透率越低,排驱压力越大,中值半径越小,不同渗透率级别的储层,其渗透率往往由不同级别的喉道半径所控制。特低渗-致密储层具有非达西流的渗流特征,启动压力梯度大,尤其是渗透率小于0.3mD的致密油储层,其启动压力梯度一般大于1MPa/m,石油运移需要较大动力。由于喉道细微,毛细管阻力大,加之储层孔隙形状不规则,矿物颗粒表面以及喉道表面粘土矿物发育,比表面积大,石油通过时摩擦阻力较大,因此特低渗-致密储层中油水难以依靠自然浮力发生重力分异,使得石油无法因重力差异发生游离相"自发"运移,油气运移需外力驱动。长7优质烃源岩具有高产烃率和高排烃率,生烃体积膨胀作用明显,产生超压,是鄂尔多斯盆地延长组特低渗-致密储层石油运移的主要动力。

低渗透油藏有效渗透率计算新模型——以珠江口盆地海相低渗透砂岩为例

有效渗透率是影响低渗透油藏开发决策的关键参数之一,其获取方法通常会受到连续生产或测试精度等因素的制约。针对上述问题,基于等效渗流阻力原理,将达西公式和泊稷叶公式相结合,考虑低渗透储层岩石孔喉壁面水膜的影响,并引入有效孔喉半径的概念,建立了低渗透储层岩石有效渗透率计算新模型。经敏感性分析可知,在低渗透油藏中,孔喉半径与水膜厚度处于同一数量级,水膜对低渗透储层岩石的有效渗透率具有较大影响。利用新模型计算了南海珠江口盆地文昌13-1油田A4H1井主力油组的有效渗透率,与试井解释结果基本一致,说明考虑水膜影响的有效渗透率计算新模型能够为低渗透油藏产能评价和动态分析提供可靠的依据,具有良好的应用前景。

低渗储层微观孔喉半径划分流动单元方法

针对常规低渗透储层孔喉半径研究过程复杂的问题,以毛管导电通道模型为基础,引入视导电通道截面积,得到了忽略岩石和油的导电性后的孔喉半径计算方法,利用测井资料中部分参数,即可计算出孔喉半径。实例计算表明:该方法得到的孔喉半径和压汞法测得结果吻合度为0.70,从地质统计角度分析具有较高的精度。依据孔喉半径将流动单元分为4类,根据研究区流动单元与产能之间的关系,针对目标油藏实际情况,制订针对性的开发方式。该研究对同类型储层开发具有指导性意义。

富县低渗砂岩气藏压裂改造中水锁伤害与防治措施

水锁伤害是低渗气藏的主要伤害类型之一,分析了造成富县区块上古生界储层强水锁伤害的原因。富县区块上古生界储层水锁伤害严重的主要原因为储层的孔喉半径小,其次为压裂液滤液表面张力偏大,压裂液进入地层后产生的毛管阻力大;同时储层地层压力偏低,导致压裂液水相侵入深、液体返排能力差也是造成储层水锁伤害的重要原因。通过研究,提出了以降低液体表面张力和减小压裂液滤失为目的的富县区块上古生界储层水锁伤害防止措施。

万花-劳山区长6储层孔隙结构及物性下限研究

万花-劳山区位于鄂尔多斯盆地一级构造单元陕北斜坡的东北部,包括下寺湾和南泥湾2个采油厂,长6油层组是该区重要含油层位之一,2个采油厂结合区域储层方面的研究,特别是储层物性下限研究较少。依据岩心、铸体薄片及扫描电镜观察,研究区长6储层岩石类型主要为细粒长石砂岩,填系物以自生矿物为主,胶结物有方解石、绿泥石等,以孔隙式胶结为主。孔隙类型以粒间溶孔为主,包括少量的剩余粒间孔、粒内孔及微裂缝,孔喉组合为中孔细—微细喉型。孔隙度主要分布区间为7.0%~16.0%,渗透率主要分布区间为0.15×10^(-3)~2.0×10^(-3)μm^2,属于低孔-超低渗储层。利用经验统计法、含油产状法及最小流动孔喉半径法等3种方法,确定了研究区储层物性下限孔隙度为8%、渗透率为0.2×10^(-3)μm^2,检验结果正确率为93.7%,为储量计算、开发生产及后期滚动试油开采提供了依据。