基于现场试井数据和岩心驱替试验的采油初期渗透率演化规律

油气开采过程中渗透率预测是一个非常重要的问题。由于油气储量衰竭导致渗透率降低,储层压力下降（有效压力增加）,导致油气生产时间增加。对有效压力导致渗透率降低的问题进行了大量研究,主要是通过各种方法建立渗透率模型,如岩心驱替试验和现场试井。前期研究结果表明,渗透率对有效压力具有幂律或指数依赖性,然而,预测渗透率的困难在于滞后现象,其原因尚不完全清楚。一些学者利用储层力学模型模拟渗透率以及解释滞后的原因,但该模型在油气生产初期有效压力波动较小时并不适用。在这项工作中,分析Perm地区北部一个油田的试井数据得出：生产初期的储层渗透率很大程度上取决于流体产出量。基于陆相储层的试井数据,得到一个描述采油初期渗透率变化的模型。为验证该模型,根据专门开发的程序对陆相储层样品进行岩心驱替试验。岩心驱替结果表明,从试井数据中获得的模型具有高收敛性。利用计算机断层扫描（computed tomography,简称CT）和扫描电镜（scanning electron microscope,简称SEM）研究岩心孔隙的属性和结构,发现天然胶体的迁移是生产初期低黏土岩石渗透率下降的主要原因。     

基于CT扫描的三维数字岩心孔隙结构表征方法及应用——以莫北油田116井区三工河组为例

为真实、精确、直观地表征储集层岩石的孔隙结构特征,对不同岩性的岩心样品进行CT扫描成像并构建三维数字岩心,应用最大球算法提取数字岩心的孔隙网络模型,最终实现岩心孔隙结构特征的三维显示和定量表征。该方法在莫北油田116井区三工河组储层应用取得良好效果,研究表明:该区储层孔隙类型以粒间孔、溶蚀孔和少量晶间孔为主,平均孔隙半径33.11μm,平均喉道半径1.47μm,喉道细小是造成研究区储层渗透率低的主要原因;与核磁共振Coates模型渗透率计算结果相比,数字岩心技术对于渗透率的计算更加精确;数字岩心孔隙结构表征结果与常规压汞资料对比,一致性较好,该技术还可定量识别孔隙和喉道,并具有形象直观、样品无损等特点,对于岩石孔隙结构的表征具有更大的优势。     

注入水对地层伤害的评价

通过不同水样的岩心驱替实验，研究了注入水质对岩心渗透率的伤害率。结果表明：①现场注入水对岩心渗透率的伤害率大于50％；②注入处理不彻底的水后岩心渗透率的伤害变小，但伤害深度变大；③薄膜过滤后的水和处理后的水对岩心的伤害率基本相同；④注入水质应按处理后的水质指标控制。     

岩石颗粒胶结方式对储层岩石弹性及渗流性质的影响

为研究岩石颗粒胶结方式对储层岩石弹性和渗流性质的影响,采用过程模拟法构建了三维数字岩心,在此基础上,分别利用有限元方法和格子玻尔兹曼方法研究了胶结物均匀生长、沿孔隙生长和沿喉道生长3种胶结方式对岩石弹性和渗流特性的影响规律.结果表明:岩石颗粒胶结方式会影响岩石刚性和孔隙连通性,引起岩石弹性模量和渗透率的变化.在相同孔隙度下,胶结物沿喉道生长形成的岩石抗压性最强,渗透率最小;沿孔隙生长形成的岩石抗压性最弱,渗透率最大.3种胶结方式下,岩石弹性模量随着胶结物含量增加而增大,变化率近似相等;岩石渗透率随着胶结物含量的增加而减小,岩石渗透性对颗粒胶结方式的变化更敏感.      

致密气藏压后关井压裂液静态渗吸实验研究——以大庆油田徐家围子区块为例

影响致密储层渗吸的因素较多,但系统的因素划分和敏感性分析依然具有很大挑战。为了高效开采致密气藏,为致密气藏压后焖井时间即开井制度优化提供依据,选取大庆油田徐家围子区块致密砂岩天然岩心,结合压汞、电镜扫描和X射线衍射等实验,在室内开展了静态渗吸实验,研究了致密储层静态渗吸的规律及其影响因素,包括渗吸时间、致密储层的渗透率、孔隙类型、润湿性和压裂液的离子浓度。实验结果表明:致密砂岩岩心静态渗吸气水置换主要作用在静态渗吸过程的早期阶段;在致密气藏的储层渗透率范围内,静态渗吸采出程度随渗透率增大而增大;原生孔为储气空间,与原生粒间孔相连的次生溶蚀孔、粒间溶蚀缝和颗粒边缘溶蚀缝为渗吸提供了畅通的通道;静态渗吸速度和最终采出程度随岩心亲水性的增强而增加;压裂时所用的压裂液浓度越低,储层的渗吸效果越好。研究结果可为致密气井压裂后排采制度设计提供基础。     

基于数字岩心分形特征的渗透率预测方法

基于数字岩心技术,对岩心CT扫描图像进行处理,结合分形理论求取数字岩心的分形特征参数并通过构建数字岩心的等效分形介质模型对岩心渗透率进行预测。首先对两块砂岩岩心进行了微米CT扫描,提取岩心孔隙网络模型,分析岩心孔隙结构特征,结果表明岩心的孔喉半径分布与孔喉配位数分布对岩心渗透率有一定影响;其次利用MATLAB、Image J等软件对CT扫描得到的数字岩心及帝国理工学院网站公开的数字岩心进行处理,基于分形理论求取数字岩心分形维数、迂曲度、迂曲度分形维数和最大孔隙直径等参数;最后基于分形渗透率模型对岩心渗透率进行预测。结果表明：预测渗透率与岩心渗透率具有良好的相关性,相关系数大于0.97。因此,基于数字岩心技术,通过构建数字岩心等效分形介质模型,可以有效预测岩心渗透率。     

基于等效岩石组分理论的低渗透储层渗透率模型研究

为了更精确地预测低渗透储层的渗透率,首先从岩石导电的物理机理角度考虑,把岩石孔隙等效为串联和并联2种组分,即等效岩石组分理论,然后根据流体渗流和电流传输的相似性,引入了有效流动孔隙度概念,提出了利用地层因素、束缚水饱和度和孔隙度计算储层渗透率的新方法。对我国西部某油田低渗透储层岩心进行了岩石物理实验分析及三维数字岩心重建,并利用新方法计算了低渗透储层岩心的渗透率。结果表明:计算渗透率与实验室岩心测量渗透率符合性很好,精度优于核磁共振Coates模型,这对利用测井资料更精确地预测低渗透储层渗透率具有重要的意义。     

不同渗透率油藏储层应力敏感性实验研究

为了探讨不同渗透率油藏储层应力敏感性的强弱,考虑低渗油藏储层裂缝发育的特征,利用巴西劈裂法室内实验研制含裂缝的储层物理模拟砂岩岩心,测试基质渗透率分别为18.876×10-3,234.247×10-3,540.12×10-3μm2的均质岩心和裂缝岩心在不同有效压力下的渗透率变化,结合渗透率保持率这一表征参数来分析裂缝对储层应力敏感性的影响,对低渗油藏与中、高渗油藏储层应力敏感性的差别进行了研究。结果表明:裂缝的存在大大增强了储层的应力敏感性。裂缝性油藏储层应力敏感性与裂缝的闭合程度有关,裂缝在低有效压力范围内未完全闭合,储层应力敏感性较强;有效压力超过一定范围后,裂缝完全闭合,储层应力敏感性减弱。不同渗透率下无裂缝均质油藏储层的应力敏感性相近,但在含有相同裂缝条件的油藏储层中,渗透率较低的油藏储层应力敏感性较弱;实际油藏条件下,裂缝多发育在低渗油藏储层中,因此表现为低渗油藏储层应力敏感性比中、高渗油藏储层应力敏感性强。     

岩石渗透率与其应力的关系及应用

根据岩石成岩过程中岩石结构和受力变化,分析了岩岩渗透率和应力的指数关系,并且认为它受岩性和岩石结构的影响,通过多种常用和新式应力模型及岩心样品渗透率的研究,证明了上述关系的存在。将渗透率和应力的关系用于油报储层和煤层气储层的实际应用中显示,油气储层测试用最能描述岩石力学性质受泥质影响的是自然伽玛测井曲线,以此消除和降低岩性的影响,从而改善 力计算的准确性,通过提取分离率高的测井方法－微球型聚信 井     

一种砂砾岩介质岩心表征的新方法

针对纵向非均质性严重的砂砾岩油藏,基于典型的分层砂砾岩图像,在不同层位选取代表性的岩心薄片分别构建相应的三维数字岩心,采用合并法构建砂砾岩数字岩心,并提取相应的孔隙网络模型,采用常规法构建相应的砂砾岩孔隙网络模型,对常规法和合并法得到的孔隙网络模型结构特征和渗透率特征进行对比分析。分析结果表明,合并法构建的砂砾岩孔隙网络模型能够描述其孔隙结构特征,且能有效地描述出砂岩介质在横向和纵向渗透率的差异特征,可为砂砾岩油藏岩心的精确表征及渗流机制的分析提供一套有效地研究思路。     

利用斯通利波评价复杂岩性储层渗透性

针对海拉尔盆地贝尔凹陷区复杂岩性储层,进行了利用斯通利波估算储层渗透率的应用研究,并把斯通利波渗透率与岩心渗透率和核磁处理渗透率进行了对比。对比结果表明,可依据获得的斯通利波渗透率曲线进行储层的有效性划分。     

基于CT的数字岩心三维建模

为研究储层微观孔隙结构和建立微观渗流模型,本文通过对东营凹陷沙三中亚段H152井区的典型低渗透储层岩样进行CT（computed tomography）扫描及图像处理,建立了微观尺度的数字岩心模型;继而经过对该模型进行分析和计算,提取了储层孔喉网络模型,在三维空间上直观、清晰地显示了不同尺度的孔隙及喉道的形态、大小和分布;最后通过对孔隙结构特征、孔隙度、渗透率和压降等动静态参数的分析和计算,建立了储层岩样的微观渗流模型。根据算法对比和参数分析结果认为：与传统中值滤波相比,非局部均值滤波算法可在相似性比较的基础上进行滤波处理,从而提高模型的准确性;基于CT的数字岩心建模可为地质研究提供可靠的数字模型;根据近似等压面假设的微观渗流数值模拟分析了流体渗流特征,为揭示低渗透储层流体渗流规律提供了一种新的途径。     

渤海高地饱压差油藏考虑应力敏感的产能评价方法

渤海高地饱压差油藏有着高地饱压差、储层压力变化幅度大等特点,为明确此类油藏应力敏感特性对于其储层产能的影响,论文以Q油田W组油藏为例,在岩心覆压气测渗透率实验的基础上,通过改变岩心有效应力,得出了岩心渗透率与所受有效应力的变化规律。实验表明岩心渗透率与其所受有效应力存在着乘幂式关系,将此变化规律应用于产能分析中,推导考虑应力敏感的稳态产能公式,并绘制产能图版进行对比分析。考虑应力敏感后的产能明显出现整体降低的现象,在不同的储层渗透率下,都存在一个相应的最优生产压差限,这对于渤海高地饱压差油藏合理生产制度的制定具有指导意义。     

流-固耦合物理模拟实验及其对页岩压裂改造的启示

页岩压裂改造过程中渗透率变化和压裂缝扩展的机理对页岩气开发压裂工程设计具有重要意义,通过页岩岩心首次加载-卸载-二次加载流-固耦合物理模拟实验和二次加载实验后岩心微米CT成像分析,揭示出两个重要现象:(1) 首次加载-卸载-二次加载过程,有助于提高岩心的渗透率;(2) 在二次加载过程中,岩心渗透率随轴压增加出现增加或降低不同的现象,分别对应压裂缝的有序化和方向性扩展或无序化和局部糜棱化扩展.实验获得的认识对页岩储层压裂改造有两条启示:(1) 泵入-停泵-再泵入循环压裂有助于改善页岩气储层的渗透率;(2) 对天然裂缝发育的页岩储层,压裂规模的针对性设计十分关键.      

核磁共振技术在研究超低渗-致密油储层可动流体中的应用——以鄂尔多斯盆地陇东地区延长组为例

采用核磁共振实验的方法研究鄂尔多斯盆地陇东地区延长组主力含油层段岩心样品的T_2分布,并结合离心实验的结果,确定岩心有效渗流喉道半径的下限值,并标定了每块岩心的可动流体与束缚流体的T_(2cutoff)。研究结果表明:可动流体对应的下限离心力为2.07 MPa,根据气水离心Washburn方程确定出岩心对应储层的有效渗流喉道半径下限为0.07μm。对长6和长8不同储层类型岩心的核磁共振结果分析可知:T_(2cutoff)与孔隙度和渗透率都没有较好的相关性,也就是孔隙度相近或渗透率相近的岩心T_(2cutoff)有可能差异很大。不同储层类型岩心的T_(2cutoff)差异较大:整体上,超低渗砂岩储层岩心的T_(2cutoff)分布范围较致密砂岩储层岩心的小;超低渗砂岩岩心分布在9.64ms~16.68ms之间,致密砂岩岩心分布在9.64ms~24.04ms之间。分析造成这种差异的主要原因是T_(2 cutoff)除与孔隙度、渗透率有关以外,也受孔隙结构、矿物成分和黏土类型的影响。除此之外,束缚水饱和度与孔隙度和渗透率之间都有较好的相关性,随着孔隙度和渗透率的增加,岩心束缚水饱和度有减小的趋势。同时也分析了T_(2cutoff)与T_2谱的位置关系,总结出4个基本规律。最后,根据国内外油气田开发生产经验,并结合陇东地区延长组实际,以可动流体饱和度高低为标准,对岩心对应的储层进行分类,结果表明:致密岩心对应的储层都属于Ⅲ类储层(可动流体饱和度介于35%~50%之间),超低渗岩心对应的储层有Ⅱ类储层(可动流体饱和度介于50%~65%之间)也有Ⅲ类储层。     

华庆地区长81储层物性下限研究

华庆地区长81储层孔隙结构复杂,非均质性较强,属于典型的低孔—低渗透储层.针对砂岩储层物性孔隙结构特征,结合岩心分析的孔隙度、渗透率与含油岩心饱和度相渗透率的关系等方面进行深入研究,采用经验统计法以及孔隙度、含水饱和度和相渗曲线组合的方法研究得出该储层的物性下限值,孔隙度下限值为6.0％,渗透率下限值为0.08×10-3μm2.     

基于Fisher判别的储层分类渗透率预测技术

莺歌海盆地中深层储层岩性复杂、非均质性强,孔渗关系趋势较差,导致利用测井资料进行储层渗透率评价技术出现了精度大幅降低或失效的情况。为有效地解决研究区储层渗透率精细评价的问题,利用取心井段岩心分析孔渗资料、测井资料,选用流动单元指数FZI值进行储层分类,建立各类储层的渗透率精细计算模型。优选反映储层特征变化的测井变量,运用Fisher判别分析法建立储层类型判别标准的新方法应用于莺歌海盆地东方13气田中,结果表明:储层渗透率计算精度有了明显提高,为研究区的复杂储层渗透率评价提供了一种有效途径。     

普光地区碳酸盐岩储层孔隙类型测井识别及孔渗关系

普光地区长兴组和飞仙关组碳酸盐岩储层孔隙度与渗透率之间没有严格通用的数学关系,导致储层渗透率计算具有很大困难.通过对该地区测井资料、常规薄片、铸体薄片和岩心物性等资料进行分析,表明碳酸盐岩孔隙类型是影响孔渗关系的主要因素.基于常规测井资料构造出对孔隙结构比较敏感的测井特征:声波时差与密度比值和深浅侧向电阻率比值,可用于对该地区碳酸盐岩孔隙类型进行识别,再针对不同的孔隙类型建立相应的孔渗关系模型,用于计算该地区储层渗透率.实例资料处理结果表明,模型计算渗透率与岩心分析渗透率符合较好,且井间规律具有一致性,基于孔隙结构建立的储层孔隙度与渗透率模型能较好地确定储层渗透率.      

围压和孔隙结构对不同粒级砂岩孔隙度渗透率的影响实验研究

孔隙度和渗透率是储层评价的两个重要参数.岩石毛管压力曲线和核磁共振T2谱图是描述储层微观结构特征的重要参数.通过测量不同压力条件下岩心样品的孔隙度和渗透率,得到了孔隙度和渗透率随压力的变化情况.实验结果表明：孔隙度和渗透率随着压力的增加而降低,并且与压力服从对数函数变化规律.不同孔隙度渗透率区间的砂岩样品,孔隙度和渗透率随着压力变化的趋势不同.通过测量不同粒级砂岩样品的毛管压力曲线和核磁共振T2谱图,证实了孔隙结构对孔隙度和渗透率的影响,微观孔隙结构是决定渗透性好坏的关键因素.     

注聚三采期岩电参数的实验

中国东部部分油田已进入三次采油期,储层注入聚合物溶液后,储层的物性、电性会发生相应的变化。为了查明储层内注入聚合物溶液后所发生的变化,模拟双河油田开发过程中设计的岩心注聚实验,通过观察注入聚合物的砂岩岩心的实验结果,得出了岩心驱替前后,岩心孔隙度和绝对渗透率变化不大、薄膜电位减小、阿尔奇公式中的孔隙度结构指数优增大,饱和度指数集中在1.4～1.7之间、电阻率变化呈“S"和斜躺“L”型减小等变化规律。注聚后孔隙度和渗透率的计算可以按常规测井评价方法进行,注聚前的薄膜电位明显大于注聚后的薄膜电位,因此注聚后在测井解释中要特别注意自然电位曲线的应用,在聚合物驱油过程中,岩心的电阻率变化规律与盐水驱油过程的电阻率相类似,故在测井评价中可直接使用水驱油田的饱和度的评价方法。