火山岩气井产能评价方法及其在松南气田中的应用

为了解决火山岩储层非均质性强,渗流稳定性较常规砂岩储层差,缺少准确评价火山岩气井产能方法的难题,笔者以松辽盆地南部长岭断陷松南气田8口火山岩气井的产能测试为基础,利用“回压法”,构建二项式产能方程;利用“一点法”归纳产能经验公式,建立了2种火山岩气藏产能测试方法。在火山岩气藏勘探初期钻井较少的情况下,适合采用“回压法”,可提升产能测试准确性;火山岩气藏开发中后期,在测试资料增多的前提下,“一点法”可以有效提高产能测试效率,节约成本。综合2种方法可以较为准确、高效地评价火山岩气井产能。     

地层压力和产水对低渗透气藏气井产能的影响

通常情况下,随着地层压力降低,储层渗透率及流体性质的变化会导致气井产能方程随之发生变化。对于低渗透产水气藏,由于应力敏感、紊流效应、滑脱效应等非线性渗流效应及后期产水的影响,气井产能急剧降低。为了定量评价以上因素对气井产能的影响,基于常规二项式产能方程,建立了综合考虑地层压力变化、非线性渗流效应及产水对气井产能影响的产能方程。通过实例计算表明,由于应力敏感、紊流效应、滑脱效应等非线性渗流效应的综合影响,二项式系数A随地层压力的降低而减小,而系数B随地层压力的降低而增大;此外,由于后期产水影响,含水饱和度不断上升,气相相对渗透率随水气比的上升而减小,使二项式系数A、B均随水气比的上升而增大;因此,气井的产能下降幅度随地层压力下降呈线性升高趋势,随水气比下降呈对数降低趋势。该研究成果对于低渗透产水气井的产能预测及分析具有指导作用。     

子洲气田二叠系山2气藏气井产能影响因素分析

低孔低渗储层由于其地质条件复杂,压后产能变化大,影响产能的因素众多,因而产能预测难度较大。针对这一问题,以子洲气田二叠系山2气藏十六口井的数据为基础,采用无阻流量作为气井产能评价的指标,确定了影响产能的十个因素,然后分别运用灰色斜率关联法、主成份分析法和R型聚类分析法选取主要影响因素。虽然这三种方法确定的主要影响因素有所不同,但有效厚度、含气饱和度、储能系数和地层系数都排在前几位。最后综合比较三种方法得出影响这类储层气井产能的主要因素为有效厚度、含气饱和度、储能系数和地层系数。此结论对选井选层、压裂设计和压裂施工都有一定的指导意义。     

松南气田火山岩气藏单相渗流机理研究

火山岩气藏具有岩石类型多、岩性复杂、岩性岩相变化快、厚度变化大、非均质性强等特点,该类气藏的渗流机理比较复杂。为了更深入的了解火山岩气藏的渗流特性,以松南气田火山岩气藏岩心为目标,建立储层的物理模型,基于单相渗流理论,采用实验分析的方法,通过单相气体非线性渗流实验,得出了不同渗透率的火山岩气藏在不同孔隙压力下的滑脱效应大小,以此解释火山岩气藏的渗流机理,为火山岩气藏的产能预测、产量递减规律、可采储量的评价、气井合理配产等提供理论依据。     

塔里木盆地迪那2气田特低渗砂岩储层应力敏感性研究

迪那2气田是西气东输的主力气田之一,地层压力高（106 MPa）、压力系数高（2.25）,是一个带裂缝低孔、特低渗异常高压凝析气藏。为正确评价在开采过程中储层岩石随着地层压力的下降而发生的弹塑性形变,开展了迪那2气田储层应力敏感性实验研究。通过对岩心样品在不同有效应力下的孔隙度、渗透率的测试,分析了储层岩石物性随压力的变化规律,得到了迪那2气田典型储层的全应力应变曲线,定量地描述了地层压力降低后岩石出现的永久塑性变形特征。该成果为确定迪那2气田单井产能、制定气田开发规划奠定了基础,也为类似气田的开发基础研究提供了有效的技术方法和手段。     

春风油田石炭系火山岩油气层综合判识研究

火山岩油气藏是一种特殊类型油气藏,受岩性、岩相、储集空间类型等因素影响较大。常规测井仅能对储层进行评价,录井仅能对岩性及油气显示进行评价。利用测录井资料无法快速判识油气层现状,制约了现场完井方式及试油方案的及时决策,并影响钻井周期、成本及对区块的潜力评价。通过岩心描述、镜下薄片储集空间及含油性观察,结合测井解释和试油结果,总结了春风油田石炭系火山岩油藏岩石类型及含油性特征;火山岩储集空间类型、影响因素、识别方法及物性有效性;孔隙、裂缝等储集空间有效性电性识别方法;建立了春风油田石炭系油气层综合判识准则。本次研究可快速对该区石炭系完钻探井进行油气层综合判识,指导现场完井方式决策,提高勘探效益。     

庆深气田火山岩地层三个压力预测技术研究

地层孔隙压力、破裂压力和坍塌压力是合理确定井身结构、钻井液密度和固井完井方案的基本依据,是钻井工程设计的一项重要内容。分析了火山岩地层的压力预测技术,首次将国外先进的岩石力学理论应用于庆深气田火山岩地层,建立了3个压力预测模型,针对模型和庆深气田火山岩地层特性提出了新的修正方法;编制了庆深气田火山岩地层3个压力预测软件,该模型软件精度满足现场施工要求,为大庆地区钻井工程设计提供了参考。     

渤海湾盆地渤中19-6气田潜山储层裂缝表征与产能预测方法

由于渤中19-6气田潜山裂缝性储层的储集空间多样、非均质性很强,且制约产能的主控因素认识不清,从而造成潜山裂缝性储层的产能预测困难.为了解决这一难题,综合岩心、测井、地质等资料分析了潜山裂缝性储层的特征,并基于CT扫描实验定量表征裂缝,研究裂缝微观特征,形成了以裂缝渗透率为核心的一系列裂缝参数的计算方法,建立了潜山裂缝性储层的产能预测模型,大幅提高了潜山裂缝性储层的产能预测精度.研究结果表明,潜山裂缝性储层的裂缝渗透率主要由裂缝的长度、宽度及连通性控制,与孔隙度的大小无明显关系,可以通过斯通利波反演的总渗透率与基质渗透率之差计算得到,其中基质渗透率计算的相对误差为28.50%,总渗透率计算的相对误差为15.56%;综合考虑潜山裂缝性储层的裂缝渗透率、裂缝纵向连通性和有效厚度,建立了渤中19-6气田潜山裂缝性储层的产能预测模型,其中裂缝渗透率计算结果的准确性决定了潜山裂缝性储层产能预测结果的可靠性.     

PDC破岩条件下的岩石研磨性评价

岩石的研磨性是钻井过程中钻头的磨损预测及优化的重要因素。为了预测钻遇地层岩石的研磨性,建立了钻井过程中PDC复合片的磨损计算模型,从而得到了岩石研磨性的预测方法。首先,通过复合片与地层之间的受力分析并结合岩石的破碎条件,建立了不同钻压条件下地层对复合片的作用力计算模型。根据石英含量的概率密度分布情况,获得了岩石中参与磨损的颗粒与复合片底部的真实作用力。然后,根据PDC复合片磨损的几何原理,建立了地层对钻头复合片的磨损计算模型。通过室内实验对模型进行修正,分析了岩石各种属性对复合片磨损的影响规律,揭示了各参数影响复合片磨损的主次顺序依次为：弹性模量>石英含量>内摩擦角>表面粗糙度>泊松比>内聚力。基于该磨损模型建立了岩石研磨性评价指标,对制定了岩石研磨性的分级标准具有一定的借鉴意义。     

王府气田火山岩储层的孔渗特征及评价

利用纯岩石体积模型、测井数据回归方法分别计算了不同岩性的骨架参数。使用常规测井资料,给出了王府断陷盆地深部火石岭组火山岩储层孔隙度和渗透率的计算方法。分析了储层物性与岩性、岩相、孔缝和埋深的关系,发现有利储层主要发育在火山口杂岩相内,岩性主要为火山熔岩和火山角砾岩;溶孔和溶蚀缝是主要储集空间;埋深对火成岩储层的发育影响不大。利用储集层品质指数(RQI),定性地对王府气田20口井的火山岩储层物性进行综合评价,评价的结果与试气产能结论符合情况较好。     

复杂岩性储层渗透率-应力敏感性及其对气井产能的影响

采用变流压定围压试验方式,在高温、高压条件下模拟了气藏开发过程,研究了复杂火山岩气藏储层渗透率应力敏感性,对比了变流压定围压与常规的定流压变围压方式评价储层应力敏感性的异同。试验结果表明,火山岩储层渗透率随着孔隙压力的减小而减小,渗透率减小主要发生在孔隙压力从40 MPa下降至25 MPa的变化区间,渗透率损失率与其初始渗透率之间的相关性较差,这与常规沉积砂岩储层具有一定的差别。变流压定围压试验评价的应力敏感性强于定流压变围压评价结果,气藏储层有效应力变化范围内两种试验评价的应力敏感性结果差异更大。基于渗流力学理论,推导得到考虑应力敏感性的气井产能方程。计算结果表明,考虑应力敏感性时气井无阻流量约为不考虑应力敏感性时的63.28%,应力敏感性对气井产能的影响随着生产压差的增大而增大。     

南海西部异常高温高压气藏区域产能预测技术

南海西部存在大量高温高压高二氧化碳气藏,“三高”气藏气井测试费用高、产能预测难度大,设计变内压建束缚水应力敏感实验、含CO₂天然气PVT实验研究应力敏感、CO₂含量、表皮系数对高温高压气井产能的影响.通过大量实验,明确了高压气藏“两段式”应力敏感变化规律,得到了靶区应力敏感综合评价系数;分析不同压力下CO₂含量对天然气偏差系数、黏度等参数的影响,高压下影响较低压下大,基于实验数据推导建立一种适用于高中低二氧化碳含量的全范围偏差系数校正模型.最终建立同时考虑应力敏感、二氧化碳、表皮系数影响的区域产能预测图版,提高产能预测精度,降低测试费用,在南海西部高温高压气井应用效果较好.      

深部煤储层应力敏感性特征及其对煤层气产能的影响

深部煤储层处于高地应力环境中,其渗透率变化特征与浅部存在较大差异,为研究有效应力对深部煤储层渗透率的差异性影响,以及应力敏感性各向异性特征,以沁水盆地横岭区块15号煤层为研究对象,采样深度1 200~1 700 m,采用覆压孔渗实验,开展平行层理和垂直层理样品在不同有效应力下的渗透率变化规律研究,探究其应力敏感性特征及其对煤层气产能的影响。结果表明:渗透率随有效应力的增加呈幂指函数降低,平行层理面渗透率总体高于垂直层理面,且在2个方向上渗透率变化规律呈正相关性。选取储层孔裂隙压缩系数、渗透率损害率和渗透率曲率3个参数作为煤储层应力敏感性评价指标,其中,孔裂隙压缩系数随有效应力增加,以5 MPa为界限先后呈现正相关性和负相关性,渗透率损害率和渗透率曲率分别与有效应力呈指数上升和下降的规律。基于应力敏感性参数,推导出煤层气井产能模型,模型显示,不考虑应力敏感性的气井产量高于考虑应力敏感性,揭示了应力敏感性对煤层气产量的影响程度,即在5 MPa生产压差下,气井的产量降低幅度随应力敏感性系数的增大整体呈增高趋势。针对应力敏感性的阶段划分,研究区目标煤层在煤层气排采过程中应采用小–中–大的排采方案来控制生产流量。      

松辽盆地安达地区营城组中基性火山岩成藏主控因素

松辽盆地中基性火山岩主要发育于安达次洼陷地区,其产出的天然气量占研究区深层产能总量的60%左右。研究区中基性火山岩气藏以沙河子组暗色泥岩和煤层为烃源岩,营城组三段粗面岩、玄武岩、中基性火山角砾岩等为储层,登娄库组二段泥岩为直接区域盖层,并发育多种岩性、构造圈闭,具备有利的成藏条件。利用地质资料和物性数据分析有效储层特征,结合测井综合解释和试气结果分析了气藏在剖面和平面上的分布特点,研究了安达次洼陷地区营城组中基性火山岩成藏主控因素。结果表明：岩性和岩相影响有效储层的发育,喷溢相粗面岩和玄武岩是该区主要的有效储层类型,爆发相中基性火山角砾岩储层物性最好,今后勘探中应予以重视;火山旋回控制气藏的纵向分布,即气藏主要位于各个火山旋回/期次顶部和上部;火山机构相带控制气藏的平面分布,气藏主要分布于火山口-近火山口相带。     

准噶尔盆地乌夏地区二叠系储集层特征及影响因素分析

根据40余口钻井的岩石学资料, 较系统地描述了乌夏地区二叠系储集层特征及其主要影响因素。乌夏地区二叠系储集层类型多样,主要包括陆源碎屑岩、白云（质）岩、火山碎屑岩和火山岩4大类。乌夏地区二叠系储集空间类型以次生孔隙为主,碎屑岩储集层以粒内溶孔、填隙物内溶孔、压裂缝最为发育;白云岩储集层主要发育裂缝,火山碎屑岩储集空间类型则主要为气孔和裂缝,火山岩储集层在乌夏地区分布较少,储集空间主要为气孔。二叠系储集层孔隙结构均属小孔细喉、微孔微细喉、微孔微喉,储集性能中等-差,整体为中、低孔渗储集层。研究认为岩性、粒度、成岩压实、溶蚀及破裂作用是本区储集层质量的主要影响因素：岩性、粒度主要影响储集层性质;压实作用是孔隙损失的主控因素,平均压实减孔量高达23.65％;溶蚀及破裂作用则对改善储集层物性起重要作用;断裂活动也使断裂带附近储集层物性发生明显的改善。根据储集层储集性能及其控制因素,将储集层划分为5种类型,乌夏地区以Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类为主。

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松辽盆地杏山地区深部火山岩有利储层的控制因素及分布预测

深层火山岩储层研究是松辽盆地油气勘探的新领域。地球化学和岩石学研究表明,与松辽盆地南部深层火山岩相比,盆地北部杏山地区营城组的火山岩以中酸性喷出岩类为主,其中灰白色流纹岩中的原生气孔、风化溶蚀孔和构造裂缝为较好的储集空间。利用常规测井资料可以对火山岩岩性进行较好的识别,结合成像测井资料可以较好地描述和预测裂缝-孔隙性储层。研究表明：常规测井解释的裂缝孔隙度、产状以及预测结果与成像和取心结果符合较好;近火山口有利岩相带中,风化淋滤溶蚀作用和构造裂缝是营城组火山岩储层形成有利储集空间的主要控制因素。利用测井约束地震反演预测的3种火山岩体参数（火山岩厚度、上覆盖层厚度和构造曲率）进行叠合可以较好地预测火山岩优质储层的空间分布特征。结合有利相带、储集空间类型以及储层物性特征,提出了研究区火山岩储层的综合分类评价标准。将营城组火山岩储层划分为3类,预测出8个有利储层发育区,其预测结果与实际钻井和测试数据符合较好,为本区的深部天然气勘探指明了方向。     

松辽盆地断陷层火山机构类型及其气藏特征

松辽盆地断陷层(火石岭组和营城组)火山机构类型见3类6型。营城组以酸性火山机构为主,其中:盆地北部酸性熔岩火山机构占33%,南部占38%,北部的中基性火山机构比例小于南部。火山岩气藏类型主要为构造-岩性气藏,气水界面是一个起伏变化的界面。气藏内部特征受火山机构类型控制：酸性碎屑岩火山机构的气层厚度变化较小,其形态为板状或席状;酸性复合和熔岩火山机构气藏的气层厚度变化小,其形态为丘状和席状;中基性熔岩火山机构的厚度变化较大,其形态为丘状或楔状。松辽盆地火山岩气藏成藏主控因素为有效烃源岩、通源断层和储层物性。从松辽盆地发现的火山岩工业气藏来看:火山岩气藏主要集中在酸性熔岩火山机构中,北部贡献率为50%,南部贡献率为38%;盆地北部中基性火山机构的成藏效率高于南部。火山岩勘探方向应该聚焦在具有烃源岩和通源断层的区带,首先针对酸性火山机构,其次是中基性火山机构。     

大庆兴城南部火山岩储层发育控制因素

大庆兴城气田主力储层为营城组火山岩。地球化学和岩石学研究表明,该区营城组以中酸性火山岩为主。利用岩心、薄片分析资料,对兴城南部火山岩储层进行了研究。熔岩中储集空间以气孔和脱玻化孔为主,火山碎屑岩中则主要以粒内、粒间孔和溶孔为主。火山岩储层物性差异显著,储层发育状况受火山岩岩性和火山岩相、成岩作用及构造作用影响。火山岩岩石类型与火山岩相决定了储层原生孔隙的发育状况;成岩作用对原生孔隙进行了改造;构造作用产生构造裂缝,对储层起到有效的疏导作用。综合分析认为,近火山口相带火山岩储层物性好,是天然气勘探开发的有利区域。     

松辽盆地火山岩储层裂缝地质特征与地球物理识别

描述了松辽盆地营城组火山岩储层的储集空间类型及其在地球物理方法上的响应。钻井提示松辽盆地营城组火山岩储层的主要岩石类型有11种,主要储集空间为气孔、溶孔、砾间孔和裂缝。有效火山岩储层总孔隙度多为5%~10%,裂缝孔隙度通常仅0.2%~1%。裂缝的密度和开启程度是渗流性和产能主控因素,其密度和充填程度随岩性岩相变化而变化。在井区,微电阻率扫描成像测井成功识别出裂缝长度和密度,进而估算裂缝视孔隙度。在无井区,叠前裂缝检测方法可以半定量识别裂缝密度和方向。火山岩储层的测井-地震识别成果应用于庆深气田天然气开发井网部署和井下压裂方案,已经取得明显实效。