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致密砂岩气藏近井地带含水饱和度变化规律

天然气工业 2018年第5期38卷 77-86页

作者：马宏煜高树生叶礼友刘华勋熊伟史江龙王霖吴康祁青山张春秋中国科学院大学中国科学院渗流流体力学研究所中国石油勘探开发研究院渗流流体力学研究所中国石油勘探开发研究院西北分院中国石油青海油田公司勘探开发研究院中国石油新疆油田公司实验检测研究院计量监督检测中心

致密砂岩气藏普遍含水,近井地带极易形成积液,从而导致气井减产甚至停产,因而研究近井地带含水饱和度变化规律对于认识气井产水机理具有重要的意义。为此,根据气井径向渗流原理设计了一套近井地带储层含水饱和度变化物理模拟实验流程,... 详细信息

致密砂岩气藏普遍含水,近井地带极易形成积液,从而导致气井减产甚至停产,因而研究近井地带含水饱和度变化规律对于认识气井产水机理具有重要的意义。为此,根据气井径向渗流原理设计了一套近井地带储层含水饱和度变化物理模拟实验流程,运用直径分别为10.5 cm、3.8 cm、2.5 cm的致密岩心由远及近串联以模拟气藏中直井压裂后的生产状况;基于气井降压生产方式,分别用20μm、30μm、40μm、50μm的微管来模拟气井油管以控制产气量,研究气藏衰竭开采过程中近井地带含水饱和度的变化及其影响因素,结合现场生产井资料计算气井近井地带及不同区域、不同微管直径下的含水饱和度及产水量,并分析其变化情况。研究结果表明:(1)不同采气速率各自对应一个临界含水饱和度,当原始含水饱和度低于临界值,近井地带和中部区域流动的地层水会随气体的采出而携出,近井地带不会产生积液;(2)当原始含水饱和度高于临界值时,由远端运移的地层水大量聚集在近井地带导致近井地带积液;(3)含水饱和度相同时,采气速率越大,越容易导致近井地带积液;(4)同一含水饱和度下,采气速率越大,产水越严重,采收率越低。结论认为,由物理模拟实验新方法计算得到的气井累计产水量图版与对应气井的产水动态具有较好的一致性,该研究成果可以有效预测气井产水量,对于气井采取合理的治水措施具有指导作用。

关键词：致密砂岩气藏近井地带含水饱和度微管直径平面径向渗流物理模拟实验气井产水量采气速率治水措施

致密砂岩气藏复杂气-水关系形成和分布主控因素及分布模式

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石油与天然气地质 2023年第5期44卷 1067-1083页

作者：曾溅辉张亚雄张在振乔俊程王茂云陈冬霞姚泾利丁景辰熊亮刘亚洲赵伟波任克博中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室北京102249 中国石油大学(北京)地球科学学院北京102249 中国石化石油勘探开发研究院北京102206 中国石化胜利油田分公司海洋采油厂山东东营257237 中国石油长庆油田分公司勘探开发研究院陕西西安710018 中国石化华北油气分公司勘探开发研究院河南郑州450052 中国石化西南油气分公司勘探开发研究院四川成都610059

近年来大量勘探开发实践发现,致密砂岩气藏普遍产水,气-水关系非常复杂,“避水找气”已成为致密砂岩气藏勘探开发的关键问题。基于简单平缓构造区(鄂尔多斯盆地苏里格和大牛地致密砂岩气藏)、简单平缓-复杂隆起构造过渡区(鄂尔多斯盆地... 详细信息

近年来大量勘探开发实践发现,致密砂岩气藏普遍产水,气-水关系非常复杂,“避水找气”已成为致密砂岩气藏勘探开发的关键问题。基于简单平缓构造区(鄂尔多斯盆地苏里格和大牛地致密砂岩气藏)、简单平缓-复杂隆起构造过渡区(鄂尔多斯盆地杭锦旗地区)和复杂隆起构造区(四川盆地川西地区致密气藏)气-水关系的综合地质分析,结合岩心和孔隙尺度致密砂岩气-水关系形成和分布物理模拟,明确了致密砂岩气藏气-水分布关系的类型和特征,揭示了砂体、岩心和孔隙尺度复杂气-水关系形成和分布主控因素,建立了气-水分布模式。研究指出:致密砂岩气藏气-水关系在砂体尺度上主要存在纯气无水型、上气下水正常型、上水下气倒置型、气-水同层混合型、气包水孤立型和纯水无气型等6种类型。在砂体尺度下,生烃强度控制了气-水分布范围,储层非均质性控制了气-水分布样式,源-储压差和构造活动联合控制了气-水分布边界;在岩心尺度下,渗透率和充注动力耦合控制了气-水关系形成和分布的临界条件;在孔隙尺度下,孔喉大小和配位数与充注压力耦合控制了流体赋存和渗流特征,决定了气-水关系形成和分布的临界条件。不同源-储组合的致密气藏,受砂体、岩心和孔隙尺度主控因素共同作用及其差异的影响,其气-水分布模式不同。

关键词：地质主控因素形成机制分布模式气-水关系致密砂岩气藏四川盆地鄂尔多斯盆地

致密砂岩气藏成藏过程中的地质门限及其控气机理

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石油学报 2010年第1期31卷 49-54页

作者：姜福杰庞雄奇武丽中国石油大学盆地与油藏研究中心北京102249 中国石油大学油气资源与探测国家重点实验室北京102249 新疆大学地质与勘查工程学院新疆乌鲁木齐830046

基于束缚水膜厚度不变的地质特征,通过对致密砂岩气藏储层的孔隙空间演化和流体变化规律分析,确定了致密砂岩气藏成藏过程中的3个地质门限,即天然气充注门限、天然气饱和门限和天然气终止门限,建立了相应的概念模型和计算模型,并就其对... 详细信息

基于束缚水膜厚度不变的地质特征,通过对致密砂岩气藏储层的孔隙空间演化和流体变化规律分析,确定了致密砂岩气藏成藏过程中的3个地质门限,即天然气充注门限、天然气饱和门限和天然气终止门限,建立了相应的概念模型和计算模型,并就其对致密砂岩气藏的流体分布的影响和控制进行了系统的阐述。利用该模型对鄂尔多斯盆地上古生界致密砂岩气藏的预测结果表明,3个地质门限的对应深度分别为2 350m、2 850m和4 800m。经实际气藏剖面的正反检验表明,该模型对于预测致密砂岩气藏的流体分布具有较高准确性。

关键词：鄂尔多斯盆地致密砂岩气藏成藏过程流体分布地质门限计算模型

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致密砂岩气藏有效厚度确定方法及应用探讨

天然气地球科学 2013年第1期24卷 69-77页

作者：胡林楠赵靖舟西安石油大学地球科学与工程学院陕西西安710065

致密砂岩气藏作为非常规油气资源的主力,已经越来越受到重视。由于致密砂岩气藏不同于常规气藏,具有储层致密、物性差、电性响应不明显的特点,因此有必要针对致密砂岩气藏的有效厚度下限进行研究。以鄂尔多斯盆地某气田上古生界致密砂... 详细信息

致密砂岩气藏作为非常规油气资源的主力,已经越来越受到重视。由于致密砂岩气藏不同于常规气藏,具有储层致密、物性差、电性响应不明显的特点,因此有必要针对致密砂岩气藏的有效厚度下限进行研究。以鄂尔多斯盆地某气田上古生界致密砂岩气层为例,在"四性"关系研究的基础上,较为系统地阐述了致密砂岩气藏有效厚度下限确定的方法,重点探讨了测试法、经验统计法、压汞参数法和测井曲线法。实际试气数据和横向对比验证表明,这些方法确定的有效厚度下限合理,符合研究区实际地质特点,操作简单,应用效果好。

关键词：有效厚度物性下限标准电性下限标准致密砂岩气藏

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致密砂岩气藏阈压梯度对采收率的影响

天然气地球科学 2014年第9期25卷 1444-1450页

作者：李奇高树生杨朝蓬冯全乐叶礼友中国科学院渗流流体力学研究所河北廊坊065007 中国石油勘探开发研究院廊坊分院河北廊坊065007 中国石油勘探开发研究院北京100083 中国石油天然气管道局第一工程分公司河北廊坊065007

致密砂岩气藏具有低孔、低渗、高含水等储层特征,致密储层中孔隙水的存在使得气体在渗流过程中产生了存在阈压梯度的非达西渗流,从而减小了单井控制储量降低了气藏采收率。通过对苏里格气田岩样采用气泡法与压差流量法相结合的实验方法... 详细信息

致密砂岩气藏具有低孔、低渗、高含水等储层特征,致密储层中孔隙水的存在使得气体在渗流过程中产生了存在阈压梯度的非达西渗流,从而减小了单井控制储量降低了气藏采收率。通过对苏里格气田岩样采用气泡法与压差流量法相结合的实验方法,得出致密砂岩气藏具有储层渗透率越低、含水饱和度越高,阈压梯度越大,非达西渗流特征越显著的渗流规律,并根据实验结果建立了阈压梯度与渗透率、含水饱和度的关系式。所得关系式结合稳态产能方程计算表明阈压梯度与气藏采收率呈正线性相关关系,且储层渗透率是致密砂岩气藏采收率的最主要影响因素,当储层渗透率低于0.02×10-3μm2、阈压梯度大于0.1MPa/m时,会造成储层中的绝大多数流体无法被动用;含水饱和度也是致密砂岩气藏采收率的影响因素,当含水饱和度高于临界含水饱和度值时,采收率会随着含水饱和度的升高急剧下降,所得实验结果与数学模型能够正确地反映致密砂岩气藏的渗流机理和开发动态。

关键词：苏里格气田致密砂岩气藏阈压梯度采收率渗透率含水饱和度

致密砂岩气藏水平井测井评价——以鄂尔多斯盆地大牛地气田X井区为例

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石油与天然气地质 2019年第5期40卷 1084-1094页

作者：魏修平胡向阳李浩赵冀赵连水中国石化石油勘探开发研究院北京100083 中国石化集团公司生产经营管理部北京100729 中国石油大港油田滩海开发公司天津300280

致密气藏中有相当一部分水平井测井系列少、评价难度大,如何利用有限的测井资料有效开展水平井测井评价,对气藏高效开发具有重要意义。以鄂尔多斯盆地大牛地气田X井区为例,结合地质和生产动态等资料,利用水平井仅有的随钻伽马测井和气... 详细信息

致密气藏中有相当一部分水平井测井系列少、评价难度大,如何利用有限的测井资料有效开展水平井测井评价,对气藏高效开发具有重要意义。以鄂尔多斯盆地大牛地气田X井区为例,结合地质和生产动态等资料,利用水平井仅有的随钻伽马测井和气测录井资料开展测井评价研究,形成了基于伽马峰值和全烃有效指示因子的双参数水平井产能评价方法,有效提高了水平井产能评价精度,为同类气藏水平井测井评价提供了借鉴。研究认为,基于随钻伽马峰值分析能够有效对储层进行评价,大牛地X井区山西组和下石盒子组高产井目的层段随钻伽马值的分布均表现出了明显的单峰特征,而低产井则表现为双峰或不具有明显的峰值特征,主要与水平井钻遇砂体的稳定性有关。利用X井区气测录井资料,构建了基于全烃有效指示因子用于评价单井产能,并建立了山西组和下石盒子组水平井经济产能的气测录井指标。综合上述两种方法,形成双参数水平井产能评价方法,准确评价了X井区水平井单井产能。

关键词：水平井全烃值随钻伽马测井评价致密砂岩气藏山西组下石盒子组大牛地气田鄂尔多斯盆地

致密砂岩气藏井网密度优化与采收率评价新方法

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天然气工业 2019年第8期39卷 58-65页

作者：高树生刘华勋叶礼友温志杰朱文卿张春中国石油集团科学技术研究院有限公司中国石油勘探开发研究院渗流流体力学研究所中国石油吉林油田公司勘探开发研究院中国石油西南油气田公司勘探开发研究院

为了解决目前致密砂岩气藏井网密度优化方法可靠性较低、缺乏井网密度与采收率关系的有效论证等问题,通过建立井间干扰概率的计算方法,绘制出鄂尔多斯盆地苏里格气田目标研究区井间干扰概率曲线,进而建立了一套适用于致密砂岩气藏的井... 详细信息

为了解决目前致密砂岩气藏井网密度优化方法可靠性较低、缺乏井网密度与采收率关系的有效论证等问题,通过建立井间干扰概率的计算方法,绘制出鄂尔多斯盆地苏里格气田目标研究区井间干扰概率曲线,进而建立了一套适用于致密砂岩气藏的井网密度优化与采收率评价新方法,并将该新方法应用于苏里格气田3个加密试验区的井网优化与采收率评价。研究结果表明:①致密砂岩气藏井间干扰概率与井网密度密切相关,随着井网密度的增加井间干扰概率呈现逐渐增加的趋势,直至井网密度达到一个相对大的值后,井间干扰概率才达到或接近于1;②苏里格气田3个加密试验区的经济最佳井网密度介于2.6~3.1口/km^2,对应采收率介于36.6%~39.8%,井间干扰概率介于28%~33%,而经济极限井网密度介于5.2~6.6口/km^2,对应采收率介于46.8%~49.8%,井间干扰概率介于83%~89%;③苏里格气田致密砂岩气藏经济最佳井网密度对应的井间干扰概率约为30%,经济极限井网密度对应的井间干扰概率约为85%。结论认为,采用新方法可以计算得到经济最佳、经济极限井网密度与对应的采收率,实现致密砂岩气藏的井网优化与采收率评价;该研究成果既可以为苏里格气田的经济高效开发提供理论支撑,也可以为同类型气藏的效益开发提供借鉴。

关键词：致密砂岩气藏干扰概率采收率经济最佳井网密度经济极限井网密度鄂尔多斯盆地苏里格气田

致密砂岩气藏气水流动规律及储层干化作用机理

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天然气工业 2020年第9期40卷 70-79页

作者：赵玉龙刘香禺张烈辉唐洪明熊钰郭晶晶单保超 “油气藏地质及开发工程”国家重点实验室·西南石油大学四川省成都市610500 煤燃烧国家重点实验室·华中科技大学

致密砂岩气藏储层渗透率低,在地面条件下开展真实岩心的驱替流动实验很困难,因而无法研究其微观流动机理。为此,基于格子Boltzmann方法(以下简称LBM),模拟地层高温高压条件下致密气驱替地层水的流动过程,得到了地层中束缚水的分布状况;... 详细信息

致密砂岩气藏储层渗透率低,在地面条件下开展真实岩心的驱替流动实验很困难,因而无法研究其微观流动机理。为此,基于格子Boltzmann方法(以下简称LBM),模拟地层高温高压条件下致密气驱替地层水的流动过程,得到了地层中束缚水的分布状况;然后采用激光刻蚀模型,进行储层干化实验,并借鉴该实验的可视化结果对储层干化数值模拟进行简化;在此基础上利用数值模拟手段研究储层干化对致密气渗流能力的影响。研究结果表明:①所采用的格子Boltzmann模型在地层高温高压条件下满足Laplace定律,由该模型计算得到的两相Poiseuille流速度数值解与解析解结果基本一致,表明该模型可以用于地层条件下气水非混相驱替的模拟;②致密气在多孔介质连通的大孔道中优先突破,并且在突破后驱替地层水的速度显著下降;③地层水与岩石壁面的接触角显著影响气水两相流动,岩石亲水性越强驱替速度越慢;④致密砂岩气藏中束缚水可分为吸附水膜、盲端孔隙水、死孔隙水和卡断水4类,在多孔介质中大量连通的微小通道被卡断水和吸附水膜占据,存在着明显的"水锁"现象,严重影响致密气在储层多孔介质中的渗流能力;⑤干化剂可与束缚水反应并且产生大量气泡,将吸附水膜、卡断水和盲端孔隙水消耗掉,从而提高气体的渗流能力;⑥对于由卡断水形成的"水锁"区域,增大干化强度可以有效改善气体渗流能力,整体上随着干化强度的增大,致密气渗透率也增大,但干化强度超过一定的限度后,致密气渗透率的增幅逐渐减小。

关键词：致密砂岩气藏储集层格子Boltzmann方法气水两相流动模拟储层干化干化强度渗流能力

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致密砂岩气藏产水机理与开发对策

天然气工业 2015年第2期35卷 41-46页

作者：叶礼友高树生杨洪志熊伟胡志明刘华勋杜珊中国石油勘探开发研究院廊坊分院中国石油西南油气田公司勘探开发研究院中国石油华北油田公司勘探开发研究院

为认清致密砂岩气藏的渗流规律、揭示其储层产水机理、寻求有效的开发对策,开展了相关研究。结果表明,致密砂岩气藏储层渗流机理复杂,表现在:储层原始含水饱和度主要受储层微观孔隙结构特征的控制;在气水互封状态下,气体弹性膨胀推动部... 详细信息

为认清致密砂岩气藏的渗流规律、揭示其储层产水机理、寻求有效的开发对策,开展了相关研究。结果表明,致密砂岩气藏储层渗流机理复杂,表现在:储层原始含水饱和度主要受储层微观孔隙结构特征的控制;在气水互封状态下,气体弹性膨胀推动部分束缚水转化为可动水,可动水饱和度能有效表征储层水相可动性;储层水相对气相渗流能力影响显著,含水条件下气体渗流存在闽压梯度,其主要受储层物性与含水饱和度的控制,阚压效应导致单井控制范围减小,储量动用程度降低;气、水两相渗流能力受压力梯度的影响。进而基于对致密砂岩气藏产水机理和渗流机理的认识,提出了有针对性的开发对策:①在明确储层可动水饱和度的基础上,评价储层产水风险,优选井位及开发层位,降低气井产水风险,提高单井产能;②采用压裂水平井开发,增加泄流面积,减小生产压差,延长无水或低水采气期;③合理配产,降低生产压差,预防或控制产水量;④强化排水采气,提高生产效果。上述技术措施为四川盆地中部上三叠统须家河组气藏和鄂尔多斯盆地苏里格气田低渗透致密砂岩气藏的有效开发提供了技术保障。

关键词：致密砂岩气藏渗流机理可动水阈压效应开发对策压裂水平井合理配产排水采气