长庆上古气藏高温高压下岩石渗透率实验室研究
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摘要
本文主要采用薄片、岩心等资料，以试验分析为手段，对本区储层岩石的常规渗透率(塞状、全直径岩心)、围压渗透率、地层条件下渗透率进行了测试研究；分析了压力、温度对渗透率产生的影响；全直径全模拟不同生产压差下岩石的渗透率，根据渗透率的变化规律，结合气田开发的相关理论和矿场实际，从保护储层的角度出发提出上古气藏的合理生产压差和单井合理产量；最后综合本区储层的岩石学特征、储层物性、孔隙结构以及实验室动态资料对本区储层进行了综合评价，研究结果表明：
1)长庆上古气藏属于致密低孔低渗储层；
2)岩石渗透率随围压的增大而降低，渗透率越低，上覆压力的影响越大；
3)高温下的渗透率明显低于相同条件下的常温渗透率，温度使渗透率的降低是随着渗透率的降低而表现出增大的趋势；
4)全模拟不同生产压差下的岩石渗透率远低于高温高压条件下无束缚水时渗透率。
根据全模拟降压开采过程中不同模拟压差下的渗透率测定结果，结合本区储层情况，从保护储层和渗透率敏感的角度提出以下建议：
1)对于Ⅰ类储层临界生产压差应小于1MPa，Ⅱ类和Ⅲ类储层可将临界生产压差控制在4MPa范围内，而Ⅳ类储层的临界生产压差选择在11MPa范围内比较合适；
2)应加强对储层的敏感性研究，特别是钻完井过程中的工艺措施、钻完井液的配方研究，以防止和减轻微粒侵入和水锁伤害；
3)建议在该地区实施大型水力压裂，以建立人工裂缝，这是致密低渗储层开发的有利途径，但仍要注意水锁，使用滤失量少的水基流体，减少侵入深度。
By use of the data of thin section and core, the paper is focus on the use of experimental analyse to study the reservoir's permeability under ambient conditions (plug and whole core samples), confining pressure and formation conditions, and analyzes the influence that pressure and temperature have on permeability. Simulate different producting pressure drop and based on the permeabilities' changing law, linking the theory of gas field development and the field reality, stating from the reservoir protection, the paper gives reasonable producting pressure drop and per-well production. Finally, the paper evaluates comprehensively the reservoir by summing up the petrology features, physical properties, pore structure and performance data. The results indicate that:
1) The Changqing upper Paleozoic reservoir is tight reservoir with low porosity and low permeability.
2) Confining pressure increased, rock permeability is lowering. The more low, and the influence is the more greatly.
3) The permeability with high temperature is obviously lower than that with normal temperature under the same confining pressure condition. The decrease temperature makes is increasing as the permeability lowered.
4) Permeability by simulating different producting pressure drop is more lower than the one with no irreducible water under high pressure and high temperature.
According to the results of different simulating pressure drop in the course of simulating production and combining with the reservoir, the paper puts forward some proposals from reservoir protection and permeability sensitivity angle.
1) The critical producting pressure drop of type I reservoir should be under IMPa. The type II and III reservoir should be controlled within 4MPa, and 11 MPa is suitable to the type IV.
2) Strengthen the study of reservoir sensitivity, especially the process measure in the course of well drilling and completion, the study of prescription of drilling and completion fluid, to avoid and lighten particle encroaching and water lock effect..
3) Carry out large hydraulic fracturing to establish created fracture which is the favorable way. Pay attention to the water lock effect and use nonpenetrating-type fluid to decrease the encroaching depth.
1)长庆上古气藏属于致密低孔低渗储层；
2)岩石渗透率随围压的增大而降低，渗透率越低，上覆压力的影响越大；
3)高温下的渗透率明显低于相同条件下的常温渗透率，温度使渗透率的降低是随着渗透率的降低而表现出增大的趋势；
4)全模拟不同生产压差下的岩石渗透率远低于高温高压条件下无束缚水时渗透率。
根据全模拟降压开采过程中不同模拟压差下的渗透率测定结果，结合本区储层情况，从保护储层和渗透率敏感的角度提出以下建议：
1)对于Ⅰ类储层临界生产压差应小于1MPa，Ⅱ类和Ⅲ类储层可将临界生产压差控制在4MPa范围内，而Ⅳ类储层的临界生产压差选择在11MPa范围内比较合适；
2)应加强对储层的敏感性研究，特别是钻完井过程中的工艺措施、钻完井液的配方研究，以防止和减轻微粒侵入和水锁伤害；
3)建议在该地区实施大型水力压裂，以建立人工裂缝，这是致密低渗储层开发的有利途径，但仍要注意水锁，使用滤失量少的水基流体，减少侵入深度。
By use of the data of thin section and core, the paper is focus on the use of experimental analyse to study the reservoir's permeability under ambient conditions (plug and whole core samples), confining pressure and formation conditions, and analyzes the influence that pressure and temperature have on permeability. Simulate different producting pressure drop and based on the permeabilities' changing law, linking the theory of gas field development and the field reality, stating from the reservoir protection, the paper gives reasonable producting pressure drop and per-well production. Finally, the paper evaluates comprehensively the reservoir by summing up the petrology features, physical properties, pore structure and performance data. The results indicate that:
1) The Changqing upper Paleozoic reservoir is tight reservoir with low porosity and low permeability.
2) Confining pressure increased, rock permeability is lowering. The more low, and the influence is the more greatly.
3) The permeability with high temperature is obviously lower than that with normal temperature under the same confining pressure condition. The decrease temperature makes is increasing as the permeability lowered.
4) Permeability by simulating different producting pressure drop is more lower than the one with no irreducible water under high pressure and high temperature.
According to the results of different simulating pressure drop in the course of simulating production and combining with the reservoir, the paper puts forward some proposals from reservoir protection and permeability sensitivity angle.
1) The critical producting pressure drop of type I reservoir should be under IMPa. The type II and III reservoir should be controlled within 4MPa, and 11 MPa is suitable to the type IV.
2) Strengthen the study of reservoir sensitivity, especially the process measure in the course of well drilling and completion, the study of prescription of drilling and completion fluid, to avoid and lighten particle encroaching and water lock effect..
3) Carry out large hydraulic fracturing to establish created fracture which is the favorable way. Pay attention to the water lock effect and use nonpenetrating-type fluid to decrease the encroaching depth.
引文
1．张绍槐、罗平亚等著．保护储层技术．石油工业出版社，1993．5
2．王鸣华主编．气藏工程．石油工业出版社，1997．12
3．罗蛰潭主编．油层物理．地质出版社，1985．9
4．向阳等．油气储集层岩石特殊物理研究方法．四川科技出版社，1994
5．孔德坊主编．工程岩土学．地质出版社，1992．7
6．孙广忠著．岩石结构力学．科学出版社，1994
7．王行信等．砂岩储层粘土矿物与油层保护．地质出版社，1992
8．向阳等．长庆气田大压差生产岩心实验室模拟试验研究，2001．2
9．向阳等．长庆气田上古气藏大压差生产岩心实验室模拟试验研究，2001．11
10．沈平平．油层物理实验技术．石油工业出版社，1995
11．罗蛰潭、王允诚．油气储集层的孔隙结构．科学出版社，1986
12．郭云尧．围压对岩心气体渗透率影响的试验研究．石油大学学报，1991，15(2)，47-51
13．孙妥、林万象．围限压力下的孔隙度、渗透率及其在储气评价中的意义．石油实验地质，1993，15(4)
14．邓礼正．地层条件下储集岩物性参数特征及影响因素．矿物岩石，1995，15(4)
15．K.K.Wei,N.R.Morrow,K.R.Brower,王兰之译．流体、封闭压力和温度对低渗透砂岩层绝对渗透率的影响．13093
16．吴凡、孙黎娟、何江．孔隙度、渗透率与净覆压的规律研究和应用．西南石油学院学报，1999，21(4)
17．阮敏、何秋轩．岩石渗透率的压力敏感性．低渗透油气田，1999，4(2)，10～13
18．王加佳．砂岩储层孔隙度和渗透率的影响因素．新疆石油学院学报，1998，10(1)
19．叶正荣、樊世忠．储层温度敏感．国外钻井技术，1999，14(3)，49～54
20．任晓娟、何秋轩等 特低渗储层岩石中流体的渗流特征．低渗透油气田，1997，2(2)
21．孙庆和．低渗透砂岩储层地下空气渗透率的研究．石油勘探与开发，1990，6
22．黄福唐、聂锐利、赵保中．温压下岩石孔隙度、渗透率参数测定仪研制与实验研究．大庆石油地质与开发，1997，16(1)
23．M.A.Muqeem等著，绳德强译．温度对未胶结砂岩盐水-油-气三相流的相对渗透率的影响．石油勘探开发情报，1995，5
24．袁庆峰、孙庆和．砂岩储层弹性压缩及其对物性参数的影响．大庆石油地质与开发，1988，7(4)
25．D.B.本尼恩等著，白振瑞编译．多孔介质中的水锁及烃锁效应-诊断、预防与处理．石油勘探开发情报，1994，6
26．隋少强、钱新华译．渗透率评价：各种因素及相互关系．石油勘探开发情报，1993，1
27．张敏谕、毛美利．长庆低渗气藏水锁效应与抑制对策．低渗透油气田，1999，4(2)
28．任晓娟、阎庆来、何秋轩、张敏谕．低渗气层气体的渗流特征实验研究．西安石油学院学报，1997，12(13)
29．陈祖安、伍向阳、孙德明、杨伟．砂岩渗透率随静压力变化的关系研究．岩石力学与工程学报，1995，14(2)
30．孙延增．压力变化对岩心参数影响的实验研究．测井科技，1997，2
31．刘纪常．低渗透砂岩渗透率与封闭压力的关系(译)．四川：石油普查，1987，(2)，50～59
32. Vairogs.J, Hearn.C.L, Dareing. D.W and Rhoades. V W. Effect of Rock Stress on Gas Production From Low-Permeability Reservoirs. JPT, Sept. 1971
33. Jones.F.O, Owens.W.W. A Laboratory Study of Low-Permeability Gas Sands. JPT, Sept. 1980
34. F.O.Jones and W.W.Owens, A Laboratory Study of Low Permeability Gas Sands. SPE, 1979
35. Rexd Thomas, Done Ward. Effect of overburden pressure and water saturation in gas permeability of tight sandstone cores. JPT, 1972
2．王鸣华主编．气藏工程．石油工业出版社，1997．12
3．罗蛰潭主编．油层物理．地质出版社，1985．9
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35. Rexd Thomas, Done Ward. Effect of overburden pressure and water saturation in gas permeability of tight sandstone cores. JPT, 1972