【摘要】：隨著技術(shù)創(chuàng)新和理論創(chuàng)新的日臻完善,石油行業(yè)將油氣開發(fā)熱點(diǎn)逐漸轉(zhuǎn)入非常規(guī)油氣藏。其中,致密砂巖氣作為非常規(guī)氣(致密氣、煤層氣、頁巖氣)的重要組成部分,具有很大的開發(fā)價值。然而,由于致密砂巖氣藏具有儲集層致密、孔滲性差、非均質(zhì)性強(qiáng)、初始含水飽和度低、高毛管壓力以及含有豐富的黏土礦物等特征,在鉆井、完井以及開采過程中容易引發(fā)嚴(yán)重的儲層損害問題,尤其是液相侵入損害。具不完全統(tǒng)計,解除液相侵入的工作液返排率低于30%～40%,這無疑會給油氣藏的勘探開發(fā)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。本文利用掃描電鏡、鑄體薄片以及常規(guī)壓汞等巖心分析技術(shù),對砂巖儲集層的微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行了分析。在該研究基礎(chǔ)上建立了能夠表征微觀孔隙結(jié)構(gòu)的物理模型——毛管束模型,以該模型為基礎(chǔ),進(jìn)一步研究了含水飽和度變化對氣體滲透率的影響、液相返排率及滯留情況。這為定量性地評價液相侵入損害、工作液返排提供理論指導(dǎo)和技術(shù)支撐。通過上述研究,取得主要成果如下:(1)通過巖心分析技術(shù)對砂巖儲集層微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行了分析。結(jié)果表明:高滲透率儲層為典型的孔隙型發(fā)育,連通性良好,喉道分布為粗-中喉道;低滲透致密儲層的喉道類型主要以片狀、彎片狀和管狀喉道為主,喉道分布以中-細(xì)孔喉、細(xì)孔微喉為主。(2)以常規(guī)壓汞實(shí)驗(yàn)結(jié)果為依據(jù),通過引入迂曲度,建立了毛管束模型,為水相侵入損害、水相返排及滯留的定量評價奠定了基礎(chǔ)。(3)以毛管束模型為基礎(chǔ),依次從小到大建立不同含水飽和度。研究了含水飽和度對平均水膜厚度、氣體有效滲流半徑以及氣體有效滲透率的變化情況。研究表明:含水飽和度越大,平均水膜厚度越大,且含水飽和度與平均水膜厚度之間存在著良好的指數(shù)函數(shù)關(guān)系;含水飽和度越大,氣體的有效滲流半徑越小;巖樣絕對滲透率越低,氣體有效滲透率隨含水飽和度增大而減小越快。(4)以不同半徑的微圓管流動實(shí)驗(yàn)結(jié)果為依據(jù),結(jié)合Hagen-Poiseuille方程,開展了邊界層厚度與返排壓力梯度的研究,并建立了邊界層厚度的預(yù)測模型。(5)建立了考慮邊界層效應(yīng)的水相返排流動模型,分析了不同滲透率級別模型的水相返排及滯留情況,結(jié)果表明:巖樣絕對滲透率越高,水相返排率越高,滯留量越少;巖樣絕對滲透率越低,水相返排率越低,滯留量越多。對于高滲透率儲集層,可以通過提高返排壓差來解除近井地帶的工作液滯留問題,即液相滯留不是該類儲層最主要的儲層損害類型。然而,對于低滲透致密儲集層,僅僅依靠氣藏自身能量驅(qū)替的方法來減輕甚至解除這種損害是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,還需通過注入表面活性劑、CO2、酸化壓裂等措施來解除水相侵入損害,這對于更加科學(xué)、高效地開發(fā)低滲透油藏具有十分深遠(yuǎn)的意義。
【圖文】：

一次能源消費(fèi)中，煤炭、石油、天然氣各占２４％、３１％、２６％，油氣消費(fèi)會達(dá)到峰值；逡逑到２０５０左右，天然氣消費(fèi)比例將超過煤炭和石油，比重占到２７％，將成為全球第一大逡逑能源。全球能源消費(fèi)預(yù)測結(jié)果如圖１－１所示。致密砂巖氣作為天然氣的重要分支之一，逡逑已經(jīng)成為全球非常規(guī)石油與天然氣資源勘探開發(fā)的重要領(lǐng)域［４＿６］。逡逑■邋Ｍ邐２６Ｈ逡逑■其他可再生能滋（包括風(fēng)電、光伏等〉邐２０１５年２0３0年逡逑圖１－１全球能源消費(fèi)預(yù)測圖（來源于《２０５０年世界與中國能源展望》）逡逑在全世界范圍內(nèi)，致密砂巖氣資源主要分布在北美、中亞、中國、拉美、中東、北逡逑非和俄羅斯等地區(qū)。圖１－２是全球致密砂巖氣的盆地分布情況［７］。２０世紀(jì)５０年代，美逡逑國發(fā)現(xiàn)了世界上第一個致密砂巖氣藏［６，邋８］——位于美國的圣胡安盆地梅薩沃斯１藏。相逡逑繼之后，２０世紀(jì)７０年代，加拿大的亨特勘探公司在艾伯塔盆地西部發(fā)現(xiàn)＿ｒｎ型的艾爾逡逑姆沃斯致密砂巖氣田［９１，這一重要的發(fā)現(xiàn)標(biāo)志著北美致密砂巖氣藏勘探開發(fā)進(jìn)入／－個逡逑Ｉ逡逑

一次能源消費(fèi)中，煤炭、石油、天然氣各占２４％、３１％、２６％，油氣消費(fèi)會達(dá)到峰值；逡逑到２０５０左右，天然氣消費(fèi)比例將超過煤炭和石油，比重占到２７％，將成為全球第一大逡逑能源。全球能源消費(fèi)預(yù)測結(jié)果如圖１－１所示。致密砂巖氣作為天然氣的重要分支之一，逡逑已經(jīng)成為全球非常規(guī)石油與天然氣資源勘探開發(fā)的重要領(lǐng)域［４＿６］。逡逑■邋Ｍ邐２６Ｈ逡逑■其他可再生能滋（包括風(fēng)電、光伏等〉邐２０１５年２0３0年逡逑圖１－１全球能源消費(fèi)預(yù)測圖（來源于《２０５０年世界與中國能源展望》）逡逑在全世界范圍內(nèi)，致密砂巖氣資源主要分布在北美、中亞、中國、拉美、中東、北逡逑非和俄羅斯等地區(qū)。圖１－２是全球致密砂巖氣的盆地分布情況［７］。２０世紀(jì)５０年代，美逡逑國發(fā)現(xiàn)了世界上第一個致密砂巖氣藏［６，邋８］——位于美國的圣胡安盆地梅薩沃斯１藏。相逡逑繼之后，２０世紀(jì)７０年代，加拿大的亨特勘探公司在艾伯塔盆地西部發(fā)現(xiàn)＿ｒｎ型的艾爾逡逑姆沃斯致密砂巖氣田［９１，這一重要的發(fā)現(xiàn)標(biāo)志著北美致密砂巖氣藏勘探開發(fā)進(jìn)入／－個逡逑Ｉ逡逑
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TE31

【參考文獻(xiàn)】

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7 任冠龍;呂開河;徐濤;魏亞蒙;劉樂，

本文編號：2696582