碳酸盐岩气藏损害描述及应用研究

论文题目: 碳酸盐岩气藏损害描述及应用研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 油气田开发工程

作者: 何健

导师: 康毅力

关键词: 碳酸盐岩,气藏,损害描述,流体敏感性,应力敏感,水相圈闭,毛管自吸,硫沉积,界面性质,返排压力

文献来源: 西南石油学院

发表年度: 2005

论文摘要: 碳酸盐岩是极为重要的储集岩,占世界沉积岩总面积的20%。碳酸盐岩中油气储量占世界总储量的50%。与碎屑岩储层损害机理的认识及深入程度相比,对碳酸盐岩储层的研究还远远的不够,这也是与其重要地位极不相称的。早期对碳酸盐岩储层损害研究主要是集中在如何防漏堵漏方面。同时碳酸盐岩由于矿物成分相对简单,粘土矿物含量又少,因此长期以来人们认为碳酸盐岩储层不存在流体敏感性或者弱到可以忽略的程度。正是由于传统认识上的局限性限制了碳酸盐岩储层损害机理研究的进一步发展。川东北区块碳酸盐岩储层类型丰富,纵向上储层物性相差大,天然裂缝较为发育,非均质性强。部分层位含一定量粘土矿物,地层中夹膏盐层,同时气藏中高含硫化氢,地层中有沥青及硫沉积,是研究碳酸盐岩气藏的理想场所。论文主要针对气藏雷口坡组,嘉陵江组,飞仙关组,长兴组等层位,开展了大量的室内实验,利用现代岩样分析及测试手段,从流体敏感性,应力敏感,水相圈闭,毛管自吸,储层矿物界面性质等方面系统地描述了碳酸盐岩气藏损害,揭示了碳酸盐岩气藏损害自身的独特性,提出了一些新的理论和认识,进一步完善了碳酸盐岩气藏损害描述及相应的保护技术。研究表明,气层存在一定程度的流体敏感性,敏感程度甚至会出现强的趋势,如碱敏,水敏等。石膏的存在增强了流体的敏感性。同时提出了碱与白云石发应生成水镁石造成碱敏损害的新认识。碳酸盐岩孔隙类型复杂,裂缝系统发育。本文研究了不同孔隙类型储层的应力敏感行为,用应力敏感系数的新方法评价了敏感程度,并分析了敏感机理。同时从岩石力学特征方面对比研究了致密碳酸盐岩和致密砂岩的应力敏感性。研究表明,碳酸盐岩基块岩样应力敏感程度为弱,其形变属于弹性变形。裂缝的存在大大地增强了应力敏感性,其形变属于塑性变形的范畴。其中人工造缝岩样的敏感程度要强于天然裂缝。致密碳酸盐岩的应力敏感性要弱于致密砂岩。这是由于致密碳酸盐岩的胶结程度要强于致密砂岩,且岩石中岩屑、粘土矿物等塑性易变形物质较少。另一个重要原因是致密砂岩微裂缝较发育。密闭取芯初始含水饱和度分析表明,其初始含水饱和度远远低于束缚水饱和度,即气藏具有超低含水饱和度的现象。因此在钻完井、增产改造等作业过程中,一旦水基工作液滤液接触气层就会在过剩的毛管力作用下自吸进入气层,严重降低了气相渗透率,从而造成水相圈闭损害。通过实验探索研究了碳酸盐岩毛管自吸规律,表明岩样渗透率越高,其自吸速度越快。同时探讨了储层物性和孔隙结构、初始含水饱和度等对毛管自吸作用的影响。高含硫气藏在开发过程中,随着地层温度和压力的下降,硫化氢气体中的硫元素就会以固态硫的形式沉积下来,堵塞孔喉,造成储层损害。本文探讨了硫沉积损害的影响因素,包括气井流速,气藏含硫量,储层物性等。同时研究了高含硫气藏储层矿物界面

论文目录:

Ⅰ 摘要

1 引言

1．1 研究目的与意义

1．2 国内外研究现状

1．3 研究的内容及主要工作量

1．4 研究的主要成果及创新

2 碳酸盐岩气藏地质特征描述

2．1 区域地质概况

2．2 气藏岩石学特征

2．3 储层物性

2．4 孔喉类型

2．4．1 孔隙类型

2．4．2 喉道类型

2．5 孔隙结构

2．6 储层敏感性矿物

3 碳酸盐岩气层水相圈闭

3．1 超低含水饱和度现象

3．2 超低含水饱和度的形成

3．3 水相圈闭概念及其损害机理

3．4 水相圈闭损害的影响因素

3．5 水相圈闭损害造成的严重后果

3．6 碳酸盐岩毛管自吸作用

3．6．1 毛管自吸机理

3．6．2 毛管自吸实验

3．6．3 毛管自吸在致密气藏作业过程中可能引起的问题及其对策

4 碳酸盐岩储层流体敏感性

4．1 实验岩心和流体

4．2 储层速敏性评价

4．2．1 实验结果

4．2．2 损害机理分析及讨论

4．3 储层水敏性评价

4．3．1 实验结果

4．3．2 损害机理分析

4．4 储层盐敏性评价

4．4．1 实验结果

4．4．2 损害机理分析及讨论

4．5 储层碱敏性评价

4．5．1 实验结果

4．5．2 损害机理分析

4．6 工作液损害评价

4．6．1 钻井液处理剂损害评价

4．6．2 射孔液损害评价

5 储层应力敏感性评价

5．1 实验方法及评价标准

5．2 基块的应力敏感性

5．2．1 实验结果

5．2．2 敏感机理分析

5．3 裂缝的应力敏感性

5．4 孔隙类型对应力敏感行为的影响

5．4．1 渗透率变化特性

5．4．2 敏感机理分析

5．5 致密碳酸盐岩与致密砂岩应力敏感性

6 含硫气藏及硫沉积

6．1 硫化氢的形成机制

6．2 含硫气藏储层矿物界面性质探讨

6．2．1 硫化钙形成机理

6．2．2 硫化钙矿物的产状

6．3 含硫气藏储保技术的几点思考

6．4 硫沉积

6．4．1 硫沉积机理

6．4．2 原油中硫沉积损害实验

6．4．3 气藏硫沉积损害影响因素的探讨

7 碳酸盐岩气藏保护技术及应用研究

7．1 屏蔽技术暂堵原理

7．2 应用屏蔽暂堵技术的必要性

7．3 保护储层屏蔽暂堵钻井完井液实验研究

7．3．1 原钻井液暂堵效果评价

7．3．2 屏蔽暂堵钻井完井液实验评价

7．3．4 保护储层技术现场应用

8 结论及建议

致谢

参考文献

附图版

发布时间: 2006-01-11

参考文献

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