火山岩气藏供排气机理研究

论文摘要

截止2007年底,在松辽盆地火山岩发现的徐深气田和长岭气田中,其累计探明天然气地质储量为3197×108m3,是目前世界上己发现的规模最大的火山岩气藏。本文大量调研火山岩储层结构的基础上,结合室内核磁共振岩样分析技术、恒速压汞、离心实验、常规物理模拟水驱气和气水驱替等实验技术和手段,综合使用油层物理、渗流力学及气藏工程等理论方法,以徐深气田不同岩性的火山岩气藏储层为研究对象,对不同岩性的火山岩气藏储层在压差作用、渗吸作用、扩散作用及压实作用下的供排气机理及不同条件下供排气的主控机理进行了比较系统深入的研究,通过分析实验结果得到了以下认识：（1）裂缝是相对于基质的优势通道,裂缝的供排气能力远大于基质的供排气能力；增大压力梯度或渗透率都能提高裂缝和基质的供排气能力；基质和裂缝的级差越小,基质相对于整个系统的供排气能力越强；在火山岩气藏的开发生产过程中尽量做到在裂缝发育的层段射孔并加大生产压差；同时也要考虑到裂缝与基质的渗透率级差问题,小级差,大生产压差才是合适的生产制度。（2）干岩心条件下的渗吸效率随驱替速度的增大而减弱；束缚水条件下的渗吸效率随着驱替速度的增大呈先增大后减小的趋势,在驱替速度为0.04ml/min时达到最大值；随着初始含水饱和度的增加渗吸效率减小,渗吸作用在高含水阶段比较显著；同一岩心中干岩心的静态渗吸效率最大,其动态渗吸效率次之,但这可以视为实际生产过程中渗吸效率的上限值,束缚水条件下岩心的渗吸效率最低；（3）天然气在火山岩气藏中的扩散主要受扩散介质、岩石含水饱和度、温度及岩石孔隙度的影响。流纹岩中气孔、微裂缝发育,扩散系数最大,熔结角砾岩基本不发育次生孔隙结构,扩散系数最小；扩散系数随着含水饱和度的增大而减小；在超过100℃的火山岩储层中扩散系数与温度的关系不大；由于火山岩气藏本身的结构特征使得扩散系数与岩石的孔隙度有着没有明显的函数关系的正相关关系；实验测得了火山岩地层条件下火山岩扩散系数,其平均扩散系数大小为3.6×10-5cm2/s,扩散气体量占总排出气体量的比重小于1%。（4）初期压实作用强,岩石变形量大,压实排气量大,单位孔隙体积压实排出平均气体量占整个气体排出量的2%左右。（5）在整个供排气过程中,压差作用是绝对主要的影响因素；压实作用一方面产生挤出气体的动力,另一方面又压缩喉道降低岩石的渗透率,增加气体渗流的阻力；扩散作用随时随地都存在,但在气藏开发的时间范围内不用考虑它的影响；在有水的情况下,渗吸作用能对气体的排出产生一定的贡献作用,大约占10%,具体要看气藏条件和含水上升的情况。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 火山岩气藏国内外研究进展
• 1.2.1 国外火山岩油气藏勘探概况
• 1.2.2 中国火山岩油气藏勘探进展
• 1.3 火山岩储层及开发特点
• 1.3.1 火山岩气藏地质特征
• 1.3.2 火山岩气藏开采特征
• 1.4 研究内容和技术路线
• 1.5 本文的创新点
• 第二章 压差作用下的供排气机理
• 2.1 火山岩干岩心供排气实验研究
• 2.1.1 实验方法与步骤
• 2.1.2 并联实验结果分析
• 2.1.3 串联实验结果分析
• 2.2 火山岩含水岩心供排气实验研究
• 2.2.1 实验方法与步骤
• 2.2.2 并联实验结果分析
• 2.2.3 串联实验结果分析
• 2.3 小结
• 第三章 渗吸作用下的供排气机理
• 3.1 渗吸原理
• 3.2 实验流程及步骤
• 3.2.1 实验样品
• 3.2.2 试验流程
• 3.2.3 实验步骤
• 3.3 实验结果分析
• 3.3.1 驱替速度的影响
• 3.3.2 初始含水饱和度的影响
• 3.3.3 不同渗吸状态的影响
• 3.3.4 不同驱替条件的影响
• 3.4 小结
• 第四章 扩散作用下的供排气机理
• 4.1 实验原理
• 4.2 实验内容和方案设计
• 4.2.1 实验岩样
• 4.2.2 实验装置
• 4.2.3 实验流程
• 4.3 实验结果及影响因素分析
• 4.3.1 扩散介质
• 4.3.2 岩石含水饱和度
• 4.3.3 温度
• 4.3.4 岩石的孔隙度
• 4.3.5 火山岩与泥岩扩散系数的比较
• 4.4 小结
• 第五章 压实作用下的供排气机理
• 5.1 实验内容和方案设计
• 5.1.1 实验样品
• 5.1.2 实验流体
• 5.1.3 实验仪器及实验流程
• 5.1.4 实验方案
• 5.2 实验结果分析
• 5.2.1 孔隙度与净上覆岩层压力之间的关系
• 5.2.2 渗透率与净上覆岩层压力之间的关系
• 5.2.3 压实排出气体量的计算
• 5.3 小结
• 第六章 供排气主控因素综合分析
• 第七章 结论与认识
• 参考文献
• 硕士在读期间发表文章目录
• 致谢