弹性波速径向变化在非常规储层可压性评价中的应用*

非常规储层的开发均需要进行压裂,所以对非常规储层可压性的评价就变得很重要。岩石的脆性是影响储层可压性的重要因素,是优选压裂层位的重要指标。本文在单极子波形正演模拟及波速径向变化计算的基础上,针对非常规储层,应用弹性波速径向变化来评价储层脆性,并分析这种方法在非常规储层可压性评价中的应用效果。通过实例分析可看出,对于相邻两套致密砂岩储层,脆性好的井段压裂后产能也较高,证实了此方法对可压性的分析结果;对于煤储层,煤层段弹性波速降低明显,反映煤层可压性较好,这与煤层段的压裂效果也是相符的。所以,对于非常规储层,基于弹性波速径向变化评价脆性的方法能够很好地反映非常规储层可压性的强弱。     

页岩可压裂性声学模型及应用*

页岩气作为一种非常规能源,储量巨大,因此针对页岩储层地质勘探和有效压裂改造的研究具有重大的意义。常规的脆性模型评价可压裂性通常只考虑单一影响因素,具有一定的工区适用性。该文在弹性参数脆性评价模型和断裂韧性指标的基础上,提出一种表征页岩可压裂性的声学评价模型。选取渝东南目的层页岩岩样,通过超声波实验获取相关实验数据,测量岩石参数,得到了目的层储层特征及声学特征变化规律。结合断裂韧性指标,建立了可压裂性评价模型。通过新评价模型对研究区进行可压裂性反演预测,结果表明储层可压裂性反演结果与页岩气实际产量具有较好的符合,分析可知,新方法预测或评价效果要优于前人模型,具有更好的适用性与可靠性。     

基于纵波三维层析成像技术的压裂检测方法

国内煤层气勘探由于煤层埋深浅,煤储层致密、压力低,均需压裂增产作业。而压裂效果与煤层气单井增产效果密切相关,因而研究煤层压裂效果,建立评价指标,指导压裂设计至关重要。三维声波测井资料能够获取井周轴向、径向以及环向速度变化信息,在压裂前后,利用三维层析成像处理技术,可以评价煤层气井压裂效果。将该技术与传统声波技术和微地震监测结果相结合,能够直观判断煤层气储层压裂改造前后在纵横向及环向的变化情况。     

基于纵波三维层析成像技术的压裂检测方法研究*

国内煤层气勘探由于煤层埋深浅,煤储层致密、压力低,均需压裂增产作业。而压裂效果与煤层气单井增产效果密切相关,因而研究煤层压裂效果,建立评价指标,指导压裂设计至关重要。三维声波测井资料能够获取井周轴向、径向以及环向速度变化信息,在压裂前后,利用三维层析成像处理技术,可以精确评价煤层气井压裂效果。实际井现场应用,并与传统声波技术和微地震监测结果对比,可以清楚看出该技术能够直观判断煤层气储层压裂后在纵横向及环向的变化情况,应用效果非常显著。     

致密油藏液测应力敏感性计算模型

综合成藏地质学、岩石力学和渗流力学,建立准确可靠的致密油藏考虑边界层、临界喉道和孔喉分布的液测应力敏感性计算模型.由于大庆油田致密油藏孔喉分布范围比长庆油田更窄,导致大庆油田应力敏感性更强,因此大庆油田产能更低.本文从微观角度定量表征了真实油藏中应力敏感性的作用机理.     

水平井体积压裂缝网表征及流动耦合模型

针对岩石脆性系数高且发育天然裂缝的储层,提出表征水平井体积压裂形成裂缝网络的三种基本模式,并将渗流过程划分为油藏流动和缝网内部流动.在此基础上,利用势叠加原理导出油藏流动控制方程,利用有限差分方法建立缝网内部有限导流等式;其次,采用星三角变换法处理人工缝与天然缝的交汇流动;最后,耦合两部分流动矩阵方程得到水平井体积压裂缝网渗流数学模型.该模型表明:当水平井改造段长度一定时,压裂段数与段内分簇数是决定产能的最主要因素,其次是人工裂缝半长和人工缝导流能力,而天然裂缝密度和导流能力对产量影响较小.实例应用表明,实际产油量与模型计算值一致,误差较小.     

基于弹性力学参数的天然气识别评价技术研究*

利用测井资料对低孔渗天然气储层进行识别对有效地勘探开发该类型储层具有重要意义。本文研究了天然气储层的岩石力学参数的特征及与含气饱和度的关系,通过理论推导和分析,总结了天然气储层识别方法,建立了低孔渗天然气储层含气饱和度计算模型。采用纵横波速比、泊松比、拉梅系数和体积模量两两交图版来定性识别天然气储层。模量比差比基本不受岩性和孔隙度影响,与含气饱和度呈线性正比关系,可用于定量评价低孔渗天然气储层的含气饱和度。利用上述方法对南堡凹陷深层的测井资料进行了处理分析,有效地识别了低孔渗天然气层段,对该天然气层段的定量评价结果表明,可以有效提高气层解释符合率。     

页岩油气层核磁共振评价技术综述

对于常规储层,核磁共振是一项十分有效的解释-评价技术,它既能评价岩石物性与孔隙结构,又能评价孔隙流体分布与饱和度,且具有快速、无损、经济等特点;而对于页岩储层,其核磁共振受纳米级孔隙、复杂矿物成分、特殊孔隙结构、较高有机质含量、超低渗透性及内部梯度和受限扩散等因素的影响,面临探测分辨率低、解释模型不适用等瓶颈．为了发挥该项技术在页岩油气勘探开发中的作用,将国内外的页岩油气层核磁共振分析、评价技术与相关的页岩油气层实验室微观分析成果相结合,进行了系统梳理,从探测分辨率的提高、孔隙结构与岩石物性评价模型的建立、孔隙流体分布与识别模型的建立等方面进行了综述,提出需加强纳米孔的核磁共振弛豫机理和提高 D-T₂二维谱分辨率两个基础研究,在此基础上,进一步完善岩石物理及孔隙流体两个评价模型．
     

多相孔隙储层声学研究进展

本文回顾了关于油、气、水及水合物多相孔隙储层的声学研究进展,提出了"储层声学"的概念,阐明了其研究意义、研究内涵和方法,并介绍了油、气、水及天然气水合物储层声波模拟的部分新的研究成果。指出应该从声学理论和实验等出发,结合声学储层探测和精细描述的实际情况,如利用声学原理圈闭和估算天然气水合物等,继续深入开展相关基础理论和实验研究工作,丰富储层声学研究内容,更加完善储层声学理论体系,为更好利用声学方法探测和评价储层提供坚实的物理基础和可能的技术支撑。     

分形裂缝性页岩气藏多段压裂水平井瞬态压力特征

基于分形理论和连续性假设,考虑页岩气吸附解吸、基质-裂缝窜流等机制,建立分形裂缝性页岩气藏多段压裂水平井试井解释模型,并通过拉氏变换、点源函数及压降叠加原理等方法得到模型的解.绘制无因次压力随时间变化的双对数曲线,研究分形裂缝性页岩气藏多段压裂水平井的压力特征,分析分形指数、分形维数等参数对压力动态的影响.结果表明：分形裂缝性页岩气藏多段压裂水平井的压力动态可划分为7个流动阶段;分形指数越大或分形维数越小,晚期径向流直线段的斜率越大;其它参数对水平井的压力动态也有一定的影响.     

改进的孔隙模型评价流体性质与裂缝孔隙度

随着勘探开发的不断深入,渤海油田面临越来越多的疑难储层,这类储层流体性质识别与裂缝孔隙度评价成为测井评价的难点。本文依据Biot理论,描述了存在裂隙条件下的含裂隙Biot理论,形成改进的孔隙介质模型。根据该模型利用阵列声波测井数据进行反演得到裂缝孔隙度,同时通过流体置换,得到不同流体对应的岩石体积模量,对其进行交会判别流体性质,实现了阵列声波测井裂缝孔隙度定量评价与流体性质识别综合应用。利用该模型对渤海油田十几口井进行计算,结果表明该方法对于常规砂泥岩和复杂岩性储层均能取得较好效果,本文提出的储层流体性质识别与裂缝孔隙度评价方法,有助于扩展阵列声声波测井的应用范围。     

超声脉冲窄带激励的水泥环第二界面探测方法*

如何评价水泥环的第二界面固井质量一直是声波测井领域的世界性难题。本文利用有限元方法研究了基于超声脉冲反射法的水泥环第二界面固井质量探测方法。数值模拟了不同声源脉冲宽度及不同声阻抗地层对第二界面超声反射回波的影响。研究结果表明采用窄带的激励信号源可有效的提高水泥环第二界面反射波回波幅度,有望解决水泥环第二界面固井质量评价问题。制作了水泥环第二界面具有胶结缺陷的实验室样品及大型固井质量刻度井,在此基础上开展了基于窄带超声脉冲激励的实验室及刻度井群实验研究。实验结果表明满足水泥环第一界固井质量良好条件,采用窄带的超声脉冲回波技术可有效评价水泥环第二界面固井质量。     

横波速度径向层析成像方法及应用研究

近来三维声波成像技术的一个重要进展是利用偶极子弯曲波反演地层径向横波速度剖面。确定地层径向横波速度变化对评价井壁稳定性、估算地应力和优化油藏生产等有着重要的意义。偶极横波测井激发的弯曲波低频探测较深,高频探测较浅,本文根据偶极弯曲波的频散特征,采用约束反演的方法求取地层径向横波速度变化。在实际测井中,经常会遇到偶极子弯曲波的频散曲线在高频时缺失或者不准确的情况,这会使约束反演方法产生误差。针对这一现象,本文提出利用理论频散数据进行高频约束,并通过数值模拟验证了改进后约束反演方法的正确性。本文给出了一个致密气层的横波速度径向剖面综合应用实例,发现地层径向横波速度变化程度与岩石脆性有很好的对应关系,最终的压裂效果由压前、压后正交偶极横波各向异性的变化得到了印证,压裂后油气产量提高。     

偶极横波远探测典型地质体解释模型研究及应用

偶极横波远探测技术是近年来发展起来的一门重要的地球物理测井技术,它把常规测井技术的测量范围从井周1 m左右提高到几十米,在井旁裂缝和孔洞等地质体的探测中取得了较好的应用效果。本文根据偶极横波辐射声场和接收声场的互易性,提出了一种快速计算井旁地质体反射声场的解析方法——远场渐近解,实现井旁孔洞、裂缝等典型地质体反射声场的快速计算,分析了不同地质体的远探测成像特征,在此基础之上,与已有实际井资料结合建立了偶极横波远探测的解释模型,并将其应用于海上实际井旁地质体评价。应用结果表明,偶极横波远探测解释模型可用于海上缝洞型地层识别、井旁断层或断裂带判断等,效果明显。     

侧钻井压力分析的边界元法及储层伤害的评价

随着侧钻井的增加,非均质油藏侧钻井的压力动态特征和对储层伤害进行评价已变得越来越重要了。为了研究在非均质油藏中侧钻井的压力动态,建立了三维非均质油藏侧钻井的不稳定渗流数学模型。用边界元方法求得模型的解并分析了压力动态特征。通过拟表皮系数、无因次污染半径、无因次井筒储积系数和污染区渗透率等参数的合理组合,绘制了能用于侧钻井储层伤害评价的典型曲线。并对辽河油田某侧钻井的压力恢复试井数据进行了拟合。     

油基钻井液条件下油层的NMR判识方法

油基钻井液具有润滑性好、抑制性强等特点,有利于井壁稳定和油气层保护,在非常规油气水平井及深井、超深井中广泛使用．但是,油基钻井液具有较强的荧光背景和全烃基值,岩屑难以洗出本色,地层油与钻井液的基础油融合,给油层的识别和评价带来了严重影响．为此,创新采用高分辨率低场核磁共振技术随钻监测钻井液含油率及含油性的变化．室内实验结果表明,油基钻井液不同于混油钻井液,后者属于水包油体系,钻遇油层后,在钻井液T₂谱上出现新峰;而前者属于油包水体系,钻遇油层后,在钻井液T₂谱上不出现新峰,但可通过含油性的变化识别重质油层,通过含油率的变化识别轻-中质油层,并在S903H井全油基钻井液及极端的地质条件下取得了较好的应用效果,证明了钻井液核磁共振是油基钻井液条件下一项有效的油层识别技术．     

Study on frequency optimization and mechanism of ultrasonic waves assisting water flooding in low-permeability reservoirs

Water flooding is one of widely used technique to improve oil recovery from conventional reservoirs, but its performance in low-permeability reservoirs is barely satisfactory. Besides adding chemical agents, ultrasonic wave is an effective and environmental-friendly strategy to assist in water flooding for enhanced oil recovery (EOR) in unconventional reservoirs. The acoustic frequency plays a dominating role in the EOR performance of ultrasonic wave and is usually optimized through a series of time-consuming laboratory experiments. Hence, this study proposes an unsupervised learning method to group low-permeability cores in terms of permeability, porosity and wettability. This grouping algorithm succeeds to classify the 100 natural cores adopted in this study into five categories and the water flooding experiment certificates the accuracy and reliability of the clustering results. It is proved that ultrasonic waves can further improve the oil recovery yielded by water-flooding, especially in the oil-wet and weakly water-wet low-permeability cores. Furthermore, we investigated the EOR mechanism of ultrasonic waves in the low-permeability reservoir via scanning electron microscope observation, infrared characterization, interfacial tension and oil viscosity measurement. Although ultrasonic waves cannot ameliorate the components of light oil as dramatically as those of heavy oil, such compound changes still contribute to the oil viscosity and oil-water interfacial tension reductions. More importantly, ultrasonic waves may modify the micromorphology of low-permeability cores and improve the pore connectivity.