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致密气渗流机理研究综述

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  摘 要:致密气资源量大,开发潜力大,但复杂的孔隙结构导致其渗流机理异于常规砂岩气藏,开发难度大,开发效果较差。采用文献研究方法,对致密气藏渗流机理进行综述,研究结果表明:致密气特殊渗流机理会影响致密气藏的开发效果,在致密气藏开发中,需考虑启动压力梯度和应力敏感性的影响,而滑脱效应和高速非达西流动的影响可以忽略。
  关键词:致密气藏;渗流机理
  1 引言
  致密气藏在全球广泛分布,全球已发现或推测发育致密气盆地约70个,资源量大约为210×1012m3[1],我国致密气累计探明地质储量达3.3×1012m3,约占天然气总探明储量的39%[2]。
  致密气储层孔吼主体尺度为微—纳米级,复杂的微观孔隙结构造成其渗流特征异于常规砂岩气藏[3]。
  在文献调研的基础上,对致密气渗流机理进行总结,阐述了致密气渗流机理的影响因素及对致密气藏开发的影响。
  2 致密气渗流机理研究
  2.1 启动压力梯度
  国内外学者研究结果表明[4-6],致密气藏启动压力梯度随储层渗透率的减小而增大,随含水饱和度的升高而增大;随围压、储层内渗流气体分子质量增大而增大,且在高压条件下,温度越高,启动压力梯度越小,低压情况下则相反。
  2.2 应力敏感效应
  随着我国致密气藏勘探开发工作的不断进行,国内学者对应力敏感效应进行了大量研究并普遍认为[7-8],低渗致密储层应力敏感性在束缚水条件下较强,并随储层渗透率的降低以及含水饱和度的升高而更加显著,且应力敏感效应对储层物性的影响是不可逆的,在致密气藏开发过程中应控制生产压差,避免损伤储层。
  2.3 滑脱效应
  罗瑞兰、朱光亞等[9-10]研究了滑脱效应对致密气藏产能的影响,认为当储层渗透率介于0.01~0.1mD之间或当地层压力大于5MPa时,滑脱效应对气藏产能影响较小,而致密气藏废弃压力往往较高,因此,无需考虑滑脱效应对气藏开发的影响。
  2.4 高速非达西流动
  高树生等[11]通过室内低渗岩心实验表明:储层流体产生明显高速非达西流动效应的渗透率下限是0.1mD,由于致密储层渗透率较低,因此,可以忽略高速非达西流动效应对致密气藏开发的影响。
  3 结论
  ①致密储层渗透率较低,启动压力梯度较大,应力敏感性较强,在气藏开发中应考虑启动压力梯度和应力敏感性对开发的影响;
  ②储层流体产生明显高速非达西流动效应的渗透率下限是0.1mD,可以忽略高速非达西流动效应对致密气藏开发的影响。
  ③储层渗透率介于0.01~0.1mD之间或当地层压力大于5MPa时,滑脱效应对气藏产能影响较小,致密气藏储层渗透率低,废弃压力较高,无需考虑滑脱效应对气藏开发的影响。
  参考文献:
  [1]杨涛,张国生,梁坤,等.全球致密气勘探开发进展及中国发展趋势预测[J].中国工程科学,2012,16(6):64-68+75.
  [2]李建忠,郭彬程,郑民,等.中国致密砂岩气主要类型、地质特征与资源潜力[J].天然气地球科学,2012,23(4): 607-615.
  [3]杨智,邹才能,吴松涛,等.含油气致密储层纳米级孔喉特征及意义[J].深圳大学学报理工版,2015,32(3):257-265.
  [4]Swartzendruber D. Non-Darcy flow behavior in liquid saturated porous media. Journal of Geophysical Research,1962,67(13):5205-5213.
  [5]王昔彬,刘传喜,郑荣臣.大牛地致密低渗透气藏启动压力梯度及应用[J].石油与天然气地质,2005,26(5):698-702.
  [6]章星,杨胜来,张浩,等.致密低渗气藏启动压力梯度实验研究[J].特种油气藏,2011,18(5):103-104.
  [7] Nur A, Yilmaz O, Nolen-hoeksema R C. Pore pressure profiles in fractured and compliant rocks. Geophysical Prospecting, 2006, 42(6): 693-714.
  [8]刘建军,刘先贵,胡雅衽.有效压力对低渗透多孔介质孔隙度,渗透率的影响[J].地质力学学报,2001,7(1):41-44.
  [9]罗瑞兰,程林松,朱华银,等.研究低渗气藏气体滑脱效应需注意的问题.天然气工业,2007,27(4):92-94.
  [10]朱光亚,刘先贵,李树铁,等.低渗气藏气体渗流滑脱效应影响研究.天然气工业,2007,27(5):44-47.
  [11]高树生,熊伟,刘先贵,等.低渗透砂岩气藏气体渗流机理实验研究现状及新认识[J].天然气工业,2010,30(1):52-55.
  作者简介:
  杨棽垚(1994- ),男,重庆科技学院硕士研究生在读,主要从事油气田开发方面的研究工作。
  基金项目:重庆科技学院研究生科技创新计划项目‘致密砂岩气藏采收率标定方法研究’(YKJCX1720122)。
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