致密砂岩气层水相圈闭损害机理及应用研究

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致密砂岩气是21世纪最有希望而又最现实的重要能源。随着世界对天然气资源量需求的不断增加和常规天然气储量的曰益减少,很多国家都把非常规天然气作为重要的后备资源而备受关注。我国致密砂岩气资源量丰富,具有巨大的发展潜力。 基于鄂尔多斯盆地北部塔巴庙区块典型致密砂岩气藏为研究对象,着重研究了致密砂岩气藏地质特征,进一步证实致密砂岩气藏超低含水饱和度现象:致密砂岩气藏和常规油气藏相比,具有低孔、低滲、异常压力、高毛管力、高束缚水饱和度、天然裂缝不同程度发育和超低含水饱和度等独特的地质特征,这些特征增加了勘探开发的难度,致密砂岩气藏易损害的特点更是雪上加霜。 在实验基础上,分别探讨和研究潜在的损害因素和损害机理。研究区具有强水相圈闭损害、强碱敏、强酸敏,中-强应力敏感性。首次对研究区含水饱和度和有效应力对有效渗透率的联合作用进行了研究,实验结果揭示出,随着含水饱和度增加,致密砂岩应力敏感程度增加。 本文提出了建立含水饱和度的毛管自吸法,该方法为恒定含水饱和度应力敏感性和毛管自吸实验的准确性提供保证。研究了物性和孔隙结构、初始含水饱和度、界面张力和自吸方式对致密砂岩毛管自吸速率的影响,在自吸过程中同时测量了含水量和电阻率的变化,揭示了在实施保护技术前没有发现高产气层P1X3+2的原因。 钻井完井液在毛管自吸作用下侵入致密砂岩气层并引起水相圈闭损害。水相圈闭是制约致密砂岩气藏经济开采的第一损害因素。文中探讨了水相圈闭的损害机理、影响因素、评价方法和防治措施,通过实验发现研究区潜在水相圈闭损害严重。 最后,探讨了研究区使用屏蔽暂堵技术的必要性。通过室内评价和矿场试验效果分析发现,原钻井液具有较强的损害程度;对原钻井液的改造后的暂堵泥浆,极大地降低了工作液固相和液相的损害,在一定程度上提高了天然气产量,并促使高产井出现。
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