38第七届全国渗流力学学术讨论.pdf

第34卷增刊 中 国 科 学 技 术 大 学 学 报 Vol.34Supp. 2004年8月 JOURNALOFUNIVERSITYOFSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHNIAAug.2004 文章编号:0253-2778(2004)增-0217-07 低渗透砂岩气藏伤害特征分析 郑维师，刘易非 (西安石油大学石油工程学院，陕西西安710065) 摘要:低渗透气藏的伤害机理比一般气藏复杂得多.为探究低渗透砂岩气藏的伤害特 点，利用低渗透砂岩气藏的天然岩心进行了一系列的室内储集层伤害评价实验，结果 表明:水锁效应、应力敏感性以及微粒运移是低渗透砂岩气藏伤害的主要因素，而水 锁效应最为突出. 关键词:低渗透砂岩气藏;储层伤害;水锁效应;应力敏感性;微粒运移 中图分类号T:E犷 文献标识码A: 0 引 言 天然气作为理想的环保型能源，正受到人们的高度重视.天然气开采技术已日趋完善， 但其保护技术却未受到足够的重视.大多数低渗透天然气藏具有低孔隙度、低渗透率、高含 水饱和度、高应力敏感性和高毛细管压力等特点.在低渗透砂岩气藏中，供气、水以及油流动 的孔隙及喉道非常狭窄，使气体渗流具有非达西特性，从而使其伤害机理变得更加复杂.因 此，在对低渗透砂岩气藏进行开发时，必须全面分析了解储集层的特征以及潜在的伤害因 素，从而优选出对储集层伤害较小的工艺措施，达到保护产层的目的. 1 实验方法、流程以及实验介质 (I)实验方法:参照 “岩石储层敏感性评价实验方法小〔’; (II)实验介质:A.实验岩心:低渗透砂岩气藏天然岩心;B.实验流体:高纯度氮气、地层 水、淡水、压裂液、射孔液; (IQ)实验流程:实验流程示意图见图1. 2 实验结果及分析 2.1 水锁效应评价实验 水锁效应本质是由于毛细管压力而产生一个附加表皮压力降，等于毛细管弯液面两侧 非润湿相压力与润湿相压力之差，大小可由任意曲界面的拉普拉斯方程确定[21 PC=，(1/R,+I/R2) (1) 作者简介:郑维师，男，1978年生，硕士.E-mail:zwsxjxde@163.com 218 中国科学技术大学学报 第34卷 式中，P。是毛细管力，o,/(mN·m一’)是界面张力;R1,R2分别是两相间形成液膜的曲率半 径，m.从(1)式中可以看出，毛细管力的大小与多孔介质的直径成反比.对于低渗透储集层， 储集层中供流体流动的孔喉尺寸比较小，表皮压力降往往很大，水锁效应往往更为严重. 图1 实验流程示意图 Fig.I Schematicdrawingofexperimentalprocedure 在使用各种液体进行驱替实验时，发现液体接触到实验岩心表面后，立即被自吸到岩心 中.图2是利用淡水进行自吸实验的实验结果.从图2中可以看出，随着实验岩心中吸人的 液体体积数(Fv)的增加，气体有效渗透率(Kge)显著降低·自吸现象的存在说明孔隙介质 中尚有相当富裕的毛管力没有得到束缚水的平衡，其原生水饱和度低于束缚水饱和度.在实 验室内返排实验岩心中的饱和液体时，最多只能将含水饱和度降至束缚水饱和度，因此必然 出现水锁效应. 造成水锁效应的另一原因是对外来水返排 {: 缓慢，在有限时间内含水饱和度不能够下降到 14 、 束缚水饱和度的数值.低渗透砂岩气藏属亲水 12 飞 、 气藏，若在△尸的压差下气体从半径为r的毛管 之 沪 中线性驱替(dL/dt=一丫7