鄂尔多斯盆地临兴—神府区块深部煤层渗透率应力敏感和速敏实验研究

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单位中联煤层气(山西)有限责任公司;中国石油大学(北京)油气资源与工程全国重点实验室;中国石油大学(北京)煤层气研究中心;中海油田服务股份有限公司;海洋油气高效开发全国重点实验室;
来源中国石油勘探
出版年2025
期号04
摘要
近几年深部煤层气开发取得重大突破,但不同区块甚至同一区块不同井区深部煤层气井产量差异较大,其原因之一在于不同区块深部煤储层的渗透率动态变化特征存在差异,应力敏感和速敏特性仍不明确。本研究基于临兴—神府区块取自全直径深部煤样的柱塞煤心,开展了孔渗测量、应力敏感实验和速敏实验,获取不同有效应力和流速下的渗透率;基于实测应力敏感数据,对比评价了指数式、幂函数式和对数式应力敏感模型的适用性,优选最佳的渗透率应力敏感模型,于此建立了新的应力敏感程度评价标准;基于实测速敏数据,确定渗透率速敏模型的参数,揭示临兴—神府区块深部煤层渗透率的速敏特性。研究表明,临兴—神府区块深部煤层:(1)具有典型的低孔低渗特征,孔隙度介于3.9%~9.1%,平均为6.5%,低压下气测渗透率介于0.9~2.1m D,平均为1.63m D;(2)渗透率随压力的动态变化具有指数式特征,应力敏感指数介于0.33~0.52MPa-1,按照新型应力敏感程度评价标准(以应力敏感指数0.01MPa-1、0.08MPa-1、0.15MPa-1、0.23MPa-1、0.45MPa-1为界限,将应力敏感程度分为无、弱、中偏弱、中偏强、强和极强6个等级),应力敏感程度为强或极强,在排采制度优化设计时需要重点考虑应力敏感效应;(3)渗透率随着流体流速的增加呈现出先急剧降低后缓慢降低的变化特征,拟合确定的临界堵塞流速vcr2介于0.01~0.11m/d,最大伤害程度Dv,max介于0.81~0.96,伤害率指数n介于0.40~1.05,煤层原始渗透率越低,临界堵塞流速越低,最大伤害程度越大,伤害率指数越小。研究成果可为深部煤层气井产能评价和排采制度设计提供理论依据。

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