盖层封闭能力评价方法综述.doc

盖层封闭能力评价方法综述姓名:李晓光学号:2010631014专业:地质工程导师:张延军摘要:盖层是指位于储层之上或者侧畔,能阻止油气渗漏或减缓油气逸散的岩层。对于盖层评价的参数既有反映盖层微观封闭性能特征的参数,又有反映盖层宏观封闭性能特征的参数,在利用这些参数进行封盖层评价时,不同学者提出了不同的评价标准。1、微观参数的评价盖层的微观评价,主要是根据野外露头或钻井岩心取样,在实验室中对影响盖层物性封闭能力的主要参数如突破压力、中值半径、扩散系数等进行测试,在根据所得数据对盖层进行评价和分级(1)突破压力在此,首先区分几个反映盖层封盖能力的压力参数:一是压***(含吸附)突破压力,二是驱替法突破压力,三是排替压力。有些学者将排替压力与突破压力相混,所以得到了不同的结论和划分标准。压***(含吸附)突破压力的测定是通过压***法—吸附法联合测得岩石的全孔径毛管压力曲线,在曲线以10%气/水饱和度所对应的压力作为突破压力,该方法不是直接采用气/水两相进行测试,而是将气/***条件换算得到的气/水条件下的毛管压力曲线。尽管参数的获得带有一定主观和经验成分,但是作为盖层的评价参数,突破压力应该是最直观有效的。通常所说的突破压力即指该方法测定的突破压力值。气驱替法测定突破压力,即将岩心饱和地层水,在岩心后端用气进行驱替,驱替压力不断增加直至岩心后出现气泡,这种方法更为直观。尽管2种方法所测定的物理量都具有相同的物理意义,但由于方法的差别较大,所以测量值存在一定的差异,再加上气驱法突破压力测定周期较长,测量值最大允许误差可达15%,所以通常突破压力是以压***法—吸附法联合测定而得到。排替压力(孙明亮等)则是以压***法得到的毛管压力曲线,在曲线变平缓的第一个拐点处的进***压力则是排替压力。由于该压力值是压***时的进***压力,并没有换算为气—水两相条件下气突破水的压力,所以该值比压***法—。该值不能作为盖层的突破压力参数,仅作为储层评价和油气田开发中常用的评价参数。作为盖层评价的主要参数,突破压力应该是最直观有效的。实验研究泥质岩盖层的排替压力目前对泥质岩盖层排替压力的测试基本上采用三种方法,即吸附法、压***法和直接驱替法。①吸附法在分析天平上准确地称取样品(形状不限)的重量后装入量管,经过热真空脱气处理后,让样品在液氮温度下吸附氮气分子,再在真空条件下使吸附在泥质岩岩样毛细管孔隙中的氮气部分脱附,记录脱附平衡压力和脱气体积,绘制脱附等温曲线。根据脱附等温线的数据进行计算,可得泥质岩样品含气饱和度及与之对应的毛细管压力,做二者关系图。按照S。howaltes(1979)理论认为,油气首先在泥质岩岩石中的饱和度达到10%以后才能流动,因此可将毛细管压力曲线上含气饱和度为10%时对应的毛细管压力定为泥质岩岩石的排替压力。②压***法将准确称重的泥质岩岩样(形状不限)后放入膨胀计中,在真空条件下充***后再在高压环境中向岩样孔隙内压***。记录含***饱和度相应的进***压力,绘制含***饱儿度与进***压力关系曲线(图3一2)。与上同理,取含***饱和度10%时的进***压力为该泥质岩岩石的排替压力。③直接驱替法在垂直于泥质岩盖层层面的方向上取岩样,,经烘干一抽真空一充分饱和煤油的处理后,在高环压的岩心夹持器内,根据泥质岩岩样的砂质含量、压实程度等,用某一压力的气体直接驱替饱和在岩样孔隙中的煤油,直至气体从泥质岩岩柱的另一端逸出时,记录该外施气体压力为贯穿压力,气体贯穿岩样的时间为贯穿时间,然后再利用另一压力的气体进行驱替,记录其贯穿压力和贯穿时间。将二次驱替所得到的贯穿压力和贯穿时间,代入由泊肖公式(式1)推导出的岩石排替压力的计算公式(式2)中,即可计算得到泥质岩盖层的排替压力。(1)其中:-流体流动速度,m/s;ro-岩石最大连通孔吼半径,m;μ-流体粘度,Pas;L-岩样长度,m;X(t)-流体在t时间内流动距离,m;ε-水动力弯度Pd-排替压力,PaP-施加压力,Pa.(2)式中P1、P2分别为第一、二次贯穿压力t1、t2分别为第一、二次贯穿时间由上可以看出,三种实验方法测试排替压力除了样品形状、饱和介质和加压方向等不同外,所获得的排替压力的含义也不相同。压***法和吸附法采用的是不规则样品,忽视了岩石结构的方向性,并且***和氮气是从岩样的四周进入岩石孔隙,由于岩石横向上渗透性好于垂向上渗透性,故***和氮气多以平行于层面的方向优先进入岩石孔隙,由此测得的排替压力应代表的是泥质岩盖层横向封闭特征,而不是垂向上的封闭特征,实际上天然气通过泥质岩盖层的逸散是垂直于层面方向而不是平行于层面方向进行的。因此,压***法和吸附法测得的排替压力只表示流体进入岩石孔隙的难易,而不代表地下流体通过泥质岩盖层运移能力的强弱。此外,压***法和吸附法是将饱和度10%