低渗气藏主要损害机理及保护方法的研究

低渗气藏试气过程中存在的问题及基本对策
低渗气藏在最近几年得到了越来越多的关注，它具备有较高的技术可行性和巨
大的投资回报，相比传统非渗气藏，低渗气藏具有不容忽视的影响力。

但是，如何高效有效的采收低渗气藏的气体也是一个棘手的问题，下面将介绍低渗气藏试气过程中存在的问题及基本对策。

首先，由于低渗气藏具有十分低的瞬时流量，这就使得传统气藏技术中主要的
提油手段—井口调压失去了作用，使得采收低渗气藏气体存在较大的技术难点。

其次，低渗气藏气体体内存在明显物理化学惰性，这影响了气体的采收等效程度；再者，随着投产分析中渗度的不断下降，瞬时流量变化大，甚至会因应渗差的出现而使采收量减少，因此也是一个不可忽视的难题。

为了有效改善上述问题，需综合考虑有关考虑，采取措施。

首先，应加强注气
作业，建议采用酸气及聚能抽量等技术，以提高低渗气藏的采收率；其次，应定期测评气体储量，并综合考虑井的施工条件，例如孔囊完整性，可考虑采用拔油装置；最后，可借助测压及内部注汽等技术，为采收量变化大的采收率调节增加调控的精细空间和灵活性。

综上所述，从眼前现象来看，虽然低渗气藏试气过程中存在许多问题，但是及
时采取有效技术措施，以达到高效、高质量的采收，它仍然具有不可忽视的影响力。

低渗气藏气体渗流滑脱效应影响研究低渗气藏是指储量较大，但渗透率低于0.1mD的天然气储层。

由于低渗气藏的渗透率很低，气体渗流存在着一些独特的物理现象和特殊的滑脱效应，这些问题在塞罕坝气田等低渗气藏的开发中成为了亟待解决的难题。

因此，本文将对低渗气藏气体渗流滑脱效应的影响进行研究。

滑脱效应是指在渗透率较低的岩石孔隙内，当岩石表面具有电荷时，气体分子在孔喉内的运动将受到电双层力的限制，从而导致气体分子与孔壁之间的“滑脱”现象。

在低渗气藏的气体渗流中，滑脱效应会对气体在储层内的渗流性质产生显著影响。

具体来说，滑脱效应会导致气体分子因受到电双层力的阻碍而难以通过孔喉，进而影响了储层的有效渗透率和气体产量。

对此，国内外研究者对低渗气藏滑脱效应的影响进行了多年的探索。

目前，低渗气藏滑脱效应研究的重点包括滑脱系数的测定和气体分子在孔隙中的运动特性研究。

其中，滑脱系数是描述滑脱效应的关键参数，其大小直接影响气体在岩石孔隙内的扩散和渗透能力。

研究人员通常利用渗透率、孔喉半径和气体密度等参数来计算滑脱系数。

然而，在实际的低渗气藏开采中，由于地质条件的多样性和实验数据的不确定性，滑脱系数的精度和可靠性仍然存在一定的局限性。

针对气体分子在孔隙中的运动特性，研究者长期以来采用分子动力学模拟等数值仿真方法，对低渗气藏中气体分子的扩散、运动速度分布等物理特性进行了深入研究。

研究表明，由于滑脱效应的存在，气体分子在孔隙内具有更强的非均匀性和畸变性，这导致气体分子的扩散速率减慢，扩散范围缩小。

此外，在气体分子与孔壁相互作用的过程中，由于电双层力的影响，气体分子的平均自由程变得更短，从而使得气体分子的平均速度下降，气体在孔隙中的运动也变得更加复杂。

为了更好地解决低渗气藏滑脱效应对气体渗流的影响，目前研究者采取了一系列技术手段和措施，如改进油气藏物理模型、建立健全的实验研究方法、提高数值模拟的精度等。

在实际开采中，还需要采用针对性的采气技术，如水平井、人工压裂等技术手段，以提高储层渗透性和增加产量。

采油过程中油气层损害及保护技术摘要：油气勘探完成后，需要经过钻井、完井、修井等环节。

这些环节的开发将对地质环境产生影响，从而破坏油气藏的物理化学平衡，对油气藏产生巨大影响。

根据有关人员的研究，可以清楚地看出，目前的气田勘探开发是一个完整的项目。

如果在开展相关工作的过程中，某个环节出现问题，会对油气藏本身造成损害，可能会影响其他工作。

因此，在具体开发中，相关人员需要明确目前油气藏本身的损害机理，并采取有效的方法进行相应的改进。

然而，目前由于各种因素的影响，油气藏的保护方法并不理想，需要采取进一步有效的方法加以改进。

关键词：采油过程；油气层损害；保护技术1采油过程中油气受损机理1.1外因作用下油气层造成的损害在不同生产过程中因为外界因素作用造成的损害会有较多种类，其中一种叫做外界流体和储层岩石矿物流体不匹配造成损害，其形成原因可以体现在以下几点：(1）流体中固相颗粒堵塞油气层造成的损害，入境一般会有两种固相的颗粒，一种是加入有用的颗粒，当前比较常见的有加重剂，另一种则是有害固体，其自身包含岩屑等污染物，损害油气的原理是井眼中流体的液体压力过大造成空隙进入油气层从而造成堵塞。

(2）压漏油气造成油气层损害，地质自身的性质发生变化，这也使得相关人员在作业的时候很容易形成这种损害，特别是作业的液压过大时会造成液漏进入油气层，从而使得油气层受到损害。

(3）出砂和底层坍塌造成油气层损害，在具体采油的过程中随着采油的深入油气层的变化，会造成出现较大的压差，这也很容易造成油气层出现大量的砂，导致气层出现坍塌从而造成较大的影响。

(4）加深油气层损害深度，在具体开展作业的过程中由于造成较大的差距，在高压差的作用下，油气层的固量和滤液量形成较大的差距，这也使得自身的损害和液相受到影响，从而造成油气层受到较大的影响。

1.2压裂损害在分析不同程度的损害时，压裂可能会产生负面影响。

在压裂过程中，残渣对压裂效果有很大影响。

如果相对较小的颗粒进入油气层，可能会出现堵塞。

第50卷第11期 辽 宁 化 工 Vol.50，No.11 2021年11月 Liaoning Chemical Industry November，2021低渗气藏储层潜在伤害因素分析官斌1, 杜磊2，张洋洋3（1. 陕西延长石油（集团）有限责任公司延长气田采气三厂， 陕西 延安 716000；2. 陕西延长石油（集团）油气勘探公司质量监督中心，陕西 延安 716000；3. 陕西延长石油（集团）有限责任公司延长气田采气四厂， 陕西 延安 716000）摘 要：低渗气藏在我国天然气资源中占有极大的比例，已成为天然气开发的主战区。

然而由于低渗储层孔隙空间小，流体渗流阻力大，在开发过程中更易受到储层伤害，严重时甚至造成气藏无法产出，因此对低渗气藏的潜在伤害因素及伤害机理进行研究，并提出相应保护策略，有利于提高低渗储层开发效果。

对低渗储层潜在伤害因素进行了系统分析，对指导低渗气藏高效开采具有重要意义。

关 键 词：低渗气藏；水敏伤害；水锁伤害；反凝析伤害中图分类号：TE258 文献标识码： A 文章编号： 1004-0935（2021）11-1673-03天然气是世界能源的重要组成部分，近年来我国对环保的要求越来越严格，尤其是近期我国提出了“碳中和”与“碳达峰”的目标，这将大大增加对清洁能源之一的天然气的需求。

然而目前我国的天然气资源主要以低渗气藏为主。

由于低渗储层的低孔、低渗特性，其在钻完井过程、压裂过程中更易受到储层伤害，严重影响天然气的开采[1-3]。

因此，亟须对低渗气藏潜在伤害因素及机理进行分析，以在作业过程中避免或减少储层伤害，改善低渗气藏开发效果，提高气藏采收率。

本文对低渗气藏开发过程中面临的水锁伤害、水敏伤害、应力伤害、反凝析伤害等进行了研究分析。

1 水锁伤害在钻完井、储层压裂改造过程中，外来工作液如泥浆、完井液、钻井液等进入储层后，储层含水饱和度增加，增大气相渗流阻力，气相渗透率降低，产生“水锁伤害”。

文章编号：低渗气藏气体渗流特征机理研究*朱光亚1,2刘先贵1杨正明1李树铁1黄延章1（1. 中国科学院渗流流体力学研究所，河北，廊坊，065007）（2. 中国科学院研究生院，北京，100049）摘要：气体在致密孔隙介质中低速渗流时，主要物理特征是气体渗流具有“滑脱效应”。

努森数（Kn）的大小描述了气体渗流的不同流态，当Kn>0.01时气体渗流存在滑脱流动。

本文介绍了不同努森数下气体的渗流特征，及适用方程；通过32块渗透率在0.01×10-3μm2～1×10-3μm2范围内的苏里格气田低渗岩心实验，探讨了滑脱效应的机理及其影响因素。

研究表明，当Kn=0.1~1时，气体渗流不遵从克氏方程；克氏系数b是多孔介质孔道特征长度及孔隙压力的函数。

实验拟合得到了克氏系数b与岩心绝对渗透率K的关系式。

克氏系数b随储层渗透率的增大而减小，随平均孔隙压力的增大而减小，气体滑脱效应存在储∞层渗透率界限及孔隙压力条件。

实验结果与理论分析相吻合，所描述的渗流规律为低渗气田的开发提供了理论依据。

关键词：低渗透油气藏多孔介质天然气Kn数克氏方程滑脱效应中图分类号：TE311 文献标识码： AMechanism of Gas Flow Characteristics in Tight Reservoirs Zhu Guangya1,2, Liu Xiangui1, Y ang Zhengming1, Li Shutie1,Huang YanZhang1(1. Institute of Porous Flow and Fluid Mechanics, China National Petroleum Corporation & Academy of Science)(2. Graduate School of the Chinese Academy of Sciences)Abstract: Description of gas flow in tight porous media requires a different approach than using the conventional theory. The important physical phenomenon, gas shows difference from oil and water when gas flows at low velocity in tight porous media,is gas slippage phenomenon. The local Knudsen number (Kn) is a measure of the degree of slippage of gases encountered in small flows through low permeability porous media. As Kn increase to or above 0.01, the slippage effects become more pronounced and eventually the continuum assumption breaks down. This paper presents different regimes of gas flow in tight porous media depending on the Knudsen number. Based on design and optimization of experimental programs, with 32 tight gas sand samples with permeabilities ranging from 0.01 to 1 md from Sulige gas field in Odors Basin, the intrinsic permeabilities of different cores have been measured at different pressures in the laboratory. While Kn=0.1~1, the recorded data results show gas flow in low permeability cores doesn’t follow Klinkenberg’s theory. The presen t analysis indicates that Klinkenberg equation fails to describe the flow of gas in tight reservoirs under the condition that Kn=0.1~1. This paper presents a more accurately model describing the gas flow in tight gas reservoirs than the frequently used Klinkenberg equation. The experimental data indicated that the gas slippage decrease with increasing intrinsic permeabilities. While Kn=0.1~1, there is a relationship between gas slip factor and the mean pore pressures. The experimental *基金项目：中国石油天然气股份公司重点基础研发项目 (050120-12)作者简介：朱光亚，男，1975年生，中科院渗流所博士研究生；研究方向：低渗透油气田开发理论与应用。

低渗透油层的伤害与防治面我们首先分析下油田在勘探开发过程中对低渗透性油田到底有哪些潜在损害。

这些潜在损害又是什么原因造成的了呢？研究发现对低渗透性油田的损害分为两大类，一类是油层本身具有一些的因素如岩石表面特性、敏感物矿物等等导致油层渗透率降低，致使油层遭到损害。

另一类是外在环境和条件的变化，如油田勘探开发中的钻井、射孔、酸化等等，导致对低渗透性油田的损害。

面我们具体分析下对低渗透性油田造成损害的这些因素。

1 油层本身具有一些潜在的损害因素1）低渗透性油田储层渗透能力低，油层薄井点平均空气渗透率和平均有效孔隙度都比较低，由于油层物性差，油井自然产能低或根本无自然产能，必须压裂改造才能出油。

这样就会对油层产生一定的损害。

2）粘土矿物质点微小、比表面积大，是低渗透砂岩储层的重要胶结物，其存在和发育对低渗透性油田储层性质（特别是孔隙度和渗透率）具有较大影响。

同时，粘土矿物通常会在颗粒或孔隙表面生成，在油田勘探开采过程中易与入侵流体发生比较强烈而快速的物理化学反应，发生膨胀、运移、水化、溶解等反应，使储层容易呈现水敏、酸敏、速敏等特性，对油藏开发会产生比较大的影响。

2 外在环境和条件的变化对低渗透性油田的损害2.1射孔过程对低渗透油层的损害在射孔过程中如果操作不当，对低渗透油层的损害是相当大的！如射孔过程中，井内液柱压力过大或者说液体性能比较差，通过射孔孔眼进入到油层的深层部位就会对油层产生巨大的损害。

还有就是射孔?的碎小物体很容易堵塞射孔的孔眼，造成工作无法继续进行。

2.2压裂过程对低渗透油层的损害压裂过程中很容易由于种种原因造成对油层的损害，这种损害一方面会大大降低填砂裂缝的导流能力，另一方面还会损害储层本身的渗流能力。

那么压裂过程中哪些因素容易导致对油层的破坏呢？比如压裂液性能不符合要求和压裂工艺的不当，压裂过程中必然会留有压裂液残渣，这些残渣会大大损害填砂裂缝导流能力。

压裂后不及时排液，压裂液的滤液长时间在地下停留也会造成对油层的巨大破坏，对岩心的渗透率的伤害非常巨大。