储气库储集层室内实验分析方法探讨

鄢宪锋

摘要： S储气库建库目的层位为泉一段和泉三段，对于多期交替注采条件下，主力建库层位泉一段Ⅴ、Ⅵ砂组及泉三段Ⅲ、Ⅳ砂组储层渗流特征、空间动用效率及上覆盖层密封性认识不清，缺失室内实验支撑，通过开展岩石力学、毛管密封、气水相渗、注采仿真物理模拟等实验研究，落实了盖层封闭特征、动态密封性、储层渗流特征和注采空间动用，有效评价交变注采条件下，注采期盖层完整性及储层渗流能力、空间动用效率。

关键词：储气库;储层;孔渗;速敏

S油气田区域构造位于松辽盆地南部中央坳陷区华字井阶地南部，历经二十多的高效开，属于枯竭型砂岩气藏。气藏直接盖层的厚度、岩性、孔隙结构及横向稳定性等因素较好，盖层封闭性好，适宜建设储气库[1]，建库层位为原气藏主力产气层段泉一段Ⅴ、Ⅵ砂组，泉三段Ⅲ、Ⅳ砂组。

1、纵波、横波速度测试

根据获取的纵、横波速度和时差来计算岩石动态弹性参数如泊松比（Vd）、杨氏模量（Ed）等，通过计算动态泊松比和杨氏模量等参数可评价储层岩石的力学性质[2]。

从测试结果可知，泉三段试样的纵波平均值为2734.5m/s，横波平均值为1686.3m/s，密度平均值为2.177g/cm3，泊松比平均值为0.19，杨氏模量平均值为14.878GPa。

泉一段试样的纵波平均值为3360.2m/s，横波平均值为1632.1m/s，密度平均值为2.389g/cm3，泊松比平均值为0.343，杨氏模量平均值为17.35GPa。由于泉一段储层所在层位较泉三段储层更深，泉一段储层试样的纵波波速、密度、泊松比、杨氏模量均明显高于泉三段储层试样。

2、储层岩石常规孔渗

共选取泉三段储层试样16个，泉一段储层试样24个，共计40个试样进行常规孔渗测试，其中渗透率测试选用气测稳态法。泉三段储层试样深度范围在1356.52～1393.69m，孔隙度平均值为18.33%，渗透率平均值为48.56mD。泉一段储层试样深度范围在1996.3～2077.86m，孔隙度平均值为11.34%，渗透率平均值为27mD。由于泉一段储层较泉三段储层更深，其孔隙度和渗透率均小于泉三段储层。

按照常规储层评价方法，衡量储层储集性能好坏的标准主要是孔隙度和渗透率的大小，它决定了气藏的储量和产量，依据中国石油天然气总公司碎屑岩储层物性划分标准，以渗透率大小为主要依据，将孔隙度分为Ⅰ～Ⅵ类。综合分析认为储层为Ⅲ级储层。

3储层覆压孔渗

共选取12块储层试样进行覆压孔渗分析。随着有效上覆压力的增加，泉三和泉一的孔隙体积、孔隙度、空气渗透率和克氏渗透率均表现出下降的趋势，并且由于克氏效应的影响，使得克氏渗透率始终小于对应覆压下的空气渗透率[3]。

泉三段孔隙度平均值为18.6%;空气渗透率平均值为40.3mD;克氏渗透率平均值为39.1mD。

泉一段孔隙度平均值为10%;空气渗透率平均值为9.5mD;克氏渗透率平均值为9mD。

4、储层速敏分析

储层的速度敏感性是指流体在储层中流动时，由于流体流动速度的变化引起地层微粒运移、堵塞孔隙喉道，造成储层渗透率下降的现象。速敏性评价实验的目的在于了解储层渗透率的变化与储层中流体流动速度的关系，评价敏感程度及临界流速，为注采气井合理产量和注采速度提供依据。实验流体为与地层水矿化度相同或接近的标准盐水。选取6块储层砂岩试样进行速敏试验。

流速敏感性是指在测试和注采气过程中， 当流体在储层中流动时引起粘土等矿物微粒松动，从孔-缝壁面脱落、运移，在流动方向变窄处造成堵塞，而使储层渗透率下降的现象。不同深度6块岩样实验分析表明泉三段和泉一段储层试样的渗透率与流速的关系明显，渗透率随流速的增大而减小，临界流速主要在0.3mL/min～1.5mL/min，渗透率损害率为14.8%～40.1%。

随着流速的增加，岩芯渗透率逐步减小，说明实验时岩心中存在细微的颗粒运移，并且在岩心孔喉中形成桥堵和卡堵，流速较小时，粘土等矿物微粒松动，从孔-缝壁面脱落、运移，在流动方向变窄处造成堵塞，而使储层渗透率下降，因为岩心长度有限，流速较大时，细微颗粒被冲出导致渗透率升高，但在实际生产中，移动的颗粒会被运移到地层深处造成堵塞或在生产井中造成出砂伤害。

5 结论

通过实验结果及分析，形成如下认识：

（1）根据储层宏细观孔渗类分析，两套储层储集能力一般，泉三段和泉一段储层分别为中孔中渗型储层和低孔低渗型储层。

（2）根据储层速敏分析结果，综合认为泉三段和泉一段储层損害程度均为中等偏弱，为Ⅱ级储层（共4级，Ⅳ级为强速敏）。

（3）根据纵波、横波速度测试和储层岩石力学试验结果，泉一段比泉三段更致密，强度更高。

（4）储层注采后的共渗区间逐渐减小至稳定，综合分析认为泉三段储集与注采能力优于泉一段。

参考文献：

[1]马小明，赵平起. 地下储气库设计实用技术[M]. 北京：石油工业出版社，2011：22-44.

[2]郭海萱，郭天魁.胜利油田罗家地区页岩储层可压性实验评价[J].石油实验地质，2013，3593）：339-346.

[3]肖建清，张庆伟，张士科.循环加载条件下岩石单轴抗压强度的经验公式反演法[J].矿业研究与开发，2015，35（04）：48-52..

吉林油田松原采气厂，吉林 松原 138000