煤炭学报

作者：王千, 申建, 赵岳, 徐强,

关键词：动态启动压力梯度, 煤系致密砂岩, 注CO₂, 孔喉结构, 产能损耗,

致密砂岩中气液渗流的启动压力梯度(TPG)随岩石有效应力变化而动态变化，即动态启动压力梯度效应，其动态变化特征受孔喉结构控制。为了认识煤系致密砂岩多层合注CO2开发过程中储层启动压力梯度动态规律，通过对不同物性岩心进行不同有效应力下TPG的测试，基于分形方法定量研究岩石孔喉结构及渗透率对动态TPG的影响规律，建立动态TPG的计算方法，并计算储层注CO2动态和常规固定启动压力及造成的产能损耗。研究结果表明：致密岩石有效应力由1 MPa增加到29 MPa，TPG随有效应力呈现对数上升增加趋势，增加幅度为 31.2%～120.1%。低应力下TPG取决于岩石渗透率，随渗透率整体呈乘幂下降趋势，孔喉结构分形维数控制动态TPG应力敏感性，岩石孔喉结构分型维数与TPG敏感性系数呈乘幂上升趋势；较大的注入压力和较小的注采井间距将减小动态TPG效应造成的额外附加压力消耗，减弱启动压力引发的层间干扰，根据固定TPG计算的储层最小有效注入压力偏小32.8%～69.6%，储层孔喉结构越复杂，估算值的偏差越大，注入压力增加到29 MPa时动态启动压力下降3.4～7.4 MPa，动态启动压力导致的额外附加压力损耗为1.0～5.8 MPa，相同注入压力下动态与固定TPG影响下的注入CO2波及范围差异为40.5%～51.3%；最大注入压力下动态TPG造成的储层产能损耗为24.6%～65.3%，比固定TPG大4.1%～21.1%，储层岩石孔喉结构越复杂，注入压力越低，动态TPG造成的额外附加产能损耗也越大。煤系致密砂岩多层合注CO2开发时，应避免储层压力衰减至较低值，采用较大的注入压力和较小的注采井间距，减小动态启动压力梯度效应造成的附加额外产能损耗，同时减缓层间干扰，提高多层合注CO2开发效果。

来源：2023年第8期

《煤炭学报》期刊编辑部

查看煤炭学报杂志2023年第8期