孔喉結(jié)構(gòu)對(duì)超深層碳酸鹽巖氣藏多類型儲(chǔ)層滲流能力的影響

摘要：超深層碳酸鹽巖氣藏孔喉結(jié)構(gòu)非均質(zhì)性強(qiáng)，滲流機(jī)制復(fù)雜。選取川西北地區(qū)雙魚(yú)石區(qū)塊棲霞組儲(chǔ)層巖心，通過(guò)多尺度CT試驗(yàn)、核磁共振試驗(yàn)和儲(chǔ)層條件下的單相滲流、氣水兩相滲流及應(yīng)力敏感試驗(yàn)等，系統(tǒng)定量地研究超深層多類型儲(chǔ)層孔喉結(jié)構(gòu)特征參數(shù)與滲流特征參數(shù)的相關(guān)性，深入剖析裂縫、大孔和基質(zhì)孔隙對(duì)超深層多類型氣藏氣體單相和氣水兩相滲流的影響。結(jié)果表明：不同于中深層儲(chǔ)層，增加喉道數(shù)量對(duì)于提高目的超深層儲(chǔ)層的滲流能力非常關(guān)鍵；裂縫發(fā)育增加了巖樣喉道數(shù)量、提高了巖樣的連通性從而來(lái)大幅度提高巖樣的氣體滲流能力，并降低了含水氣藏的啟動(dòng)壓力梯度，縮小了巖樣的氣水兩相共滲區(qū)間，但裂縫受壓易形變的特質(zhì)導(dǎo)致巖樣的應(yīng)力敏感性增強(qiáng)，在高壓差時(shí)巖樣的滲流能力和彈性能也急速下降；大孔喉發(fā)育提高了儲(chǔ)層的儲(chǔ)容能力，其抵抗變形能力強(qiáng)的特質(zhì)有利于降低巖樣的應(yīng)力敏感性，在高壓差時(shí)維持巖樣較高的滲流能力和彈性能。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)考慮對(duì)裂縫-孔隙型和裂縫-孔洞型儲(chǔ)層在生產(chǎn)初期控制產(chǎn)氣速度以維持長(zhǎng)期穩(wěn)產(chǎn)，對(duì)孔洞型和孔隙型儲(chǔ)層增大生產(chǎn)壓差或進(jìn)行壓裂和酸化等工藝措施以釋放儲(chǔ)層產(chǎn)能。

關(guān)鍵詞：超深層氣藏； 棲霞組； 碳酸鹽巖； 滲流機(jī)制； 縫洞結(jié)構(gòu)； 相關(guān)性分析

中圖分類號(hào)：TE 311"" 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

引用格式：張鈺祥，閆海軍，位云生，等.孔喉結(jié)構(gòu)對(duì)超深層碳酸鹽巖氣藏多類型儲(chǔ)層滲流能力的影響［J］.中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2024，48（4）：131-140.

ZHANG Yuxiang， YAN Haijun， WEI Yunsheng， et al. Effect of pore throat structure on flow capacity of multi-type ultra-deep carbonate gas reservoirs［J］. Journal of China University of Petroleum（Edition of Natural Science），2024，48（4）：131-140.

Effect of pore throat structure on flow capacity of multi-type

ultra-deep carbonate gas reservoirs

ZHANG Yuxiang1， YAN Haijun1， WEI Yunsheng1，" CAO Zhenglin1， GUO Jianlin1， YANG Shenglai2，

DENG Hui3，4，" CHEN Zhangxing5， ZHENG Guoqiang1， WANG Zhongnan1

（1.Research Institute of Petroleum Exploration amp; Development， PetroChina， Beijing 100083， China；

2.State Key Laboratory of Petroleum Resources and Exploration， China University of Petroleum（Beijing）， Beijing 102249， China；

3.PetroChina Southwest Oil and Gas Field Company， Chengdu 610051， China；

4.Sichuan Petroleum Administration Co.， Ltd.， Chengdu 610051， China；

5.Department of Chemical and Petroleum Engineering， University of Calgary， Calgary T2N1N4， Canada）

Abstract： The pore-throat structure of ultra-deep carbonate gas reservoirs is highly heterogeneous， and its flow mechanism is complex. In this study， rock samples of the Qixia Formation in the Shuangyushi block in the Northwest Sichuan Basin were selected， and various methods were used for core analysis and flow experiments， including multi-scale CT， nuclear magnetic resonance， stress-sensitivity， elastic energy testing under reservoir conditions， single-phase flow and gas-water two-phase flow. The relationship between the characteristic parameters of pore-throat structure and the characteristic parameters of flow in the ultra-deep multi-type reservoir were systematically and quantitatively investigated， and the influences of fractures， macropores and matrix pores on single-phase and two-phase flow were analyzed. The results show that， different from medium-deep reservoirs， increase of the throat number is critical to the improvement of the flow capacity of the targeted ultra-deep reservoir. Development of fractures can greatly improve gas flow capacity of the rock samples by increasing the throat number of and improving the pore connectivity， which can reduce the threshold pressure gradient of water-bearing gas reservoirs， and shrink the gas-water two-phase copermeability interval. However， the stress sensitivity of the rock sample can be enhanced， and its flow capacity and elastic energy decrease rapidly under high pressure difference due to the characteristics of the fractures that can be easily deformed under pressure. Development of large pores or throats can improve the storage capacity of the reservoir， and their strong resistance to deformation is beneficial to reduce the stress sensitivity of rock samples， which can maintain high flow capacity and elastic energy of the rock samples under high pressure difference. In the actual production process， it should be considered to control the gas production rate for fracture-porous type and fracture-cavity type reservoirs in the early stage of production in order to maintain long-term stable gas production rate， and to increase the production pressure difference or perform stimulation measures such as fracturing and acidification for cavity type and porous type reservoirs in order to release reservoir productivity.

Keywords： ultra-deep gas reservoir; Qixia Formation; carbonate rock; flow mechanism; fracture-cavity structure; correlation analysis

近年來(lái)，隨著全球油氣工業(yè)的發(fā)展，油氣勘探的目標(biāo)層正由中淺層迅速擴(kuò)展到深層和超深層［1-4］。吳亞軍等［5］曾采用毛細(xì)管壓力曲線、核磁共振及CT 掃描等方法，研究了深層碳酸鹽巖儲(chǔ)層裂縫-孔隙型、孔隙型和孔洞型儲(chǔ)層的微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征，并利用相關(guān)性分析和數(shù)值模擬等方法定性地分析了微觀孔隙結(jié)構(gòu)對(duì)產(chǎn)能的影響因素；Li等［6］利用薄片分析、產(chǎn)能測(cè)試和蒙特卡洛方法等研究了四川盆地茅口組儲(chǔ)層裂縫物性參數(shù)與儲(chǔ)集層物性的相關(guān)性； Qi等［7］利用鑄體薄片、掃描電鏡和壓汞測(cè)試等運(yùn)用分形理論研究了川中燈影組不同類型儲(chǔ)層微觀非均質(zhì)性對(duì)氣體單相滲流能力的影響。然而對(duì)于超深層碳酸鹽巖氣藏多類型儲(chǔ)層，大部分研究未能定量分析縫洞結(jié)構(gòu)發(fā)育程度對(duì)儲(chǔ)層滲流特征的影響程度。筆者以川西北地區(qū)雙魚(yú)石區(qū)塊棲霞組巖樣為研究對(duì)象，從儲(chǔ)層表征試驗(yàn)和地層條件下的滲流試驗(yàn)中分別提取目的儲(chǔ)層的孔喉結(jié)構(gòu)特征參數(shù)和滲流特征參數(shù)，并分析二者之間的相關(guān)系數(shù)，將以往的定性研究提升為定量研究，系統(tǒng)定量地分析縫洞結(jié)構(gòu)對(duì)氣體單相及氣水兩相滲流的影響，判別和中深層碳酸鹽巖氣藏在孔喉結(jié)構(gòu)特征和滲流機(jī)制上的不同，并對(duì)目的氣藏多類型儲(chǔ)層的現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)提出合理建議。

1 川西北棲霞組多類型儲(chǔ)層孔喉結(jié)構(gòu)特征

所取6塊巖樣來(lái)自川西北地區(qū)雙魚(yú)石區(qū)塊棲霞組［8］。鑄體薄片結(jié)果表明，目的巖樣均為中—細(xì)晶云巖。由于目的儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)以晶間孔和晶間溶孔為主，同時(shí)發(fā)育溶洞和微裂縫［9］。

參考行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《氣藏描述方法：SY/T 6110-2008》［10］和棲霞組儲(chǔ)集類型劃分標(biāo)準(zhǔn)［11］，將6塊巖樣分為孔隙型、裂縫-孔隙型、孔洞型和裂縫-孔洞型4種儲(chǔ)集類型，其中14號(hào)為孔洞型，15號(hào)為裂縫-孔隙型，16號(hào)為裂縫-孔洞型，17、18和19號(hào)為孔隙型。而后對(duì)各類型巖樣構(gòu)建數(shù)字巖心并進(jìn)行核磁共振試驗(yàn)，從中提取孔喉結(jié)構(gòu)特征參數(shù)，進(jìn)一步揭示各類型儲(chǔ)層的孔喉特征。

1.1 裂縫發(fā)育程度及連通性

取各類型巖樣中的典型柱塞巖樣進(jìn)行多尺度CT掃描并構(gòu)筑孔隙空間的數(shù)字巖心，如圖1所示。

利用最大球法從數(shù)字巖心中提取孔隙網(wǎng)絡(luò)模型，并計(jì)算孔隙網(wǎng)絡(luò)模型參數(shù)［12-13］，多尺度CT掃描和建模的具體方法見(jiàn)文獻(xiàn)［9］。CT掃描法得到的各儲(chǔ)集類型的孔喉結(jié)構(gòu)參數(shù)表1所示。表1數(shù)據(jù)表明，不同于其他中淺層碳酸鹽巖儲(chǔ)層［5］，目的儲(chǔ)層的孔洞型巖樣連通性較好，連通孔喉體積占比能達(dá)到96%。

1.2 大孔發(fā)育程度及分選性

在多尺度CT掃描試驗(yàn)結(jié)束后對(duì)不同類型巖樣飽和地層水后進(jìn)行核磁共振測(cè)試［14-15］，得到核磁曲線如圖2所示。根據(jù)文獻(xiàn)［15］利用核磁曲線計(jì)算得到反映各類型巖樣孔隙尺寸分布及分選性的核磁共振T2譜定量表征參數(shù)，其中半弛豫時(shí)間代表巖樣的平均孔隙半徑，區(qū)間孔隙分量反映大、中、小3類孔隙的孔隙體積占比情況，均值代表巖心全孔隙分布的平均位置，分選系數(shù)代表孔隙的分選程度，變異系數(shù)代表孔隙結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣。核磁共振法得到的各儲(chǔ)集類型的孔喉結(jié)構(gòu)參數(shù)如表2所示。

2 川西北棲霞組多類型儲(chǔ)層滲流試驗(yàn)

對(duì)4種不同類型的巖樣做地層條件下單相滲流試驗(yàn)、氣水兩相滲流試驗(yàn)、應(yīng)力敏感試驗(yàn)和彈性能試驗(yàn)，試驗(yàn)裝置均為圖3所示高溫高壓多功能驅(qū)替試驗(yàn)系統(tǒng)，且模擬地層溫度為150 ℃、地層壓力為95 MPa、上覆巖石壓力為130 MPa。

2.1 束縛水條件下單相滲流試驗(yàn)

建立各巖樣束縛水飽和度。對(duì)4種不同類型的巖樣做地層條件下（含束縛水）的單相滲流試驗(yàn)，試驗(yàn)過(guò)程中上游壓力維持原始地層壓力95 MPa不變以模擬氣藏的邊界壓力，下游壓力從95 MPa下降到70 MPa以模擬井底壓力，在不同井底壓力處得到各類型巖樣的穩(wěn)定氣體流量（圖4（a）），模擬實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)際儲(chǔ)層的產(chǎn)能變化規(guī)律。由圖4（a）得到各類型巖樣氣相滲透率隨壓差的變化如圖4（b）所示。

在降壓初期，受束縛水影響各類型巖樣均存在啟動(dòng)壓力梯度，且表現(xiàn)出低速非達(dá)西現(xiàn)象，隨著壓差增大，氣體逐漸克服氣水賈敏效應(yīng)，各類型巖樣逐漸達(dá)到其最大滲流能力。啟動(dòng)壓力梯度可以定量表征巖樣在低壓差時(shí)因束縛水存在導(dǎo)致的低速非達(dá)西效應(yīng)，高速非達(dá)西系數(shù)可以定量表征在高壓差時(shí)高速非達(dá)西效應(yīng)引起的滲透率損失［16］。各類型巖樣的啟動(dòng)壓力梯度和高速非達(dá)西系數(shù)見(jiàn)表3。

2.2 氣水兩相滲流試驗(yàn)

試驗(yàn)步驟參考行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《巖石中兩相流體相對(duì)滲透率測(cè)定方法：GB/T 28912-2012》［17］。采用非穩(wěn)態(tài)法氣驅(qū)水獲得地層條件下各儲(chǔ)集類型巖樣14～19號(hào)的氣水兩相滲流曲線，并提取出氣水兩相滲流特征參數(shù)［18-20］，如表4所示。

2.3 應(yīng)力敏感試驗(yàn)

試驗(yàn)步驟參考行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《儲(chǔ)層敏感性流動(dòng)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)方法：SY/T 5358-2010》［21］。應(yīng)力敏感試驗(yàn)進(jìn)行時(shí)巖樣為束縛水狀態(tài)，試驗(yàn)采用定圍壓降低流壓的方法，以更接近儲(chǔ)層的真正生產(chǎn)過(guò)程［22］。保持圍壓為135 MPa不變，降低巖樣內(nèi)壓由原始地層壓力95 MPa至最低壓力70 MPa，而后再恢復(fù)其至初始應(yīng)力狀態(tài)。試驗(yàn)得到各類型巖樣的孔隙度應(yīng)力敏感特征參數(shù)和滲透率應(yīng)力敏感特征參數(shù)，見(jiàn)表5。

2.4 彈性能試驗(yàn)

孔隙體積壓縮系數(shù)某種程度上代表了儲(chǔ)層的彈性能，因此通過(guò)研究孔隙體積壓縮系數(shù)的變化來(lái)研究?jī)?chǔ)層的彈性能變化［23-24］。具體試驗(yàn)步驟和試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理參考行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《巖石孔隙體積壓縮系數(shù)測(cè)定方法：SY/T 5815-2016》［25］。由試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析得到碳酸鹽巖各類型巖樣在凈應(yīng)力區(qū)間40～65 MPa對(duì)應(yīng)的孔隙體積壓縮系數(shù)隨凈應(yīng)力變化，從而提取各類型孔隙體積壓縮系數(shù)的變化特征值，見(jiàn)表6。

3 孔喉結(jié)構(gòu)特征對(duì)滲流能力的影響

對(duì)各儲(chǔ)集類型巖樣的孔喉結(jié)構(gòu)特征參數(shù)和滲流特征參數(shù)做相關(guān)性分析，得到相關(guān)系數(shù)。其中裂縫體積占比、連通孔喉體積占比、均值、大孔體積占比、分選系數(shù)和變異系數(shù)分別代表了巖樣的裂縫發(fā)育程度、孔喉連通性、平均孔隙半徑、大孔發(fā)育程度、孔隙空間非均質(zhì)性和孔隙結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣。依據(jù)回歸分析，一元情況下，相關(guān)系數(shù)r等于擬合優(yōu)度R。相關(guān)系數(shù)r大于0.8為強(qiáng)相關(guān)，0.3～0.8之間為弱相關(guān)，小于0.3則沒(méi)有相關(guān)性［26］。

3.1 單相滲流

分析各類型巖樣的孔喉結(jié)構(gòu)特征參數(shù)和滲透率相關(guān)性（圖5（a）、（b）），不同于其他中深層儲(chǔ)層滲透率主要受孔喉尺寸影響的認(rèn)識(shí)，目的區(qū)塊各類型巖樣滲透率主要受喉道數(shù)量和孔隙數(shù)量影響，為強(qiáng)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.93、0.83，孔喉數(shù)量越高，巖樣滲透率越高；滲透率和均值為二項(xiàng)式關(guān)系（圖5 （c）），均值代表孔隙尺寸，當(dāng)孔喉尺寸較大時(shí)，滲透率受制于孔喉數(shù)量，因此滲透率不一定較高；隨著滲透率增加，目的儲(chǔ)層巖樣生產(chǎn)時(shí)的啟動(dòng)壓力梯度呈冪指數(shù)下降，各類型巖樣的高速非達(dá)西系數(shù)呈冪指數(shù)增長(zhǎng)（圖5 （d）、（e））。

分析各類型巖樣的非達(dá)西滲流特征參數(shù)與孔喉結(jié)構(gòu)特征參數(shù)的相關(guān)性（圖5 （f）、（g）、（h）），喉道數(shù)量越多、孔喉結(jié)構(gòu)越好和大孔體積占比越高，巖樣的啟動(dòng)壓力梯度越低，三者和啟動(dòng)壓力梯度的相關(guān)系數(shù)分別為0.93、0.86和0.84；巖樣的喉道數(shù)量越高、孔喉分選性越差，巖樣在高壓差時(shí)的非線性特征越明顯（圖5 （i）、（j）），二者和高速非達(dá)西系數(shù)的相關(guān)系數(shù)分別為0.95和0.80。

對(duì)比裂縫-孔洞型、裂縫-孔隙型和孔洞型、孔隙型的單相滲流能力可知，裂縫通過(guò)增加巖樣孔喉數(shù)量來(lái)提高巖樣的連通性，從而大幅度提高地層條件下的氣相滲透率、降低含束縛水巖樣的啟動(dòng)壓力梯度并提高巖樣的高速非達(dá)西系數(shù)。大孔發(fā)育對(duì)于地層條件下氣體單相滲流影響不大，但降低了高壓差時(shí)的高速非達(dá)西系數(shù)，從而降低了高壓差時(shí)彈性能的降幅。因此現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)對(duì)裂縫不發(fā)育的低滲儲(chǔ)層進(jìn)行酸化壓裂等增產(chǎn)措施并適當(dāng)增大生產(chǎn)壓差以提高產(chǎn)能；對(duì)連通性好的高滲儲(chǔ)層控制產(chǎn)氣速度開(kāi)采，避免由于生產(chǎn)壓差過(guò)大導(dǎo)致高滲儲(chǔ)層出現(xiàn)高速非達(dá)西效應(yīng)。

3.2 氣水兩相滲流規(guī)律

氣水兩相滲流能力與孔喉結(jié)構(gòu)特征參數(shù)的相關(guān)性如圖6所示。氣驅(qū)水效率和裂縫含量為強(qiáng)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.82，裂縫占比越高，巖樣的氣驅(qū)水效率越低，巖樣中越容易產(chǎn)生沿裂縫的高滲通道；而影響殘余水狀態(tài)下的氣相滲透率的因素較為復(fù)雜，喉道數(shù)量越多（r=0.91）、孔喉連通性越好（r=0.90）、大孔隙發(fā)育程度越高（r=0.87）和孔喉結(jié)構(gòu)均質(zhì)性（r=0.85）越強(qiáng)，則巖樣在殘余水狀態(tài)下的氣相滲流能力越強(qiáng)。

結(jié)合表1、表2、表4和圖6中關(guān)于氣水兩相滲流的試驗(yàn)結(jié)果可知：裂縫-孔隙型巖樣氣驅(qū)水過(guò)程大部分發(fā)生在裂縫中［27］，晶間溶孔和晶間孔中的水未被驅(qū)出，氣驅(qū)水效率最低，最終殘余水飽和度最高，共滲區(qū)間最??；由于氣驅(qū)水過(guò)程中裂縫中的水幾乎全部被驅(qū)出，因而殘余水狀態(tài)下氣相相對(duì)滲透率最高；裂縫-孔洞型巖樣主要滲流通道為裂縫和大孔隙，相對(duì)于裂縫-孔隙型發(fā)育較多大孔隙，大孔隙中的大部分水被驅(qū)出，因此氣驅(qū)水效率比裂縫-孔隙型高，裂縫-孔洞型巖樣連通性較強(qiáng)，因此殘余水狀態(tài)下氣相滲透率較高；孔洞型巖樣連通性較好，均質(zhì)性較強(qiáng)，裂縫不發(fā)育導(dǎo)致氣驅(qū)水時(shí)氣體較充分地將溶蝕孔洞中的水驅(qū)出，因此孔洞型巖樣氣驅(qū)水效率最高，殘余水飽和度最低，共滲區(qū)間范圍最大，裂縫發(fā)育少導(dǎo)致孔洞型巖樣殘余水狀態(tài)下氣相滲透率較低；孔隙型巖樣小孔隙發(fā)育但裂縫不發(fā)育導(dǎo)致氣驅(qū)水時(shí)氣體可以較充分地驅(qū)出小孔隙中的水，但由于小孔隙半徑小，氣驅(qū)水時(shí)毛管壓力大［28］，故其氣驅(qū)水效率低于孔洞型，但高于裂縫-孔洞型巖樣；孔隙型巖樣連通孔喉體積比低，大孔隙發(fā)育程度低，非均質(zhì)性最強(qiáng)，平均喉道半徑小，在細(xì)小孔喉處氣相流動(dòng)受氣水毛管阻力大，因此殘余水下氣相相對(duì)滲透率最低。

3.3 應(yīng)力敏感特征

各類型巖樣的孔隙度和滲透率應(yīng)力敏感損害率和孔喉結(jié)構(gòu)特征參數(shù)的相關(guān)性如圖7所示。

大孔體積占比（r=0.86）、巖樣孔喉空間非均質(zhì)性（r=0.85）和連通孔喉體積占比（r=0.85）越高，孔隙度損害率及不可逆孔隙度損害率越高。巖樣滲透率損害率和不可逆滲透率損害率主要受平均孔隙半徑（r=0.89）、平均喉道半徑（r=0.89）、巖樣連通性（r=0.87）、裂縫體積占比（r=0.84）和大孔體積占比（r=0.90）的共同影響。

巖樣孔隙度變化的實(shí)質(zhì)是巖樣孔隙結(jié)構(gòu)的變化，與閉合壓力和孔隙的縱橫比有關(guān)［29］，即

pclose≈Ksα.（1）

式中，pclose為孔隙閉合壓力，MPa；Ks為巖石的彈性模量，MPa；α為孔隙縱橫比。

裂縫的縱橫比α為0.001～0.01，溶蝕孔洞的縱橫比α約為1。隨著凈應(yīng)力增加，裂縫由于抗壓強(qiáng)度低，最容易發(fā)生塑性形變，其結(jié)構(gòu)難恢復(fù)；其次是大孔，基質(zhì)孔隙抗壓強(qiáng)度高，基質(zhì)小孔最不容易發(fā)生形變，且發(fā)生的形變相較于裂縫為彈性形變，其結(jié)構(gòu)容易恢復(fù)。巖樣中裂縫含量越高，滲透率和孔隙度隨應(yīng)力降低而恢復(fù)的程度越低；巖樣中大孔含量越高，巖樣彈性越高，滲透率和孔隙度隨凈應(yīng)力降低而恢復(fù)的程度越高。某種程度上裂縫增強(qiáng)了巖樣的滲透率應(yīng)力敏感性，而溶蝕孔洞則弱化了巖樣的滲透率應(yīng)力敏感性。表5表明，各類型巖樣的滲透率應(yīng)力敏感性不可逆損害程度均在中等偏弱之上，因此儲(chǔ)層開(kāi)發(fā)初期應(yīng)注意控制產(chǎn)氣速度且避免頻繁地開(kāi)關(guān)井，以降低應(yīng)力敏感對(duì)產(chǎn)能的損耗。

3.4 彈性能變化規(guī)律

彈性能參數(shù)和孔喉結(jié)構(gòu)特征參數(shù)的相關(guān)性如圖8所示。由圖8可知，目的儲(chǔ)層巖樣在降壓初期的彈性能與巖樣連通性（r=0.83）和孔喉結(jié)構(gòu)分選性（r=0.89）、孔喉結(jié)構(gòu)優(yōu)劣（r=0.82）相關(guān)；各類型巖樣在降壓后期的彈性能降幅主要與巖樣平均孔隙半徑（r=0.84）有關(guān)。巖樣連通性越好、分選性越差即縫洞越發(fā)育，巖樣在降壓初期的彈性能越高；巖樣孔隙半徑越大即大孔越發(fā)育，巖樣在降壓后期的彈性能降幅越小。由于裂縫受壓形變大于溶蝕孔洞和基質(zhì)孔隙，應(yīng)力敏感性強(qiáng)，隨著地層壓力下降，巖樣裂縫體積占比越高，巖樣彈性能降幅越大；而大孔發(fā)育的儲(chǔ)層應(yīng)力敏感性弱，隨著地層壓力下降，儲(chǔ)層中大孔體積占比越高，巖樣彈性能降幅越小。大量發(fā)育裂縫的儲(chǔ)層在生產(chǎn)初期能維持高產(chǎn)，但生產(chǎn)中后期產(chǎn)能衰減得更快，而發(fā)育大孔的儲(chǔ)層在生產(chǎn)中后期能維持在一個(gè)較高的水平。因此在生產(chǎn)初期，對(duì)于裂縫發(fā)育的裂縫-孔隙型和裂縫-孔洞型儲(chǔ)層在開(kāi)發(fā)早期應(yīng)適當(dāng)?shù)乜刂飘a(chǎn)氣速度，以保證氣藏儲(chǔ)層彈性能維持在一個(gè)較高的水平；而孔洞型巖樣則可較大幅度地增加生產(chǎn)壓差以提高產(chǎn)能。

4 結(jié) 論

（1）不同于其他中深層儲(chǔ)層，目的超深層碳酸鹽巖氣藏的喉道數(shù)量和孔隙數(shù)量成為影響儲(chǔ)層氣體單相滲流能力的重要因素（相關(guān)系數(shù)分別為0.93和0.83），當(dāng)孔喉尺寸較大時(shí)，滲透率也受制于孔喉數(shù)量；此外，目的氣藏孔洞型儲(chǔ)層的連通孔喉體積占比可達(dá)96%，高于其他中深層氣藏孔洞型儲(chǔ)層。

（2）裂縫通過(guò)增加巖樣的孔喉數(shù)量來(lái)提高巖樣的連通性，從而提高巖樣的氣體單相滲流能力，降低含束縛水巖樣的啟動(dòng)壓力梯度，但裂縫受壓易變形的特性也會(huì)加劇巖樣在高壓差時(shí)對(duì)應(yīng)力的敏感程度，導(dǎo)致裂縫發(fā)育的裂縫-孔隙型儲(chǔ)層產(chǎn)能急劇下降。

（3）大孔較高的彈性可弱化巖樣的應(yīng)力敏感性，擴(kuò)展氣水兩相共滲區(qū)間，在壓差較大時(shí)將巖樣的彈性能維持在原有水平，降低因裂縫或喉道閉合帶來(lái)的應(yīng)力敏感以及高速非達(dá)西效應(yīng)的影響，降低大孔發(fā)育的孔洞型儲(chǔ)層的應(yīng)力敏感性。

（4）現(xiàn)場(chǎng)對(duì)裂縫發(fā)育的裂縫-孔洞型和裂縫-孔隙型儲(chǔ)層應(yīng)適當(dāng)控制產(chǎn)氣速度，控制生產(chǎn)壓差；對(duì)裂縫不發(fā)育且連通性較好的孔洞型儲(chǔ)層在生產(chǎn)中后期適當(dāng)增大生產(chǎn)壓差，對(duì)孔隙型儲(chǔ)層進(jìn)行酸化壓裂措施。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 賈愛(ài)林，何東博，位云生，等.未來(lái)十五年中國(guó)天然氣發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)［J］.天然氣地球科學(xué)，2021，32（1）：17-27.

JIA Ailin， HE Dongbo， WEI Yunsheng， et al. Predictions on natural gas development trend in China for the next fifteen years［J］. Natural Gas Geoscience， 2021，32（1）：17-27.

［2］ 閆海軍，何東博，賈愛(ài)林，等.川中震旦系燈四段巖溶儲(chǔ)集層特征與發(fā)育模式［J］.石油勘探與開(kāi)發(fā)，2022，49（4）：704-715.

YAN Haijun， HE Dongbo， JIA Ailin， et al. Characteristics and development model of karst reservoirs in the fourth member of Sinian Dengying Formation in central Sichuan Basin， SW China［J］. Petroleum Exploration and Development， 2022，49（4）：704-715.

［3］ LI Jianzhong， TAO Xiaowan， BAI Bin， et al. Geological conditions， reservoir evolution and favorable exploration directions of marine ultra-deep oil and gas in China［J］. Petroleum Exploration and Development， 2021，48（1）：60-79.

［4］ 胡勇，彭先，李騫，等.四川盆地深層海相碳酸鹽巖氣藏開(kāi)發(fā)技術(shù)進(jìn)展與發(fā)展方向［J］.天然氣工業(yè)，2019，39（9）：48-57.

HU Yong， PENG Xian， LI Qian， et al. Progress and development direction of technologies for deep marine carbonate gas reservoirs in the Sichuan Basin［J］. Natural Gas Industry， 2019，39（9）：48-57.

［5］ 吳亞軍，陳昱林，張巖，等.川西氣田儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)特征及其對(duì)產(chǎn)能的影響［J］.天然氣工業(yè)，2019（增1）：156-161.

WU Yajun， CHEN Yulin， ZHANG Yan， et al. Reservoir pore structure characteristics and its influence on productivity in the western Sichuan gas field［J］. Natural Gas Industry， 2019（sup1）： 156-161.

［6］ LI Hu， WANG Qin， QIN Qirong， et al. Characteristics of natural fractures in an ultradeep marine carbonate gas reservoir and their impact on the reservoir： a case study of the Maokou Formation of the JLS structure in the Sichuan Basin， China［J］. Energy amp; Fuels， 2021，35（16）：13098-13108.

［7］ QI Chunyan， LIU Yun， DONG Fengjuan， et al. Study on heterogeneity of pore throats at different scales and its influence on seepage capacity in different types of tight carbonate reservoirs［J/OL］. Geofluids， 2020，2020：6657660［2023-11-10］.https：//doi.org/10.1155/2020/6657660.

［8］ 李騫，張鈺祥，李滔，等.基于數(shù)字巖心建立的評(píng)價(jià)碳酸鹽巖完整孔喉結(jié)構(gòu)的方法：以川西北棲霞組為例［J］.油氣地質(zhì)與采收率，2021，28（3）：53-61.

LI Qian， ZHANG Yuxiang， LI Tao， et al. A method for evaluating complete pore-throat structure of carbonate rocks based on digital cores：a case study of Qixia Formation in Northwest Sichuan［J］. Petroleum Geology and Recovery Efficiency， 2021，28（3）：53-61.

［9］ ZHANG Yuxiang， YANG Shenglai， ZHANG Zheng， et al. Multiscale pore structure characterization of an ultra-deep carbonate gas reservoir［J］. Journal of Petroleum Science and Engineering， 2022，208：109751.

［10］ 油氣田開(kāi)發(fā)專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).氣藏描述方法：SY/T 6110-2008［S］.北京：石油工業(yè)出版社，2008.

［11］ 王俊杰，胡勇，劉義成.碳酸鹽巖儲(chǔ)層多尺度孔洞縫的識(shí)別與表征：以川西北雙魚(yú)石構(gòu)造中二疊統(tǒng)棲霞組白云巖儲(chǔ)層為例［J］.天然氣工業(yè)，2020，40（3）：48-57.

WANG Junjie， HU Yong， LIU Yicheng. Identification and characterization of multi-scale pores，vugs and fractures in carbonate reservoirs： a case study of the Middle Permian Qixia dolomite reservoirs in the Shuangyushi structure of the northwestern Sichuan Basin［J］. Natural Gas Industry， 2020，40（3）：48-57.

［12］ AL-KHARUSI A S， BLUNT M J. Network extraction from sandstone and carbonate pore space images［J］. Journal of Petroleum Science amp; Engineering， 2007，56（4）：219-231.

［13］ GAUTIER N， DOUGLAS R S， RANDOLF S K. Pore systems in carbonate formations， Weyburn field， Saskatchewan， Canada： micro-tomography， helium porosimetry and mercury intrusion porosimetry characterization ［J］. Journal of Petroleum Science and Engineering， 2018，171：1496-1513.

［14］ 李愛(ài)芬，任曉霞，王桂娟，等.核磁共振研究致密砂巖孔隙結(jié)構(gòu)的方法及應(yīng)用［J］.中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2015，39（6）：92-98.

LI Aifen， REN Xiaoxia， WANG Guijuan， et al. Characterization of pore structure of low permeability reserviors using a nuclear magnetic resonance method［J］. Journal of China University of Petroleum（Edition of Natural Science）， 2015，39（6）：92-98.

［15］ 白松濤，程道解，萬(wàn)金彬，等.砂巖巖石核磁共振T2譜定量表征［J］.石油學(xué)報(bào)，2016，37（3）：382-391.

BAI Songtao， CHENG Daojie， WAN Jinbin， et al. Quantitative characterization of sandstone NMR T2 spectrum［J］. Acta Petrolei Sinica， 2016，37（3）：382-391.

［16］ 張李，劉榮和，冷有恒，等.高壓—超高壓碳酸鹽巖氣藏滲流機(jī)理及開(kāi)發(fā)特征：以阿姆河盆地M區(qū)為例［J］.天然氣工業(yè)，2020，40（3）：92-98.

ZHANG Li， LIU Ronghe， LENG Youheng， et al. Seepage mechanism and development characteristics of high and ultra-high pressure carbonate gas reservoirs： a case study from the M block of the Amu Darya Basin［J］. Natural Gas Industry， 2020，40（3）：92-98.

［17］ 全國(guó)石油天然氣標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).巖相中兩相流體相對(duì)滲透率測(cè)定方法：GB/T 28912-2012［S］.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2012.

［18］ 李程輝，李熙喆，高樹(shù)生，等.碳酸鹽巖儲(chǔ)集層氣水兩相滲流實(shí)驗(yàn)與氣井流入動(dòng)態(tài)曲線：以高石梯—磨溪區(qū)塊龍王廟組和燈影組為例［J］.石油勘探與開(kāi)發(fā)，2017，44（6）：930-938.

LI Chenghui， LI Xizhe， GAO Shusheng， et al. Experiment on gas-water two-phase seepage and inflow performance curves of gas wells in carbonate reservoirs： a case study of Longwangmiao Formation and Dengying Formation in Gaoshiti-Moxi block， Sichuan Basin， SW China［J］. Petroleum Exploration and Development， 2017，44（6）：930-938.

［19］ 王璐，楊勝來(lái)，劉義成，等.縫洞型碳酸鹽巖儲(chǔ)層氣水兩相微觀滲流機(jī)理可視化實(shí)驗(yàn)研究［J］.石油科學(xué)通報(bào)，2017，2（3）：364-376.

WANG Lu， YANG Shenglai， LIU Yicheng， et al. Visual experimental investigation of gas-water two phase micro seepage mechanisms in fracture-cavity carbonate reservoirs［J］. Petroleum Science Bulletin， 2017，2（3）：364-376.

［20］ 張鈺祥，楊勝來(lái)，王蓓東，等.溫度對(duì)多類型超深層碳酸鹽巖氣藏滲流能力的影響［J］.天然氣地球科學(xué)，2022，33（11）：1895-1905.

ZHANG Yuxiang， YANG Shenglai， WANG Beidong， et al. Effects of temperature on seepage capacity for a multi-type ultra-deep

carbonate gas reservoir［J］. Natural Gas Geoscience， 2022，33（11）：1895-1905.

［21］ 油氣田開(kāi)發(fā)專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).儲(chǔ)層敏感性流動(dòng)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)方法：SY/T 5358-2010［S］.北京：石油工業(yè)出版社，2010.

［22］ 董平川，江同文，唐明龍.異常高壓氣藏應(yīng)力敏感性研究［J］.巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2016，27（10）：2087-2093.

DONG Pingchuan， JIANG Tongwen， TANG Minglong. Research on stress-sensitivity in abnormal high pressure gas reservoir［J］. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering， 2016，27（10）：2087-2093.

［23］ 張鈺祥，楊勝來(lái)，李強(qiáng)，等.應(yīng)力對(duì)超深層碳酸鹽巖氣藏孔喉結(jié)構(gòu)的影響［J］.油氣地質(zhì)與采收率，2023，30（1）：49-59.

ZHANG Yuxiang， YANG Shenglai， LI Qiang， et al. Effects of stress on pore and throat structures of ultra-deep carbonate gas reservoirs［J］. Petroleum Geology and Recovery Efficiency， 2023，30（1）：49-59.

［24］ 高有瑞，劉艷，時(shí)付更.基質(zhì)型灰?guī)r儲(chǔ)層巖石壓縮系數(shù)的確定［J］.中國(guó)海上油氣，2011，23（4）：247-251.

GAO Yourui， LIU Yan， SHI Fugeng. Determining rock compressibility for matrix limestone reservoir［J］. China Offshore Oil and Gas， 2011，23（4）：247-251.

［25］ 油氣田開(kāi)發(fā)專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).巖石孔隙體積壓縮系數(shù)測(cè)定方法：SY/T 5315-2016［S］.北京：石油工業(yè)出版社，2016.

［26］ 馬秀麟，姚自明，鄔彤，等.數(shù)據(jù)分析方法及應(yīng)用［M］.北京：人民郵電出版社：2015：56-58.

［27］ 張雪齡，谷軍恒，葉強(qiáng)，等.分子模擬技術(shù)在頁(yè)巖油氣吸附和流動(dòng)特性研究中的應(yīng)用進(jìn)展［J］.中國(guó)海上油氣，2023，35（3）：103-115.

ZHANG Xueling， GU Junheng， YE Qiang， et al. Application progress of molecular simulation technology in the study of adsorption and flow characteristics of shale oil and gas［J］.China Offshore Oil and Gas，2023，35（3）：103-115.

［28］ 陳掌星，馮東，吳克柳，等.頁(yè)巖氣有機(jī)質(zhì)和無(wú)機(jī)質(zhì)吸附能力定量表征［J］.中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2023，47（5）：65-75.

CHEN Zhangxing， FENG Dong， WU Keliu， et al. Quantificational determination of methane adsorption in organic matter and inorganic matter of shale rocks［J］. Journal of China University of Petroleum （Edition of Natural Science），2023，47（5）：65-75.

［29］ 尹尚先，王尚旭.不同尺度下巖層滲透性與地應(yīng)力的關(guān)系及機(jī)理［J］.中國(guó)科學(xué).D輯：地球科學(xué)，2006（5）：472-480.

YIN Shangxian， WANG Shangxu. The relationship and mechanism between rock permeability and geostress at different scales［J］. Science in China Ser. D Earth Sciences， 2006（5）：472-480.

（編輯 李志芬）

收稿日期：2023-11-15

基金項(xiàng)目：中國(guó)石油天然氣有限公司科技項(xiàng)目（2023YQX10501，2023YQX10503ZK）；四川省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（2023NSFSC0261）

第一作者及通信作者：張鈺祥（1994-），男，工程師，博士，研究方向?yàn)橛蜌鉂B流理論與應(yīng)用。E-mail：zhangyux2022@petrochina.com.cn。

文章編號(hào)：1673-5005（2024）04-0131-10"" doi：10.3969/j.issn.1673-5005.2024.04.014