低渗透储层应力敏感特征探讨

学术界对低渗透储层是否存在强应力敏感具有较大争议,给油气生产决策带来困扰。争论的焦点在于,渗透率应力敏感实验过程中岩芯是否发生塑性变形,岩芯与封套之间是否存在微间隙及其对实验结果是否具有重要影响。针对传统实验无法证明岩芯是否发生塑性变形的问题,改进实验方法,在渗透率测试前、后增加岩芯力学测试。根据弹性力学理论和有效应力理论,推导出应力敏感评价的理论公式,并进行了定量计算。实验测试和理论计算结果表明,应力敏感实验过程中,岩芯所受的有效应力小于其弹性极限,岩芯不会产生塑性变形;岩芯与封套之间存在微间隙,对渗透率测试结果及变化规律具有重要影响;低渗透岩芯在低有效应力条件下测得的渗透率具有较大误差;微间隙的存在导致岩芯的应力敏感程度被高估;实验过程中岩芯的应变极小,渗透率变化极其微弱;低渗透储层不存在强应力敏感,一般来说岩石渗透率越低应力敏感性越弱。     

应力敏感储层拟稳态流动产能分析

考虑应力敏感和井底脱气的影响,推导了外边界封闭油藏在拟稳态流动阶段的产能方程。实例计算结果表明:在相同的生产压差下,应力敏感油藏单井产能向压力轴弯曲;产能比常规Vogel方程低考虑脱气影响时,油井存在极限生产压差。当实际生产压差高于极限生产压差时,增大生产压差,油井产能反而减小;而常规Vogel方程不存在这种现象。渗透率伤害系数越大,曲线弯曲越早,弯曲度越大,极限井底压力也逐渐增大。地层压力下降后产能曲线弯曲程度下降,表明地层压力下降后应力敏感对产能的影响逐步降低。当平均地层压力下降到一定程度后,极限井底压力消失。     

消除滑脱效应的致密砂岩储层应力敏感评价

室内评价储层岩石应力敏感程度多采用气体渗透率作为评价参数,而致密砂岩储层岩性致密,孔喉细小,受气体滑脱效应的影响,所测气体渗透率偏高,导致致密砂岩储层应力敏感程度被低估。针对常规方法导致致密砂岩储层应力敏感程度被低估的问题,以鄂尔多斯盆地镇泾油田长8致密砂岩储层为例,采用等价液测渗透率作为评价储层应力敏感的参数,消除了气体滑脱效应对实验结果的影响;并结合平面径向流理论,分析了应力敏感对产能的影响。结果显示,采用气测渗透率低估了致密砂岩储层岩石应力敏感的程度;并且岩心渗透率越低、有效应力越大、低估程度越严重;随有效应力的增加,致密砂岩岩心的气测渗透率、等价液测渗透率均呈先快速降低后缓慢降低的趋势,渗透率变化率与有效应力之间呈幂函数关系;应力敏感现象导致生产井井底附近存在"渗透率漏斗";并且储层渗透率越低、生产井井底压力越低,"渗透率漏斗"越深,延伸的范围越广,应力敏感对产能的影响越大。     

考虑应力敏感和启动压力梯度的低渗透油藏数值模拟研究

利用应力敏感实验得到了低渗透油藏残余渗透率表达式;理论推导了考虑动态渗透率变化的启动压力梯度表达式,在此基础上,提出拟动力函数的概念得到了应力敏感和启动压力综合作用下的油水相渗曲线。然后利用Eclipse软件,通过引入ROCKTABH和Threshold Pressure关键字实现了考虑启动压力和应力敏感效应的低渗透油藏数值模拟研究方法。研究结果表明：考虑启动压力和应力敏感效应后,由于油相流动能力变差,水相渗流能力相对增强,残余油饱和度升高的影响,注采井间压力梯度较大,含油饱和度下降较慢,无水采收期较短,含水率上升速度较快,最终采收率较低。     

低渗透砂岩储层应力敏感性研究

低渗透砂岩储层在开采过程中,随着有效应力的升高将会发生渗透率应力敏感,导致渗透率的下降.在考虑储层原地应力的情况下,对吉林油田新326块油层岩芯进行了实验研究.结果表明:该区块的应力敏感性不强,变化规律符合指数关系式,高渗岩芯的应力敏感性高于低渗岩芯.此外,通过实验及理论分析表明;渗透率相对较小的岩芯在加载卸载过程中的渗透率损失相对较大,加载卸载过程将引起岩石的弹塑性变形,这是导致渗透率下降并不能完全恢复的主要原因.     

考虑温度影响的碳酸盐岩储层应力敏感实验研究

探讨塔河区块储层的应力敏感性,为制定合理生产制度提供依据.通过对目标区奥陶系储层碳酸盐岩开展不同温度下应力敏感评价实验,结果表明:碳酸盐岩应力敏感程度属于中等偏强型;碳酸盐岩试样渗透率随着有效围压增加呈指数型递减,卸压后试样渗透率难以恢复至加载前水平;试样渗透率与温度呈负指数关系,当试样从30℃升高至120℃时,渗透率...     

应力敏感气藏产能方程研究

针对应力敏感气藏开发存在变渗透率的问题,定义了新的考虑应力敏感的拟压力,并从气体多孔介质渗流力学理论出发,建立了考虑应力敏感影响的气藏二项式产能方程,讨论了该方程参数     

特低渗透储层岩石渗透率应力敏感新机制

 地层岩石多孔介质的渗透率应力敏感性一直是石油工业与岩土工程建设等领域持续研究的一个热点课题.在低渗透岩石渗透率应力敏感性实验研究的基础上,提出了毛管束-孔隙网络渗流模型的多孔介质渗透率应力敏感新机制,该模型充分考虑了多孔介质孔隙之间相互连通的复杂性、渗流迂曲度以及不同类型和大小的孔隙对多孔介质渗透率贡献率的差异.有效应力作用下,低渗岩石中作为主要渗流通道的较大孔喉首先被压缩变小,流体渗流阻力和孔隙迂曲度均同时增大,这是导致有效应力加载初期岩石渗透率急剧减小的主要原因.同时渗透率越小的岩心,其中所发育的较大孔喉越少,该部分孔喉闭合后对岩心渗透率的影响越大,因此渗透率越小的岩石应力敏感性越强.与相关学者的研究成果对比表明,本文提出的新模型能够更好地解释低渗透岩石应力敏感性较强的内在原因.     

煤样渗透率对有效应力敏感性实验分析

研究煤样渗透率对有效应力的敏感性.实验结果表明,在低有效应力水平下,煤样渗透率随着有效应力的增加而迅速减小,其变化规律符合负指数函数关系.由于煤层渗透率的影响因素比较复杂,定义了煤样渗透率对有效应力的敏感性系数,从而将影响因素进行归一化处理.根据渗透实验结果,拟合得到敏感系数与有效应力之间的幂函数关系,该敏感系数反映出煤样渗透率随有效应力的变化趋势.最后推导出基于敏感系数的煤样渗透率与有效应力的函数关系式.     

稠油油藏应力敏感性特征及其对单井产能的影响

为了研究稠油油藏特有的应力敏感特征,分别采用室内岩芯流动实验装置和RUSKA在线高压毛细管黏度测试仪,对稠油油藏岩芯的渗透率应力敏感性和稠油的黏度应力敏感性进行了测试。结果表明:随着孔隙流体压力的降低,稠油油藏岩芯的渗透率呈指数式降低;而稠油的黏度则随着压力的升高而线性增加。说明渗透率和黏度的应力敏感性在实际计算中均不能忽略。在实验基础上,建立了同时考虑渗透率和黏度应力敏感性的稠油油藏产能方程;并进行了实例验证。结果表明:在只考虑渗透率应力敏感的情况下,油井产能较未考虑应力敏感的情况有所下降;在只考虑黏度应力敏感的情况下,油井产能较未考虑应力敏感的情况有所上升。而在同时考虑渗透率和黏度应力敏感的情况下,黏度应力敏感性的存在会在一定程度上削弱油藏渗透率应力敏感对产能的影响;且随着黏度应力敏感系数的增大,稠油油藏的单井产量不断升高。     

低渗透气藏应力敏感性及其变形机制研究

低渗透气藏岩性致密、渗流阻力大、压力传导能力差,地层压力的下降会对渗透率造成伤害而影响气井产能。目前,一般通过室内物理模拟实验评价储层应力敏感性。以吉林油田龙深气藏为研究对象,从储层岩石硬度、裂缝分布、粘土矿物含量以及含水饱和度等方面进行了实验研究,结果表明该气藏具有较强的应力敏感性,储层岩石存在较强的泥化现象,粘土矿物含量高是产生应力敏感的主要原因,形成了储层岩石变形的规律性认识。为了降低应力敏感带来的危害,应用了降低粘土矿物膨胀程度的压裂液进行体积压裂,优化了合理的生产压差,新井试气结果理想。研究结果为该类气藏的合理开发提供了有力的技术支撑。     

长深气田火成岩储层应力敏感性及其成因机理

对吉林油田长深井区火成岩低孔低渗型储层取岩芯样品进行应力敏感性测试,样品的渗透率恢复率不超过11%,呈现极强的应力敏感性。通过储层岩芯观察及其他地区火成岩应力敏感性分析结果对比,认为火成岩储层应力敏感性与储层的岩性、结构、构造和孔隙、裂缝发育程度以及发育类型有关。与砂岩较单一的成岩作用不同,火成岩复杂的成岩作用导致不同...     

岩芯饼化机制及应力分析

采用数值模拟方法从不同地应力组合方式入手探究了地应力对岩芯饼化的影响.研究表明:当地应力超过一定值时,出现岩芯饼化现象,即高地应力才会引起岩芯饼化;当径向应力达到35 MPa时,岩芯开始出现饼化现象,径向应力是影响岩芯饼化的主要因素,而轴向应力仅使岩芯表面产生局部破坏;径向应力一定的情况下,随着轴向应力的增大,岩芯饼化逐渐减弱;岩芯饼化的形成过程以剪切破坏为主,并伴有少量的拉破坏;岩芯饼化现象的发生是一个复杂的力学过程.     

特低渗透砂岩储层应力敏感性实验

 应用室内低渗透物理模拟实验手段,研究了微裂缝发育和微裂缝不发育的特低渗透砂岩岩样的应力敏感性特征,并对比分析了两类样品的应力敏感性差异。研究结果表明,无论储层是否发育微裂缝,储层渗透率越小,其应力敏感性越强;微裂缝不发育时,渗透率小于2×10^-3μm²的储层应力敏感性较强且其强度随渗透率的降低而急剧增大,而渗透率大于5×10^-3μm²的储层应力敏感程度较弱;微裂缝发育的储层的应力敏感性明显强于微裂缝不发育的储层,有效应力增大时,微裂缝发育的储层的渗透率损失为微裂缝不发育的储层的2—3倍,而有效应力降低后,渗透率不能完全恢复,微裂缝发育的储层的渗透率损失约为微裂缝不发育的储层的5倍。研究结果对制定合理的特低渗透油田开发方案具有实际指导意义。     

葡南油田低渗透储层应力敏感性研究

通过实验模拟地层在不同上覆压力下,孔隙度、渗透率的变化,研究低渗透储层的应力敏感性。其在增压过程中孔隙度和渗透率随着压力的增加而明显降低;在压力降低或撤除后,由于造成了岩石应力敏感性损害,孔隙度和渗透率不能恢复到原始的状态。低渗透储层应力敏感性的影响因素包括上覆压力的大小、加压次数、岩石覆压时间长短和流体饱和度的影响,在开发低渗透油田时应注意保持合理的生产压差、开采速度和降压方式。该研究为低渗透油藏的开发提供了理论依据。     

低渗透油藏两相渗流参数及驱油效率的应力敏感性研究

储层物性参数及渗流参数受作用在岩石上的应力状态的影响。开发过程中由于地层压力的下降而导致应力状态变化,这种变化会带来岩石的不可逆伤害而影响物性参数、渗流参数及开发效果。建立了室内模拟地层压力变化的实验技术。定量研究了地层压力下降过程中油水两相渗流特征以及水驱油效率的变化规律。借助压汞、核磁共振等测试手段,分析地层压力下降过程中岩石孔喉结构特征参数的变化规律,定性研究了低渗透油藏两相渗流参数及水驱油效率的应力敏感性作用机制。研究结果表明,低渗透油藏岩石的油水两相渗流参数及水驱油效率具有应力敏感性,且岩石的渗透率越低,应力敏感性越强。不同渗透率级别岩石孔喉尺寸的差别决定两相渗流参数及水驱油效率的应力敏感程度。研究结果可为低渗透油藏的储层保护和水驱高效开发提供理论指导。     

龙马溪组页岩应力敏感性实验评价

X射线衍射和全应力-应变结果表明龙马溪组页岩具有明显的硬脆性特征,破裂前曲线均呈现明显的线弹性变形。在5 MPa和10 MPa围压下,平行层理方向与垂直层理方向岩芯力学性质表现明显不同,平行层理方向的微裂缝由于受到张力作用而导致页岩突然破裂而完全失去承载能力;当围压达到20 MPa时,由于层理微裂缝的闭合,页岩的力学性质表现相似。氮气脉冲压力延迟测试结果表明:平行层理方向取芯页岩的应力敏感性更强,当有效应力增至10 MPa时,垂直层理方向岩芯渗透率下降1~2个数量级,而平行于页岩层理方向岩芯渗透率下降2~3个数量级;方解石充填的天然裂缝可提高岩芯整体渗透率2~3个数量级,且闭合型页岩天然裂缝应力敏感性强于张开型天然裂缝岩芯。