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。     

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...     

特低渗储层应力敏感性及对油井产量的影响

对长6某特低渗储层进行了系统的应力敏感性实验研究.研究表明:该特低渗储层岩石的应力敏感程度在26%~80%的范围,岩石的渗透率越低,应力敏感性越强;原始条件下地下渗透率明显小于地面渗透率,它们之间有较好的线性关系;储层岩石应力敏感伤害后,储层岩石的渗透率不能立即恢复,最终渗透率恢复率在68.6%~100.0%,岩石渗透率越高,渗透率恢复值越大;当岩石的渗透率小于0.5×10-3μm2时,储层岩石的应力敏感性明显增强.模型预测表明,当地层压力降低5MPa时,该储层岩石的应力敏感性对油井产量的影响在8.6%~35.7%,渗透率越低下降幅度越大.     

泥岩裂缝性储层应力敏感性实验研究

为准确评价泥岩裂缝性储层在不同压力条件下的应力敏感性,在理论研究基础上,对基质渗透率非常低的天然泥岩进行人工造缝,模拟地下泥岩裂缝状态,采用氮气作为流动介质通过高温覆压孔渗测定仪实验测量不同外压条件下造缝后泥岩岩心渗透率变化规律。实验结果表明：泥岩裂缝的渗透率随外压和内压增大呈非线性函数关系变化。外压敏感指数远大于内压敏感指数。不论是外压还是内压作用,都呈现出加载过程中的敏感指数大于卸载过程中的敏感指数。     

加卸载作用下构造煤峰值前渗透率变化特征试验研究

利用自行研制改造的含瓦斯煤热流固耦合三轴渗流实验装置,以典型豫西"三软"构造煤原煤样为研究对象,进行三轴压缩下构造煤样渗透率测试,分析了轴向应变-渗透率变化关系;研究了轴向应力加卸载作用下含瓦斯构造煤渗透率的影响。结果表明:三轴压缩作用下含瓦斯煤的渗透率与轴向应变的关系呈斜"V"字型走势;渗透率在轴向应力加载过程中减小,卸载过程中有所恢复,且煤样渗透率与轴向应力在加卸载过程中符合负指数函数分布,并给出了数据拟合参数;在加载过程中,有效应力大,渗透率无因次量降低速率大;卸载过程中,有效应力大,使得渗透率无因次量变化幅度减小,变化速率趋近于0.渗透率无因次量与有效应力在加卸载过程中服从负指数函数分布。     

异常高压气藏储层应力敏感性研究

异常高压气藏开采过程中,由于流体的产出,使储层岩石受力发生改变并使储层岩石发生弹塑性变形;而弹塑性变形反过来又影响到储层的孔隙度和渗透率,因此,研究储层孔隙度和渗透率应力敏感性具有极其重要的意义.本文基于岩石力学的基本理论,推导出异常高压气藏岩石变形规律及变形方程,以此理论推导指导试验,将理论研究与实验规律相结合,在模拟地层条件下,对实际岩心样品进行了储层应力敏感性实验研究.实验研究表明,该方法能精确的描述储层孔隙度和渗透率应力敏感性,实验结果与理论推导结果完全吻合,进一步证明了理论推导的正确.进而探讨了异常高压气藏储层应力敏感性对气藏开发的影响.     

三元复合驱后关键储层特征参数实验研究

确定三元复合驱对储层关键物性特征参数变化的影响程度是保证三元复合驱应用效果的重要前提。利用岩芯驱替及原子力显微镜探测等实验,对大庆油田某区块三元复合驱前后岩芯润湿性、敏感性、孔隙度与渗透率等物性参数的变化规律进行系统评价和分析。相对渗透率测定结果表明三元复合驱后储层岩石润湿性会发生改变,亲油性储层岩芯可反转为亲水润湿性;敏感性实验表明,三元复合体系对储层不同敏感性造成不同影响,主要表现在驱后水敏性增加但速敏性、酸敏性、碱敏性等有所降低。对储层孔渗统计分析表明,三元复合驱后岩芯孔隙度和渗透率绝对值均有所增加,且二者相关性较好;结合原子力显微镜对岩芯微观孔隙结构的观测结果进一步验证了孔渗改善的相关认识。     

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。     

微裂缝超低渗储层的应力敏感实验研究

为了评价应力敏感对微裂缝超低渗透储层渗流的影响,采用微波炉加热方法,制备热应力微裂缝超低渗岩心(钻井取心很难取到微裂缝岩心),近似模拟实际成岩、沉积过程中形成的微裂缝;通过微裂缝岩心的应力敏感性室内实验,进行应力敏感性评价。结果表明:制造的微裂缝能够近似地模拟地层在成岩、沉积过程中形成的微裂缝;微裂缝岩心的渗透率应力敏感滞后程度不明显,应力卸载后渗透率恢复程度高,不存在强应力敏感;对岩石进行应力敏感性评价时,应以地层压力条件下的渗透率为初值,否则会夸大岩石的应力敏感性;在微裂缝低渗透岩心中,随着微裂缝所占导流能力的增加,微裂缝岩心的渗透率滞后恢复程度越高;应力敏感性对微裂缝超低渗储层的产能影响很小。     

渭北长3裂缝性致密储层渗流特征及产能研究

为了研究基质与天然裂缝系统的渗流特征及其对产能的影响,以渭北油田长₃典型裂缝性致密储层为研究对象,通过核磁共振和室内测试综合实验,测定了储层渗流启动压力梯度的大小,基质和裂缝岩芯孔隙结构随围压的变化规律,基质和裂缝岩芯孔隙度随有效应力的变化规律及应力敏感系数,建立并验证了考虑启动压力梯度、基质与裂缝应力敏感差异的多级压裂水平井产能模型,分析了启动压力梯度、基质和裂缝应力敏感性对产能的影响规律。结果表明,拟启动压力梯度随着岩芯流度的降低而不断增加;裂缝岩芯的孔隙度应力敏感及渗透率敏感性均强于基质岩芯;基质应力敏感性对产能的影响更显著。因此,渭北长₃裂缝性致密储层的有效开发,应该考虑降低基质应力敏感性和启动压力梯度的影响。     

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。     

不同渗透率储层应力敏感性试验对比

针对低渗油气田开发中存在的应力敏感性损害,选取天然储层岩心,开展不同渗透率储层应力敏感性试验对比研究,建立渗透率与有效应力之间的数学关系。对应力敏感性损害机制进行分析。基于平面径向流渗流理论,计算应力敏感性损害对低渗油田产能的影响。结果表明:随有效应力增加,中、高渗储层属于"缓慢下降"型应力敏感性损害模式,储层损害程度较弱;低渗、超低渗储层则属于"先快后慢"型应力敏感性损害模式,储层损害程度较强;储层孔喉结构特征及其尺寸分布是储层应力敏感性损害的主要控制因素;在油井井壁附近存在"渗透率漏斗",一定程度上影响了油井产能。     

吉林油田火山岩特低渗气藏应力敏感性及成因研究

以吉林油田长岭火山岩气藏基质岩心、裂缝充填岩心、裂缝-基质岩心为研究对象,进行了油藏条件下的应力敏感实验,以储层原始有效覆压下的渗透率为基准渗透率评价了该火山岩气藏的应力敏感程度,并与传统评价方法进行了对比.研究结果表明:火山岩裂缝-基质岩心具有中等偏强的应力敏感性,基质岩心和裂缝充填岩心应力敏感程度较弱.这与用传统方法评价的3类岩心均具有极强应力敏感性的结果偏差较大,火山岩中天然缝和人工缝的闭合是造成应力敏感性的主导因素.由于有效覆压变化引起的渗透率损失主要在低有效覆压范围内(<20 MPa),而这种情况在整个油气藏开发期内可能并不会存在,因此认为新评价方法更加具有应用价值.     

高含水油藏深部调剖驱油机理实验研究

为改善低渗油藏高含水期水驱开发效果,在室内应用CT扫描技术开展了岩心深部调剖驱替实验研究,获得了不同时刻岩心内油水分布状态信息,探索了深部调剖驱油机理。实验结果表明,一次水驱过程,注入水主要在高渗层内以活塞式向岩心深部推进,形成水驱优势通道,引起无效水循环;低渗层内水驱波及体积较小,仅波及到岩心第27个切片处。后续水驱过程,改性淀粉凝胶保持很好的完整性并有效封堵高渗层,注入水不仅启动了凝胶正上部的低渗层剩余油区域而且扩大了岩心入口端低渗层波及体积。高渗层采收率首先受驱替效率和波及效率共同影响,当波及效率不在增加,采收率的大小取决于驱替效率的大小;低渗层采收率一直受驱替效率和波及效率共同影响,且波及效率发挥主要作用。后续水驱过程低渗层起主导作用,采收率增加了15.1%。     

非均质油藏水驱后剩余油分布实验研究及潜力评价

为更好揭示非均质油藏水驱后剩余油分布规律和动用条件,在冀东油田非均质性强的不同区块中,通过改进电阻率测试含油饱和度的方法,研究了影响电阻率与含油饱和度对应关系的主要因素,开展了在不同非均质性岩心中水驱后聚合物驱的不同位置含油饱和度对比实验。结果表明:渗流速度对饱和水的岩心电阻率曲线影响不大;地层水矿化度对水驱中岩心电阻率影响较大,矿化度从1 629 mg/L增加到3 847 mg/L时,岩心电阻率下降了10~10~2数量级;在矿化度一定条件下,渗透率越低,喉道间彼此连通的概率越小,宏观上的岩心电阻率越高;对于纵向非均质油藏,水驱后开采潜力区域为正韵律分布下中渗层的远井地带和低渗层;且随非均质程度的增强,水驱后该区域开采潜力越大;对于纵向非均质油藏水驱后聚合物驱,使高渗层的含油饱和度从0.55~0.58降低到0.28~0.38,使中渗层含油饱和度从0.87降低到0.58~0.63,降低幅度为33.33%~49.09%;使低渗层的含油饱和度从0.92~0.95降低到0.66~0.83,聚合物驱能很好的携带中高渗层的残余油滴,对低渗层远井地带动用效果较差。     

致密砂岩孔隙尺度应力敏感分析

油田开发过程中,有效应力随地层压力减小而增加,储层岩石发生形变,孔隙度及渗透率降低,应力敏感现象明显。基于应力敏感实验以及岩心CT扫描图像,采用MIMICS和ANSYS软件,利用有限元方法从孔隙尺度对致密砂岩岩心单轴受力及三轴受力过程进行模拟,分析了应力条件下孔隙结构的变化规律。结果表明:非均质性对储层应力敏感具有明显影响;单轴应力作用下,岩心孔隙边缘和孔隙连接处存在应力集中现象;节点位移呈层状分布且受应力传递的影响;三轴应力作用下,岩心骨架受力变形,孔隙概率分布左移,导致平均孔径、孔隙度及渗透率损失。孔隙度越高,其平均孔径降低幅度越大,即孔隙度降低幅度越大。     

低渗透油藏三相流油井流入动态研究

针对低渗透油藏具有启动压力梯度和应力敏感性的特性,考虑油相相对渗透率、原油黏度、原油体积系数随压力变化,建立了考虑应力敏感性和启动压力梯度影响的低渗透油藏三相流油井流入动态方程,分析了影响流入动态曲线形态的因素.其结果对开发低渗透油田的油井流入动态预测具有实际指导意义.     

AS油田WY区特低渗透油藏水淹层评价方法

AS油田WY区特低渗透油藏的原始地层水矿化度很高,长期注淡水开发导致油层的电阻率呈现不对称U型曲线特征,强水淹油层的电阻率甚至高于原始油层的电阻率。特低渗透油藏水淹规律的影响因素复杂以及受储层本身特征的影响,适合中、高渗储层剩余油评价测井方法不适用于特低渗透水淹层评价。在岩电实验的基础上,明确了特低渗透油藏淡水驱水淹层机理。即当注入淡水的电阻率大于地层水电阻率时,且当其比值足够大时,水淹层电阻率明显高于原始油层,即出现U型曲线现象。根据常规测井曲线及岩芯分析资料,通过地层水矿化度与自然电位幅度、电阻率、声波时差等测井曲线组合进行了水淹层定性识别,探讨了地层混合液电阻率的求取方法,建立了淡水驱水淹层的定量解释模型。解释结果与试油投产符合率达85%以上。