致密低渗气藏储集层应力敏感性试验

致密低渗气藏开发过程中储集层存在应力敏感,不同的试验方法评价结果差异很大。用3种不同的试验方法分别对大牛地致密低渗气藏5个储集层岩心进行应力敏感性试验评价,通过对试验结果和气藏实际生产过程中应力变化规律的综合分析,选定了比较能够反映致密低渗气藏开采过程中储集层应力敏感变化特征的两种试验评价方法。     

大牛地气田储集层应力敏感性研究

大牛地气田具有低渗、低产、低压、低丰度的特征，而低渗透气藏常伴随着应力敏感性影响。为了研究大牛地致密气藏的应力敏感性，特别是多次开井和关井条件下的应力敏感性，开展了闭合回路下的应力敏感实验研究。结果表明，低渗透砂岩储层的应力敏感性是客观存在的，而且这种应力敏感性对储层渗透率造成的伤害不可忽视。随着有效压力的升高，渗透率逐渐降低，并且在有效压力升高的早期渗透率降低的幅度最明显，在后期则趋于平缓；而在有效压力恢复过程中，渗透率不能恢复到原来大小，即应力敏感对渗透率的伤害具有永久性。研究结论为大牛地气田开发方案的制定提供了依据，也为其它低渗透气田的开发提供参考。     

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文章具体实测了克拉2异常高压气藏岩样不同覆压下的渗透率，根据其实测结果拟合出渗透率的应力敏感性幂函数表达式，总结了岩石渗透率随气藏压力或有效覆压的变化规律。考虑渗透率变化对气藏产能的影响，推导出新的产能方程。研究表明：克拉2气藏岩样应力敏感性高于大庆油田岩样，具有异常高压气藏岩石欠压实的特点。岩样的应力敏感性使产能降低，在克拉2气藏的条件下，考虑应力敏感时的绝对无阻流量是渗透率为常数时的70％左右。该研究对深入了解异常高压气藏的产能及预测异常高压气藏的开发动态和采收率有一定意义。     

低渗致密砂岩气藏储层应力敏感性试验研究

由于低渗致密砂岩气藏低孔、低渗特征,采出流体时地层压力下降,导致储层渗透率明显降低,储层岩石出现应力敏感效应,气体渗流阻力增大,最终影响气井产能。本文以大牛地低渗致密砂岩气藏储层岩样为例,从室内试验出发,结合储层岩性及微观结构特征,分析储层孔隙度、渗透率应力敏感程度与产生机理。试验结果表明,低渗致密砂岩气藏储层岩石变形更多属于弹塑性变形,渗透率应力敏感性较强,最终形成永久性、不可逆的伤害,导致气井产能大幅度降低。采取常规措施放大气井生产压差来保持气井高产加剧应力敏感效应,需要采取水平井压裂、酸化等措施减小或解除储层应力敏感性。     

低渗透气藏应力敏感性分析及对开采的影响

针对低渗透气藏压敏效应较强，随着储层压力的下降，有效应力不断变化，引起气藏产能逐渐降低的特点，通过固定围压，改变内压（四升四降内压）的方法来研究内压变化对储集层渗透率的影响，同时分析评价渗透率的应力敏感性。根据实验结果，采用数值模拟软件对苏里格气田的1口低渗气井进行研究，近似模拟考虑和不考虑应力敏感条件下生产指标的变化，以及间歇式开采和波动式开采对气井生产动态的影响，从而综合分析应力敏感现象在低渗透气藏开采过程中的影响程度，为低渗透气藏的合理开采提供参考。     

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应力敏感性是指骨架应力和孔隙流体压力共同作用产生的压差对微观孔隙结构的影响。低渗透储层的孔隙结构比高渗透储层的更加复杂，这种复杂性增加了岩心受压行为的复杂性。随着生产的进行，储集层压力下降，有效压力也不断变化，而有效压力的大小决定了应力敏感性的严重程度。在压力敏感性实验过程中，文章采用改变围压的方法来近似地模拟储层所承受压力的变化，主要研究了压力变化对储集层渗透率的影响。根据实验结果，建立了有效压力与储集层渗透率之间的经验关系式，并以此为基础，推导出考虑压力敏感性时的低渗透砂岩气藏的产能公式与压力分布公式，并据此分析了压力敏感性对低渗砂岩气藏产能的影响。     

考虑应力敏感性的低渗透气藏气井产能分析

低渗透气藏储层在开发过程中,由于受到的净覆压差增大,储层孔隙度、渗透率等物性会随之降低。结合国内某低渗气藏的室内岩心实验,用实验数据拟合回归出了孔隙度与净覆压的二次多项式,建立了覆压渗透率与净覆压、常压渗透率的经验公式。根据Forchheimier非达西渗流公式,建立了气藏在考虑应力敏感性时的二项式产能方程,对比分析了常压渗透率与覆压渗透率下的单井产能。结果表明,考虑应力敏感的气井,无阻流量降低了12.3%,累积产气量减少20.5%。     

低渗致密气藏束缚水条件下应力敏感性

目前对应力敏感性研究主要是针对不含束缚水的储层,而低渗致密气藏普遍含有束缚水,束缚水条件下的应力敏感性研究对于气藏的合理开发有重要的意义。对选自苏里格低渗致密气藏的岩心建立了不同的束缚水饱和度,应用高压加湿器保证气体渗流实验中束缚水饱和度不发生变化,采用定围压变内压的方法进行了束缚水条件下应力敏感性研究。束缚水条件下低渗致密气藏具有较强的应力敏感性,渗透率越小,束缚水饱和度越高,应力敏感性越强。通过实验研究了应力敏感性系数与储层绝对渗透率和束缚水饱和度的关系,得出了定量表征苏里格低渗致密气藏束缚水条件下应力敏感性系数的公式。在此基础上建立了束缚水条件下低渗致密气藏考虑应力敏感性的产能模型,通过计算不同束缚水饱和度下的气井产能,发现应力敏感性会造成气井产能的损失,并且束缚水饱和度越高,应力敏感造成产能损失越大。因此控制压力下降速度或者降低储层束缚水饱和度可以减少应力敏感性对低渗致密气藏开发的影响。     

克拉-2异常高压气藏岩石应力敏感性测定及其对产能的影响

克拉-2气藏是深层异常高压气藏(气层压力74.5MPa,压力系数2.022),由于异常高压气藏岩石物性特点及其变化特征必将对气藏生产动态产生一定影响,本文进行相关的研究和探索。实测了克拉-2异常高压气藏岩样不同覆压下的渗透率,根据实测结果拟合出渗透率的应力敏感性幂函数表达式,总结了岩石渗透率随气藏压力或有效覆压的变化规律。考虑渗透率变化对气藏产能的影响,推导出新的产能方程。研究表明:克拉-2气藏岩样应力敏感性高于大庆油田岩样,具有异常高压气藏岩石欠压实的特点。岩样的应力敏感性使产能降低,克拉-2气藏条件下考虑应力敏感时的AOF是渗透率为常数时AOF的70%左右。该研究对深入了解异常高压气藏的产能及预测异常高压气藏的开发动态和采收率有一定意义。     

不同含水饱和度下应力敏感性对致密低渗气井产能影响分析

致密低渗储层具有很强的压敏性,水的存在降低了渗透率,使得储层的应力敏感性加强。通过在不同含水饱和度下对岩样进行不同有效压力的渗透率测试实验,回归出了渗透率与有效压力的关系式,结合平面径向渗流理论推导出气井的产能方程,可计算不同应力敏感系数下的无阻产量。实例计算表明：含水饱和度越高,渗透率越低,应力敏感性越强,气井产能越低,考虑了应力敏感性的产能是不考虑应力敏感性产能的30％～83．3％。图4表2参6     

低渗致密气藏产能预测方法

与常规气藏相比,低渗致密气藏具有低孔、低渗、含水饱和度高等特点,其产能评价方法与常规气藏有很大不同。影响低渗气井产能的因素主要有启动压力梯度、应力敏感性和滑脱效应。文中针对低渗致密气藏的渗流特点,推导了考虑启动压力梯度、应力敏感性、滑脱效应的气井产能方程,只需对该产能方程两端求极限,即可得到其他形式的产能方程;结合具体实例,对产能测试资料进行分析,结果表明,所推导的低渗致密气藏产能方程及产能测试资料处理方法准确可靠,可广泛应用于低渗致密气藏的产能评价。     

致密低渗透气藏气井产能预测新方法

具有启动压力梯度和应力敏感特征的致密低渗透气藏气井产能的预测与生产压差的确定,对气井的生产能力评估、合理工作制度的制订具有重要意义,目前还没有能同时考虑启动压力梯度、应力敏感、非达西流动的产能预测方法。在建立同时考虑启动压力梯度、应力敏感、非达西流动的稳态产能预测模型基础上,分析了具用这类特征的致密低渗透气藏中稳态压力分布、渗透率分布和气井IPR曲线特征,计算了气井合理生产压差。研究结果表明：①要达到相同的产量,对存在启动压力梯度、应力敏感效应的气藏而言就需要具有更大的压差来生产;②应力敏感效应越强,气井生产压差就应越小。     

应力敏感性对低渗透气井产能的影响

我国低渗透气藏资源丰富,是今后天然气开发的重要领域。然而,低渗透气藏在开发中具有较强的应力敏感性,影响气藏的产能建设,因此,认清应力敏感性对低渗透气藏产能的影响是开发的基础。文中在对低渗透气藏岩心进行应力敏感伤害实验研究的基础上,考虑气藏含气饱和度为100%和不同含水饱和度的情况,模拟分析了在低渗透气藏开发过程中应力敏感性所产生的渗透率变化规律,从而得出在不同应力敏感系数和不同渗透率情况下应力敏感性对气井产能的影响程度,为低渗透气藏合理开发提供依据。     

低渗透气藏水平井产能计算新公式

低渗透气藏由于储层的特殊性,常出现应力敏感、启动压力梯度、高速非达西效应等现象。因此,在低渗透气藏水平井产能分析时,应该考虑这些因素的影响。通过保角变换方法,推导得到同时考虑高速非达西效应、应力敏感和启动压力梯度的低渗透气藏水平井产能新公式。研究结果表明:高速非达西效应、应力敏感、启动压力梯度将使低渗透气藏水平井产量减小;在同一井底压力下,随着应力敏感系数、启动压力梯度的增加,水平井产量降低。该公式对应力敏感性较强的低渗透气藏的开发具有重要的指导意义。     

应力敏感低渗气藏非线性渗流特征研究

低渗透气藏开发过程中,因储层压力的下降所引发的渗透率应力敏感性不可避免。为了研究应力敏感条件下低渗气藏非线性渗流特征,基于Forchheimier二项式运动方程,建立了低渗气藏产能和地层压力分布非线性渗流模型,通过实例计算分析了气井产能、地层压力和渗透率分布特征。研究结果表明:应力敏感系数越高,气井产量降低幅度越大,地层压力损失主要集中在井底附近较小的范围内;压敏效应使渗透率在井底附近损失严重,应力敏感系数越大,渗透率降低幅度越严重。研究成果对应力敏感气藏的产能预测和现场生产指导具有一定的实用价值。     

致密砂岩气藏气水同产水平井产能公式推导及应用

致密砂岩气是具有较大潜力的非常规天然气资源,但由于其具有低孔、低渗特征以及受气井产水的影响,其储层流体的渗流不满足传统达西渗流规律。 基于 Joshi 水平井产能分析理论,考虑气井产水、应力敏感、滑脱效应以及气体高速非达西渗流对产能的影响,定义了气水两相广义拟压力,并根据气水两相渗流理论,推导了致密砂岩气藏气水同产水平井产能计算新公式。 通过实例计算与对比发现,利用新公式计算的无阻流量与试气无阻流量相对误差仅为 6.60% ,验证了该公式的准确性。 敏感性分析结果表明,随着生产水气比以及应力敏感指数的逐渐增大,气井无阻流量逐渐减小,而随着滑脱因子的逐渐增大,气井无阻流量逐渐增大。     

低渗透气藏应力敏感与气井产量分析

低渗透气藏生产井产量及递减规律受生产压差、地层压力变化和储层开发地质条件等多种因素影响。通过试验和分析实际生产动态资料,探讨了应力敏感对储层物性和单井产量的影响,建立了考虑应力作用的数学模型,并获得其无因次产量拉氏空间解,从理论上阐述了应力敏感对气井产量的影响程度。研究表明,低渗透气藏应力敏感对地层渗透能力影响大,进而影响产量及其递减规律。在生产管理中要采取合理的开发技术方案,防止井底地层压力迅速下降导致渗透能力的降低。     

致密气藏压裂水平井产能分析及压裂优化设计

致密气藏储集层渗透率低,孔喉细小,储集层流动条件极差。基于应力敏感性对致密储集层渗透率的影响,建立了致密气藏水平井压裂渗流模型,得到考虑井筒储集效应的无因次压力拉普拉斯空间半解析解。在验证模型正确性的基础上,绘制水平井分段压裂产能变化曲线,对产能影响因素进行分析并设计正交试验,以确定主控因素。研究结果表明：压裂参数中裂缝间改造区域渗透率对产能影响最大,裂缝长度次之,裂缝条数最小。基于该模型对胜利油田某致密气藏储集层压裂进行了优化设计,实例计算结果表明,研究区块在裂缝半长为140 m,裂缝密度为6条/km时,尽量增大裂缝间改造区域渗透率可以获得最佳产量。研究结果对致密气藏水平井压裂设计具有一定的指导意义。     

非线性渗流下低渗气藏压裂井产能评价

气体渗流受启动压力梯度、滑脱效应和应力敏感等多个因素影响,以前的研究没有综合考虑以上因素。针对低渗气藏渗流特征,根据气井压裂后气体渗流规律的变化,基于稳定渗流理论,建立了综合考虑启动压力梯度、滑脱效应和应力敏感等因素的低渗气藏有限导流垂直裂缝井产能预测模型,并利用该模型分析了启动压力梯度、滑脱效应、渗透率变形系数、地层污染等对低渗气藏压裂井产能的影响。研究表明:随着启动压力梯度和应力敏感的增大,气井产能呈近线性下降趋势,其中应力敏感的影响程度更大;随滑脱效应的增大,气井产能呈近线性上升趋势;在低渗气藏压裂参数设计中,增加裂缝长度比增加裂缝导流能力更重要,一定裂缝长度下存在一个最佳的裂缝导流能力;污染带半径增大和污染带渗透率降低都可使气井产能下降,下降幅度随着污染带半径增大和污染带渗透率降低而增大。