关于砂岩气藏储层应力敏感性研究与探讨

为了研究砂岩气藏开发过程中岩石应力敏感性特征及其对生产指标的影响,结合常规钻井取心过程中岩石应力变化过程以及气藏衰竭开采过程孔隙压力下降特征,建立了砂岩气藏储层岩石受力物理模型,分析了气藏开发过程中储层岩石应力“时、空”变化特征,测试了苏里格、须家河等气田储层岩石渗透率应力敏感性;再结合典型低渗致密砂岩气藏储层物性及地质特征,选取不同渗透率岩心进行组合,建立了气藏开发物理模拟实验流程和方法,开展了气藏衰竭开采模拟实验,研究了储层岩石应力敏感性对气井稳产能力、产量递减特征、储量动用速度及采出程度等气藏开发指标的影响,取得了一些新认识,对砂岩气藏科学开发具有一定指导意义.     

考虑应力敏感的低渗致密砂岩气藏数值模拟研究

致密砂岩气藏存在不同程度的应力敏感性,影响基质与裂缝渗流能力,为明确其对大牛地气田影响程度,本文通过应力敏感性室内实验与数值模拟综合研究,评价了基质储层与含压裂裂缝储层条件下应力敏感效应对分段压裂水平井生产效果的影响。研究表明:储层存在渗透率滞后效应,有效应力降低后,渗透率无法恢复到初始值;含压裂裂缝储层的应力敏感强于基质储层,气井配产越高,储层的应力敏感效应越强,为避免较强的应力敏感效应影响开发效果,致密砂岩储层气井配产不宜过高。该研究成果能为致密砂岩储层气井合理配产研究提供参考依据。     

低渗砂岩气藏应力敏感性特征及产量影响预测——以S6区为例

低渗砂岩气藏开发过程中有效应力增加所带来的渗透率应力敏感损害是导致气井产量快速递减的一个重要原因,故对应力敏感性损害机理研究能够为气层保护工作提供合理依据。在考虑不同岩性、裂缝、含水饱和度和伤害恢复等因素的同时,对S6区气田低渗砂岩应力敏感性进行了评价,指出水的存在对低渗砂岩气藏应力敏感性具有强化作用;裂缝岩样的渗透率应力敏感程度远大于基块;理论计算表明,在实际生产中井底存在渗透率漏斗,压敏效应对气井影响显著。     

鄂尔多斯盆地大牛地气田致密砂岩气层应力敏感性综合研究

致密砂岩气藏开发过程中有效应力增加所带来的渗透率应力敏感损害是导致气井产量快速递减的根本原因,故对应力敏感性损害机理研究能够为气层保护工作提供合理依据。在考虑岩石组分、裂缝、温度、含水饱和度和施压次数等因素的同时,对大牛地气田致密砂岩应力敏感性进行了评价,指出随岩屑含量增加和温度升高,致密砂岩应力敏感性增强,温度与有效应力联合作用使致密砂岩应力敏感性更强,水的存在对致密砂岩应力敏感性具强化作用;重复施压过程造成致密砂岩渗透率不断降低,裂缝岩样的渗透率应力敏感程度远大于基块;采用屏蔽暂堵储层保护工作液技术能够减轻致密砂岩气层的应力敏感性损害。     

致密砂岩气藏垂直压裂井拟稳态流动产能分析

基于致密砂岩气藏中气体非达西渗流特征,考虑应力敏感效应的影响,推导了致密砂岩气藏在拟稳态流动阶段的垂直裂缝气井产能方程,并得到了气井无阻流量计算式。实例计算结果表明:受到应力敏感效应影响,气井产能向压力轴弯曲,在相同的生产压差下,气井产量比不考虑应力敏感效应的产量低;应力敏感系数越大,产能曲线弯曲越早、弯曲度越大,气井产量越低,产量下降率越大;应力敏感系数越大、基质有效渗透率越低、裂缝半长越小、裂缝导流能力越小,垂直裂缝气井的产量越小。为保证垂直压裂气井的开发效果,压裂作业应尽量布置在基质渗透率较高的区域。     

河坝飞仙关气藏储层应力敏感性及其对产能的影响

河坝飞仙关气藏是一个裂缝孔隙型异常高压气藏,地层压力系数高达2.3。试采过程中,气井产能下降明显,表现出一定的应力敏感。通过对河坝飞仙关气藏储层岩石渗透率应力敏感、压差对渗透率应力敏感影响、渗透率可恢复性等室内岩心试验研究,结果表明:河坝飞仙关气藏储层渗透率敏感性强,渗透率损害率高达60%;渗透率永久性变形率较大,可恢复程度低;压差对渗透率敏感影响大,压差越大,渗透率敏感性越强,永久变形率越大。结合现场生产分析表明:应力敏感对河坝飞仙关气藏开发的影响大,气井产能下降快,地层压力降到20MPa时,产能下降了66%;对于河坝异常高压气藏开发,确立合理生产压差,减缓应力敏感对储层渗透率及气藏产能的损害,确保气藏在合理生产压差及合理产量下生产十分必要。     

低渗气藏产水气井流入动态研究

在低渗气藏开发过程中,储层应力敏感效应、气体滑脱效应以及产水是影响气井产能的重要因素。基于平面径向渗流原理,考虑储层应力敏感、气体滑脱效应以及气井产水,通过定义气水两相拟压力,推导出了低渗气藏中综合考虑储层应力敏感、气体滑脱效应以及产水条件下气井二项式产能公式。实例分析表明,产水以及储层应力敏感效应均使气井产能大大降低,而滑脱效应使气井产能增大,但影响较小。     

考虑压敏效应的气井产能预测新方法

在气藏开发过程中,随着储层压力的下降,有效应力随之增加,引起气藏渗透率和产能的降低。基于岩石本体有效应力理论,对源于Terzaghi有效应力的渗透率应力敏感状态方程进行修正,在达西渗流理论基础上,结合岩心应力敏感实验,推导出考虑渗透率应力敏感的气井产能方程,提出了一种新的产能预测思路。通过实例分析了压敏效应对气井产能的影响,结果表明:渗透率应力敏感伤害对气井产能影响明显,压敏效应越强,气井产量降低越严重。     

考虑水锁损害的致密砂岩气藏产能分析

致密砂岩气藏在钻井、完井和储层改造过程中容易受到水锁损害,影响气井产能。基于对流扩散模型,分析了液相侵入深度随时间的变化。基于Forchheimer渗流方程,建立了考虑水锁损害的致密砂岩气藏直井二项式稳态产能模型。分析了紊流效应、启动压力梯度、渗透率应力敏感和水锁损害范围及其程度对气井产能的影响。结果表明水锁损害造成液相侵入区气相渗透率减小,导致井周压降梯度和启动压力梯度显著增加。水锁损害造成的产气量降低远大于非达西效应、启动压力和应力敏感的影响。液相侵入初期造成的气井产量降低最为明显,随液相侵入深度的增加,产气量先急剧降低,然后趋于平缓。水锁损害范围和损害程度越大,气井产量降低越多。     

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。     

一种新的考虑应力敏感影响的三项式产能方程

低渗透气藏存在较强的应力敏感性,对大量岩石实验数据回归研究表明,幂函数渗透率应力敏感性经验方程相关性相对较好,但是利用该关系式来研究低渗透气藏气井产能的报道还较少。利用幂函数渗透率应力敏感性经验公式,综合考虑渗透率应力敏感效应、启动压力梯度、紊流效应和表皮系数,建立了一个新的适用于低渗透异常高压气井的三项式产能方程。不同参数组合情况下的气井流入动态曲线对比研究结果表明,应力敏感性、启动压力梯度和紊流效应对低渗透气藏气井产能的影响较大,在产能评价研究时必须予以考虑。     

应力敏感对低渗砂岩储层气井生产影响研究

低渗砂岩气藏通常气井产量低、压力下降快、稳产能力差，除砂体发育非均质性强、储量丰度低等因素影响外，储层应力敏感也是造成气井生产效果差的重要原因。储层物性动态监测证实，低渗砂岩储层渗透率随孔隙流体压力下降而变低；通过全直径岩心应力敏感实验，研究岩心渗透率随有效应力的变化规律，建立渗透率比值与有效应力之间的关系；在平面径向流假设条件的基础上，建立存在应力敏感条件下的产量公式与压力公式，定量分析应力敏感对气井产量和压力的影响，据此提出合理的生产措施。     

致密砂岩气藏应力敏感性及其对产能的影响

前人普遍采用的变围压定内压的应力敏感实验方法并不适用于致密气藏,为了研究应力敏感对致密砂岩气藏开发的影响,对苏里格致密气藏岩样进行了定围压变内压的应力敏感性实验。致密气藏存在较强的应力敏感性,储层渗透率越低,应力敏感性越强。通过对实验数据进行拟合,无因次渗透率与无因次净围压数据符合乘幂关系,并定义乘幂关系式指数的负数为致密气藏应力敏感性系数。同时得出苏里格气田某区块储层渗透率与应 力敏感系数的经验公式,可由此式求得该区块不同渗透率储层的应力敏感系数。建立了考虑应力敏感效应的致密砂岩气井产能方程,应力敏感对致密气井产能有较大影响,随着井底流压的下降,应力敏感对产能的影响逐渐增大,因此有必要避免过快地降低井底流压。     

致密砂岩气藏水锁效应机理探析——以苏里格气田东南区上古生界盒8段储层为例

水锁效应是影响气井生产开采的重要因素,在低渗透、特低渗透的致密砂岩气藏中,由于孔喉细小,水锁效应影响更加显著。根据致密砂岩气藏储层岩石中液相流体的开采前后受力特征;探讨了致密砂岩气藏生产过程中水锁效应的发生机理。利用高压压汞、气水相渗等实验分析资料,分析了压力与含水饱和度以及气相相对渗透率的关系;结果表明:压力与含水饱和度呈良好的指数关系,而压力与气相相对渗透率呈明显对数关系。随着生产压差的增大,会导致含水饱和度的升高,而含水饱和度的升高使得气相渗流能力降低,最终造成了水锁伤害程度的加重。合理的控制生产压差对于减轻气井生产过程中水锁效应,延缓气井见水有着重要意义。     

异常高压低渗透气藏储层应力敏感性对气井产能的影响

异常高压低渗透致密气藏由于其自身的地质特征,在衰竭式开发过程中表现出较强的储层应力敏感,特别是渗透率应力敏感会明显影响气藏的开发效果。在渗流力学理论基础上建立了考虑应力敏感的三维气、水两相流数值模型,并编写了相应的数值模拟软件。模拟计算结果表明：随压力下降,岩石形变对低渗透储层的影响明显要高于对高渗透储层的影响;储层渗透率越低,应力敏感就越强,导致气井所需生产压差就越大,使得气井对地层能量的利用率越低,故由应力敏感所导致气井产能的损失就越大;异常高压气藏由于原始地层压力高,有效应力变化范围大且变化的下限低,导致储层岩石具有更强的应力敏感。因此在异常高压、低渗透、特低渗透气藏开发中应充分考虑储层应力敏感的影响,并针对不同渗透率的储层制订相应的开发对策,使开发方案能更加准确地指导该类气藏的开发。     

鄂尔多斯盆地北部致密砂岩气藏应力敏感性实验评价

鄂尔多斯盆地北部致密砂岩气藏具有低孔、低渗、低压的特点，气藏准确评价及经济开发难度较大。以气层原地有效应力点为基准进行应力敏感性评价，能够客观反映气层原地物性特征及开发中孔隙压力下降带来的渗透率损害程度。文章以鄂尔多斯盆地北部上古生界致密砂岩为研究对象，分基块及裂缝岩样进行应力敏感性实验。实验评价结果表明，致密砂岩渗透率损害程度随有效应力增加而增加，裂缝岩样应力敏感性损害程度比基块更强．生产压差较大时储层渗透率降低过快，对致密砂岩气藏稳产和提高最终采收率不利。     

非达西效应对低渗气藏气井产能影响研究

针对低渗气藏的渗流特征,以高速非达西渗流理论为依据,考虑应力敏感、启动压力梯度及滑脱效应等因素,推导出相应气井产能方程,以此为基础对低渗气藏气井的产能规律进行研究。研究结果表明:低渗气藏地层压力、渗透率分布曲线的形状均呈"漏斗"状;启动压力梯度和渗透率变形系数越大,地层压力下降越快,滑脱因子越大,地层压力升高越快;气藏渗透率主要受滑脱效应和应力敏感交互影响,滑脱效应使气井产能增大,且随着滑脱因子增大,气井产能不断增加,井底附近的压力敏感导致的"应力污染"现象最明显。     

STRESS SENSITIVITY EXPERIMENTS OF VOLCANIC RESERVOIRS IN JUNGGAR BASIN

研究油气藏开发过程中地层压力下降导致的储层应力敏感性对于保护储层具有极其重要的意义.准噶尔盆地KLML火山岩气藏储层埋藏深、岩石类型复杂、物性差,属于典型的低孔低渗储层.为了搞清火山岩气藏开发过程中的储层物性变化规律,对准噶尔盆地KLML气田的6口井19块岩心样品进行了渗透率应力敏感性实验.结果表明,火山岩岩石一般都存在不同程度的应力敏感性,致密储层的应力敏感程度较弱,裂缝发育的岩石应力敏感性较强,火山岩气藏开采过程中岩石所受的Terzaghi有效应力和本体有效应力差别较大.     

川西深层气藏岩石应力敏感特征及对产能影响

为了解致密砂岩储层生产过程中有效覆压变化对渗透率的影响特点,在不同有效覆压水平下,进行了致密砂岩岩样渗透率实验.实验结果表明:致密砂岩岩样的渗透率随有效应力的增加而减小,但减小趋势中存在一个拐点区间,拐点区间前渗透率随有效覆压的增加下降幅度较大,拐点区间之后则下降幅度趋于平缓.压力恢复实验则显示了岩石由于部分塑性变形导致的应力敏感伤害成为一种永久的、不可逆的伤害.通过对实验数据进行拟合分析,建立起了有效覆压与渗透率之间的乘幂式关系.在平面径向流假设条件的基础上,考虑储集层应力敏感性影响,推导出了新的产能方程,定量计算分析了应力敏感对气井产能的影响,对深入研究川西地区致密砂岩气藏开发动态和气田配产方案具有一定的指导意义.     

考虑应力敏感的气井非达西渗流产能方程

储层应力敏感性是低渗透气藏普遍存在的现象,通过实验的方法研究了低渗透气藏储层岩样围压与渗透率的变化规律.基于此规律推导了考虑应力敏感和非达两渗流共同影响下的气井产能方程,研究了储层应力敏感对气井无阻流量的影响程度.研究结果表明:储层的应力敏感会导致气井无阻流量降低,储层的应力敏感性越强,气井无阻流量降低的幅度越大.实例计算结果显示考虑应力敏感时,苏X井无阻流量与不考虑应力敏感相比降低了13%左右.该研究对确定低渗透气藏产能及制定气井合理生产制度有一定的指导意义.