低渗透储层应力敏感性研究

虽然目前国内外对于低渗透储层应力敏感性的研究很多,但争论较大,未形成一致的看法。本文从室内实验和理论研究两方面出发,深入研究了低渗透储层的应力敏感性及其变化规律。在此基础上,利用渗透率应力敏感系数,结合分形理论,建立了考虑岩石内部结构、外部有效应力变化等多种因素影响下的渗透率变化规律的公式。研究表明,由于孔隙结构的特殊性,有效应力变化对储层渗透率影响较大,而对孔隙度影响很小。渗透率随有效应力的增加而不断减小,但其程度不断减弱,且存在永久伤害;渗透率越小,应力敏感性越强;同时快速的加压方式比慢速的加压方式对岩石的伤害更大。应力敏感系数可以定量表征岩石应力敏感性的强弱;考虑多种因素影响的预测公式,可以准确反映岩石的应力敏感情况,具有广泛的适用性。     

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。     

低渗透砂岩储层裂缝分布的实验研究

通过对火烧山油田和吉林油田低渗透砂岩储层岩样进行破坏性和非破坏性实验,对不同岩性中裂缝的形成与分布进行了研究,对指导低渗透砂岩储层中裂缝发育规律的认识和预测具有重要的理论和实际意义图４,表２,参２     

超低渗透砂岩平板模型应力敏感性实验

 针对目前超低渗透储层应力敏感性测量存在的问题,本文采用超低渗透露头砂岩平板模型,以地层水为实验流体,在三轴应力相同的条件下,进行了平板模型的应力敏感性实验,并与小岩心的气测和水测应力敏感性实验结果进行对比,研究超低渗透储层的应力敏感性特点.形成了一种新的储层应力敏感性测试方法,研究表明,实验流体的物理性质会影响应力敏感性的评价结果,常规气测应力敏感性的结果偏大.实验岩心的尺寸会影响应力敏感性的评价结果,在本次实验条件下,平板模型的应力敏感性比小岩心的应力敏感性弱;平板模型渗透率变化规律与小岩心水测结果相近,与小岩心气测结果差别较大;平板模型在低有效应力区间的应力敏感性与小岩心水测结果相似,但由于受力不均匀,导致在高有效应力区间的应力敏感性比小岩心水测结果弱.平板模型不同位置的应力敏感性表现不同,应力敏感性在主流线和采出井附近的影响较大,且在低有效应力区间的影响程度大于高有效应力区间.     

应力敏感性低渗透地层渗流规律研究

基于低渗透油藏渗流特征,针对具有应力敏感性的低渗透地层垂直裂缝井,采用三线流分析方法,建立了带有启动压力梯度和渗透率变异系数的渗流数学模型。应用此模型可描述裂缝内和地层内的渗流规律,计算结果表明随着介质变形系数的增大,井底压力-流量关系曲线逐渐偏离线性关系,介质变形系数越大,在相同的井底压力下,渗流流量越小;同时,随着介质变形系数的增大,地层压降幅度也增大,任一流量下,介质变形系数越大,靠近裂缝面位置处的地层压降幅度也越大。     

低渗透砂岩气藏伤害特征分析

低渗透气藏的伤害机理比一般气藏复杂得多.为探究低渗透砂岩气藏的伤害特点,利用低渗透砂岩气藏的天然岩心进行了一系列的室内储集层伤害评价实验,结果表明水锁效应、应力敏感性以及微粒运移是低渗透砂岩气藏伤害的主要因素,而水锁效应最为突出.     

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。     

低渗透砂岩渗流实验与分析

采用FDES-641驱替评价系统对低渗透砂岩的渗流特性进行了实验研究,得出以下认识1)低渗透砂岩在高压力梯度下的低速渗流基本上符合线性渗流规律,但在低压力梯度下会表现出非线性渗流特征;2)随着围压增大,渗透率值降低.     

循环加、卸载速率对砂岩变形和渗透特性的影响

通过煤岩热流固耦合试验系统(THM-2)对砂岩进行循环加、卸载试验,研究加、卸载速率对其变形和渗透特性的影响.结果表明:初始循环时,岩石的轴向变形量△ε1较大,随着循环试验的进行,△ε1趋于稳定,受卸载速率v2的影响较小.加载变形模量和卸载变形模量均逐渐上升,随着循环次数的增加,上升速度逐渐变缓;同一循环内,卸载变形模量大于加载变形模量,且随着加、卸载的进行,差值逐渐减小.加载阶段和卸载阶段渗透率变化量的差值随着循环次数的增加逐渐减小;从第5次循环开始,渗透率曲线呈“∞”形,渗透率演化规律可以用轴向应变的变化特点表征,轴向应变的变化量△εi1受到卸载速率vi2和应力加载上限σimax的综合作用,二者对应变在卸载初期起到积极的促进作用,三者之间的相互关系可用幂函数表达.     

强敏感性低渗透储层的改造模拟实验初探

准噶尔盆地北三台地区白垩系储层中低渗透储层占73.11%,储层中粘土矿物以蒙脱石及无序伊/蒙混层矿物为主,高岭石、绿泥石和伊利石整体含量较低,但局部富集。室内敏感性实验分析表明：研究区低渗透储层具有敏感性复杂、多种敏感性共存的特征,敏感性尤以水敏最强,是造成主力油层低产、无产的直接原因。酸敏实验表明：常规土酸酸化不能有效改善研究区的储层物性,也不能有效降低储层水敏性。针对研究区储层具体特征,筛选配制了配方为8% 盐酸+2% 醋酸+2% 氟化铵+1.5% 粘土稳定剂A+2% 铁离子稳定剂TLJ 的复合解堵液。模拟地层温度、压力条件,进行了水敏样品的解堵改造实验和原样提高渗透率实验,结果表明：对于蒙脱石及伊/蒙混层矿物相对含量高、绿泥石相对含量低的储层,该复合解堵液具有较好的解堵效果和物性改良作用。     

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。     

特低渗砂岩储层温度敏感性实验

温度对特低渗砂岩渗透率的影响存在争议,且温度对砂岩渗透率应力敏感性的影响研究较少。以延长油田
特低渗砂岩岩芯为研究对象,应用室内物理模拟实验研究了不同压力条件下温度对特低渗砂岩渗透率的影响以及温
度对特低渗砂岩应力敏感性的影响。实验研究表明：在高围压（20.0 MPa）下,温度从30 ?C增加到150 ?C砂岩渗透
率几乎不变;在低围压（3.0 MPa）下,温度从30 ?C增加到150 ?C时砂岩渗透率降低了13.47%;温度从30 ?C增加到
150 ?C,储层渗透率应力敏感性伤害程度增加了3.8%,高温条件下比低温条件下应力敏感性增强。     

低渗透砂岩压裂层位优选的测井评价模型

典型的低渗透砂岩储层具有非均质性严重、储层产能受岩性和物性因素影响较大、自然产能相对较低等特点,需要对储层进行改造才能见到较好的效果。水力压裂是低渗透储层增产的有效手段,选井选层直接影响压裂效果,目前油田主要依靠经验选择施工井层,不能保证压裂后获得很好的增产效果。利用测井资料处理分析得到低渗透砂岩储层产能评价的关键参数,可以有效地开展低渗透储层压裂产能预测与层位优选,评价产能改造潜力,指导酸化压裂层位的选取和施工,提高油藏开发效益。利用测井、岩芯及测试等资料,从低渗透砂岩储层的岩石矿物、粘土矿物、钙质胶结物、微观孔隙结构等方面入手,分析了影响低渗透砂岩产能的储层因素,构建了储层精细评价和产能预测的测井优化模型,确定了低渗透砂岩储层压裂层位优选标准和图版,最终实现了对压裂优选层位的分级划分。     

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。     

变围压条件下低渗砂岩储层渗透率变化规律研究

试验研究了低渗透砂岩储层岩石的围压 -渗透率关系和围压 -松弛循环 -渗透率关系 ,试验结果表明 :随围压增加岩石的孔隙结构和骨架结构发生变化 ,引起岩石渗透率的下降 .通过对变围压条件下低渗透岩石渗透率变化规律分析 ,找到了一种新的表征围压 -渗透率关系的公式——指数函数线性组合 ,对 5个低渗透区块的 3 1组岩石样品试验数据进行对比和验证 ,该指数函数线性组合的拟合误差在± 5 %以内     

低渗砂岩地层因素的应力敏感研究

为探究有效应力变化对鄂尔多斯盆地低渗砂岩储层地层因素的影响,实验测试7块岩芯样品在围压（p_c）和内压（也称作孔隙压,p_p）变化下的地层因素。基于Biot有效应力定义,结合响应面函数对实验数据进行分析,发现采用响应面割线法得到的有效应力系数（α）更能准确地表征有效应力,同时发现α并非为1.00的常数,而是分布在0.04～0.60并与围压和内压呈现一定函数关系。明确了低渗砂岩储层地层因素随有效应力的非线性变化规律,发育的微裂缝是导致有效应力非线性变化的主要因素。基于岩芯微观结构建立等效微裂缝模型,结合岩电理论,推导出地层因素与有效应力间的函数关系,表征了低渗透砂岩储层非线性有效应力作用下地层因素的变化规律。     

裂缝在吉林两井低渗透砂岩油田开发中的作用

在研究吉林两井低渗透砂岩油田裂缝分布特征与发育规律的基础上 ,探讨了裂缝对该区油气富集规律、可动流体饱和度分布、渗流作用、开发井网部署、注水效果和压裂缝展布等方面的影响 .结果表明 :该区主要发育 4组高角度构造裂缝 ,由于各组裂缝密度及现应力场影响下的开度不同 ,引起裂缝渗透率各向异性 .随着裂缝密度增大 ,油气的富集程度和可动流体饱和度增高 .在注水开发中 ,由于裂缝的高渗透性、渗透率非均质性和压力敏感性特征 ,影响油田开发方案的部署 .天然裂缝控制了整个渗流系统 ,人工压裂缝主要起改善东西向渗流通道的作用 .各组天然裂缝及其渗透性的综合评价 ,是该低渗透砂岩油田合理开发的主要地质依据     

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。     

低渗气藏多次应力敏感测试及应用

低渗透气田在我国已开发气藏中占有相当大比例,应力敏感性对气田开发的影响已逐渐引起人们重视。针对目前大多数低渗透气田应力敏感测试仍然采用定内压变围压测试方式所存在的与实际气田开发过程中内压变化上覆压力恒定的变化规律不一致的问题,研究提出了变内压定围压测试方法,采用该方式测试低渗透岩芯在净上覆压力六升六降过程中应力敏感性,并应用测试的应力敏感曲线对低渗透气井试井特征及单井生产动态进行研究。结果表明：变内压定围压测试方法更接近于气田实际压力变化过程;（不）考虑应力敏感试井分析两者在试井特征曲线第II阶段相差较大,五开五关试井分析表明渗透率应力敏感效应的存在对气藏的开发是不利的;应力敏感对单井模拟井底流压影响很大,考虑应力敏感时,气井生产压差明显增大。因此,在低渗透气田开发过程中,必须注意应力敏感对气田开发的影响。