碳酸盐岩岩心应力敏感性实验研究

储层岩石渗透率受应力变化而减小的现象称为储层岩石的应力敏感性.研究岩石应力敏感性对于研究使用合理开采制度,保持油气井产能以及储层岩石物性的实验室分析都具有重要意义.本文通过岩心流动实验,研究分析了升降压稳定时间、升降压幅度、岩心克氏渗透率、岩心空隙结构等因素对碳酸盐岩储层岩石应力敏感性的影响,研究总结了碳酸盐岩应力敏感性的一些特点,提出了进行储层岩石应力敏感性研究的几种实验方法,为储层岩石应力敏感性的研究和应用提供了实验依据.     

低渗透储层应力敏感性评价影响因素分析

低渗透储层岩性致密、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油气井产能.目前,一般通过室内物理模拟实验评价渗透率应力敏感性.从实验条件、渗透率基值以及岩石固有属性等方面对应力敏感性评价结果的影响因素进行了深入剖析.结果表明,流动介质、含水饱和度、加压方式和渗透率基值等是影响应力敏感性实验结果的外因,渗透率、粘土矿物含量和孔隙类型是影响应力敏感性实验结果的内因.为了保证应力敏感性评价结果的正确性,在进行物理模拟实验的同时,还应结合评价区块的实际情况,选择合理的实验条件、渗透率基值以及有代表性的岩心.     

超低渗透砂岩储层应力敏感性实验

采用全自动岩心驱替系统,应用双重有效应力理论对鄂尔多斯盆三叠系超低渗露头全直径岩心进行应力敏感性评价。实验结果表明：在使用变内压定围压方法进行实验时,由于压力传感器和压差传感器在较大压力变化范围内存在零点漂移问题,会导致完全错误的实验结果,进一步通过变围压定内压的方法对超低渗渗透储层进行了应力敏感性评价。研究结果表明,岩石被压缩的过程可分为微裂缝闭合阶段与岩石受压缩阶段两个阶段。前一阶段由于微裂缝闭合,渗透率快速下降,降幅达20%左右;微裂缝闭合之后,岩心继续被压缩,渗透率下降变缓,降幅为5%左右,即在地层有效应力条件下,超低渗透储层应力敏感性很弱,应力敏感性对低渗储层的产量影响不大。     

可动水对储层应力敏感性影响的实验研究

针对存在可动水条件下气水两相渗流测定时压力难以达到稳态、测试周期长的问题,提出了一种高温高压气水两相渗流条件下应力敏感性实验评价方法,通过引入电容法液体计量计控制岩心含水饱和度、蠕动泵调节气水循环流动获取应力敏感性数据,进而分析可动水对储层应力敏感性的影响,摆脱了单一调整入口端气水比例和回压阀联合控制的测试局限,丰富了气水两相渗流过程可动水控制技术。研究结果表明:可动水条件下的储层应力敏感性远强于干岩心和束缚水饱和度下的应力敏感性,随着岩心含水饱和度的不断增加,储层应力敏感性不断增强;岩心物性越好,可动水对应力敏感性的影响越小;建立了考虑应力敏感性的可动水条件下产能模型,发现储层含水饱和度越高,应力敏感性对气井产能的影响越大。研究结果对含水气藏渗流机理及产能评价具有重要的指导意义。     

超低渗岩心渗透率应力敏感性评价指标对比

利用变围压的实验方法对长庆油田的6块岩样进行实验,实验结果表明,低渗透储层具有较为明显的应力敏感性,岩心渗透率与有效覆压呈乘幂函数关系。用应力敏感性系数法对实验结果数据进行拟合,渗透率比值的立方根与对应的有效覆压比值的对数显示出很好的线性相关性;对比不同应力敏感评价指标表明,应力敏感性系数法和油藏评价法在储层应力损害等级评价上表现出很好的一致性,推荐使用应力敏感性系数来度量储层的应力敏感程度。     

低渗透储层应力敏感性控制因素研究

应力敏感是造成低渗透油气田储层损害的主要原因之一,科学客观地评价应力敏感对于保护低渗透储层有着重要的意义。以姬塬油田低渗透储层为例,开展了基块岩样和人工造缝岩样应力敏感性实验。结果表明,基块岩样为弱应力敏感性,裂缝岩样为强应力敏感性。在外力作用下,岩石的本体变形和结构变形是产生应力敏感的主要原因。岩石的结构变形主要受孔隙度、岩石颗粒的接触方式、岩石颗粒的胶结情况、粘土矿物产状以及裂缝发育程度等因素影响;岩石的本体变形主要受岩石组分影响。岩心柱塞尺度微裂缝出现频度较低、粘土矿物"绿泥石包壳"发育及其良好的保护孔隙作用是基块岩样表现为弱应力敏感性的重要控制因素。     

基于裂缝重构评价酸蚀对碳酸盐岩应力敏感性的影响

碳酸盐岩的脆性较强,应力敏感性实验会对岩心产生不可逆破坏,导致无法利用同一岩心评价酸蚀前后的应力敏感性差异,评价结果对比性较差.针对该问题,基于裂缝重构技术建立了一套评价酸蚀对碳酸盐岩应力敏感性影响的方法,对酸蚀前后的裂缝缝面进行特征扫描并重构,利用有限元方法开展了有效应力作用下裂缝闭合规律的研究,并模拟了有效应力下酸...     

火山岩裂缝型储层应力敏感性实验研究

准噶尔盆地火山岩油气藏埋藏深、岩石类型复杂、裂缝较为发育,属于典型的裂缝型储层。为研究火山岩气藏开发过程中储层的物性变化规律,弄清裂缝的产状与应力敏感性之间的相互关系,从不同火山岩岩性的岩心图像入手,通过对岩心裂缝进行可视化描述,在弄清裂缝发育特征和产状的基础上,对研究区内5口丼20多块岩心样品进行渗透率应力敏感性实验研究和分析。通过对不同裂缝产状的岩心应力敏感性实验研究可知,火山岩储层的应力敏感性不仅与裂缝的发育程度有关,而且与裂缝的产状紧密相关。低角度缝较发育的具有网状缝系统岩心的应力敏感性最强,高角度缝岩心的次之,直劈缝岩心的则相对较弱。     

应力敏感实验评价结果与开发特征矛盾分析

由于储层具有较强的压力敏感性,很多深层复杂低渗透油藏的生产过程中,存在产量递减速度快、注不进采不出等问题。许多油田通过储层压力敏感性评价实验,评价结果为弱压力敏感或无压力敏感,但在实际开发过程中体现出强压力敏感性特征,实验室压力敏感性评价结果偏离实际油藏真实情况。导致实验室所测压力敏感性比处于高压下的储层压力敏感性弱的主要原因:一是异常高压油藏储层渗透率压力敏感的时滞效应,另一点是开采过程中孔隙度和渗透率损失的不可逆性。为了准确评价储层应力的敏感性,实验室需使每个围压点保持相应的时间以保证测试的渗透率已稳定;实验所用岩心必须是在储层原始状况下取出的岩心;针对异常高压低渗透油藏,如果使用的是地层压力下降后的储层岩心,建议在使用相同裂缝密度且渗透率大20%~40%的岩心进行实验。     

致密砂砾岩储层应力敏感性评价研究

目前油田现场多采用常规应力敏感性或覆压渗透率实验方法来评价致密砂砾岩储层应力敏感性,所得结果与实际生产认识有很大偏差。选取4块岩心样品,采用非线性有效应力敏感实验,通过研究有效应力的变化来反映开采过程中各个阶段的围压与内压的变化规律,通过计算有效应力系数来反映致密砂砾岩储层中岩石孔隙形状、所充填砾石颗粒大小等物性因素的影响,并利用Jones模型对实验结果进行了评价,结果表明,4块岩样均存在中等应力敏感,与现场认识相符。分析认为,常规基质应力敏感实验过程相当于实验室应力敏感性实验的老化过程,因此建议采用非线性有效应力敏感实验及Jones评价方法来测量致密砂砾岩储层应力敏感性。     

低渗砂岩渗透率应力敏感性实验研究

储层岩石物性受有效应力变化而变化的现象称为储层岩石的应力敏感性，在油气钻井及开采 过程中，这种变化将导致岩石孔隙和裂缝产生不可逆转的闭合，并将直接造成产能的损失。 通过在室温下改变实验岩心围压的方法进行常规的应力敏感性实验并对实验数据进行分析， 同时把实验岩心的应力敏感性与通过铸体薄片和压汞实验得到的微观结构结合起来，分析了 致密低渗油藏渗透率敏感性的特点、微观结构与应力敏感性之间的联系，同时建立了渗透 率随有效应力变化的关系式，为储层岩石应力敏感性的研究和应用提供了实验依据。     

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。     

储层裂缝宽度应力敏感性可视化研究

油气资源开发过程中应力环境变化引发的渗透率敏感性问题在天然裂缝性储层中表现尤为明显。裂缝性储层应力敏感性本质是有效应力增加不断压缩裂缝空间导致了储层渗流能力减弱,因此,裂缝宽度应力敏感性与渗透率应力敏感性研究同等重要。目前为止,仍然缺乏对微观裂缝宽度变化特征直接描述的有效手段。基于应力敏感性实验原理,自行设计研制了加载岩石微观图像分析系统,能够对加压条件裂缝图像宽度变化特征进行直观量测。与其它加载裂缝宽度测量方法相比,应用加载岩石微观图像分析法具有易操作、更直观、更经济的优点,加载岩石微观图像分析系统丰富了直观测量微裂缝宽度的有效手段,其宽度参数变化特征测量结果与岩心造缝模拟应力实验法裂缝宽度求取结果具有良好的一致性。     

基于接触理论研究裂缝性储层应力敏感性

较强的应力敏感性是裂缝性储层的重要特征之一,并直接关系到裂缝性储层开采方案的制定.基于Brown ＆ Scholz粗糙面接触理论,从细观上建立了裂缝面弹塑性接触模型,并依据此模型进行了裂缝应力敏感性分析.结果表明,裂缝的开度或渗透率越大,则相应储层的应力敏感性愈强.该模型的建立对裂缝性储层开采方案的合理制定具有一定的指导意义.     

储层应力敏感实验评价方法的误差分析

目前国内外对低渗透储层岩石渗透率应力敏感性的评价方法主要是以岩心实验为主,而实验条件与实际地层条件有较大的差别。为此,运用岩石力学理论对储层上覆岩层进行力学分析,建立了储层开发过程中上覆岩石压力的计算方法,提出了储层上覆岩石压力修正系数。研究结果表明：目前关于储层上覆岩石压力的计算方法是按照流体力学的传压方式,适用于研究对象是流体或者研究区域无穷大,而实际储层之上的地层均为具有抗弯、抗剪能力的岩石,具有相互的约束力,并且气井在生产过程中压降漏斗是有限的,即上覆岩石压力是作用在限压力降区域,故而上覆岩石压力的计算公式存在较大误差,从而导致应力敏感评价误差较大;所提出的修正系数表示储层上覆岩层本身所具有的抗弯及抗剪强度,并对储层多孔介质的有效应力进行了修正;现行的实验过程中,岩石围压始终保持在一个恒定值并压在岩心上,这与实际地层情况不符,实验结果在一定程度上夸大了应力敏感的影响。     

火山岩高含CO2气藏渗透率应力敏感性研究

摘要从火山岩高含CO2气藏渗透率应力敏感性实验出发,对比了不同气体对渗透率应力敏感性的影响,认为天然气中CO2含量对应力敏感性有较大影响,得出了岩石渗透率随有效覆压的变化规律。对比火山岩气藏渗透率应力敏感性与一般低渗透气藏应力敏感性的规律是否相同,同时采用多种方法评价气藏的应力敏感性程度。长深气藏应力敏感性属于中等强度,在开发初期就要制定合理的气井工作制度避免伤害地层。该类气藏渗透率随有效覆压的变化符合幂函数关系。岩心与二氧化碳的作用力要强于与氮气和天然气的作用力,由于该气藏CO2含量高,因此CO2的存在会加剧了该类气藏的应力敏感性。火山岩孔隙结构复杂是该类气藏应力敏感的主要因素。     

钻井压力对煤层的伤害

钻井施工是造成煤层气储层损害的一个重要环节,钻井压力必然导致煤岩周围应力的改变,由于煤岩易脆易压缩的物理性质和复杂有机沉积物的化学性质以及特殊的基质孔隙和割理组成的孔隙结构,使得煤层气储层更易随外部应力变化使其渗透性遭到损害。本论文首先分析了钻井压力对地层损害的机理;然后通过应力敏感性实验以及渗流规律实验,研究了在钻井过程中压力改变对煤岩渗透率的影响;最后通过固相颗粒侵入实验研究了钻井压力对固相颗粒侵入深度的影响。     

濮城油田注入水体积流量实验特征

为了解注水过程中储层岩石特性的变化情况，在室内进行了现场注入水体积流量实验。根据注入不同孔隙体积倍数注入水时岩样渗透率的变化。评价了注入水的敏感性。实验结果表明：濮城油田储层岩石在大量注入水冲刷下，会导致渗透率降低。受岩石胶结程度和渗透性影响，注入水孔隙体积倍数与渗透率变化曲线出现坐椅型、直线型和凸型等3种类型。空气渗透率越低，注入水的体积敏感程度越大。     

地下储气库应力敏感性实验研究

在储气库运行过程中，由于气体的采出和注入，使得多次注采期间岩石净上覆压力发生周期性变化，随之导致储层岩石物性参数发生周期性变化，从而影响储气库的注采能力，因而研究储气库储层应力敏感特征具有重要意义。为此，以实验手段研究了地下储气库在气体注入和采出过程中地下储层的应力敏感性。实验选用2块渗透率不同的人造砂岩岩心，测试了在4次净上覆压力升降过程中的储层渗透率变化。实验结果表明：随着净上覆岩层压力的增加，岩心渗透率呈下降趋势，初期渗透率下降较快，后期渗透率下降程度减小，应力敏感性变弱；净上覆压力周期性变化过程中，岩石渗透率不可能完全恢复到原始值，存在着一定程度的滞后效应；岩石渗透率越高，应力敏感特性越明显。     

火山岩储层的应力敏感性分析

为探索火山岩油气藏的开发方法,在常规实验的基础上分析了火山岩储层物性随应力改变的变化规律,与一般的沉积岩一样,随着净上覆岩层压力的升高,火山岩的孔隙度、孔隙压缩系数和渗透率都具有下降的趋势：实验结果表明,流纹岩孔隙度的下降幅度在5％～22％之间;而渗透率的下降范围在6％～19％之间,明显要低于一般的沉积岩。因此,流纹岩的应力敏感性是不明显的。