酸蚀对碳酸盐岩储层应力敏感性影响研究

钻完井、开发和增产措施等作业过程中,储层孔隙结构和裂缝宽度常随有效应力变化而变化,影响储层渗透率,甚至可能产生应力敏感损害.为模拟酸化酸压过程储层应力敏感性变化,以三叠系雷口坡组碳酸盐岩储层为对象,通过实验对比研究了酸蚀前后裂缝碳酸盐岩应力敏感性及裂缝宽度敏感性,并根据应力敏感系数及相关标准对应力敏感损害程度进行评价,为钻井屏蔽暂堵技术筛选配方提供依据,同时也为今后中途测试、试油压差选择及生产制度制定等提供数据参考.     

顺北碳酸盐岩储层长期酸蚀裂缝导流能力预测方法

顺北碳酸盐岩油气藏温度压力高,储层酸压改造难度大。为解决在闭合应力长期作用下,酸蚀裂缝导流能力损失,导致酸压效果大幅降低的问题。通过酸蚀裂缝导流能力评价实验,研究不同酸液质量分数、温度和闭合时间条件下的酸蚀裂缝导流能力变化规律。综合各条件下酸蚀裂缝导流能力关系式,建立并验证了顺北碳酸盐岩储层长期酸蚀裂缝导流能力预测方法,模拟计算了不同时间和排量下的酸蚀裂缝导流能力变化规律。结果表明:低闭合应力下,酸液反应速率是酸蚀裂缝导流能力主控因素。高闭合应力下,闭合应力、岩石特征和岩面非均匀性是酸蚀裂缝导流能力主控因素。闭合应力是影响岩石表面变形的主控因素,是长期酸蚀裂缝导流能力的决定因素。闭合应力长期作用时裂缝深部导流能力下降幅度比缝口大。人工裂缝中长期酸蚀裂缝导流能力分布规律受酸岩反应速率控制。      

裂缝性碳酸盐岩储层应力敏感性实验研究

使用基质渗透率较低的天然致密碳酸盐岩制备裂缝性岩心,采用传统砂岩储层应力敏感性评价与应力敏感修正系数相结合的方法,研究了裂缝性碳酸盐岩岩样的应力敏感程度、在不同有效应力条件下渗透率和逆向渗透率恢复的变化规律,分析了裂缝性储层应力敏感性机理及影响因素。结果表明,经人工造缝后的碳酸盐岩储层岩样具有较强的应力敏感性,且存在着显著的裂缝滞后效应,渗透率发生了永久性伤害,应力敏感损害严重。因此,有必要选用能快速在井壁上形成致密封堵层的钻井液,并增强岩石强度,稳定井壁,提高地层承压能力,减少储层应力敏感损害。     

酸蚀前后碳酸盐岩储层速敏性和水敏性变化研究

大多数碳酸盐岩储层需要酸化、酸压处理,酸蚀后岩样的流体敏感性行为具有重要研究价值。以往对碳酸盐岩储层的敏感性研究集中于应力敏感和碱敏或者常规的流体敏感性,酸蚀后岩样的流体敏感性研究几乎为空白。文章以四川盆地某典型碳酸盐岩储层为研究对象,进行酸蚀后岩心速敏、水敏实验,并与常规速敏、水敏实验对比。结果表明,常规速敏评价损害程度弱中等,酸蚀后增至中一强;酸蚀后岩样水敏性程度整体有加强的趋势。酸蚀后岩心基质变得疏松,孔缝中微粒容易脱落,产生微粒运移。伊利石、绿泥石分散／运移及硬石膏水化膨胀、溶解一再沉淀是储层酸蚀后水敏性加强的主要原因。碳酸盐岩储层在酸化、酸压等增产措施中应该重视酸蚀后敏感性的强化问题,加强实验评价。     

酸压裂缝导流能力影响因素分析

酸压是碳酸盐岩油气田大型增产改造的重要措施,酸压裂缝导流能力与酸蚀后裂缝表面的粗糙程度有关,不规则裂缝表面使酸压导流能力预测变得较为困难.酸压裂缝导流能力由裂缝表面形状、闭合应力和岩石力学性质决定,因而从裂缝粗糙表面形成机理角度研究了裂缝表面渗透率分布、岩性分布、温度和氢离子扩散系数对酸蚀裂缝导流能力的影响.通过建立中尺度酸压模型,模拟酸液在碳酸盐岩裂缝中的流动,分析酸液在裂缝表面与岩石的反应和裂缝表面形状随岩石溶解的变化,得到酸蚀裂缝的表面形状,然后计算裂缝导流能力.研究结果表明,酸蚀裂缝表面形状主要由油藏属性(渗透率和岩性在裂缝表面的空间分布)决定;闭合应力和岩石强度对酸压裂缝导流能力的影响与裂缝形状相关;酸蚀沟槽较宽时,较小的闭合应力能使沟槽闭合;局部非均质性使酸蚀沟槽在较高应力下保持张开,宏观非均质性使沟槽相互连接形成贯穿裂缝的沟槽.     

火成岩裂缝性储层应力敏感性实验研究

建立了一套裂缝性油藏应力敏感性和裂缝滞后效应评价实验程序,提出了评价应力敏感性和裂缝滞后效应的量化指标。利用该评价程序对火成岩裂缝性岩心进行了应力敏感性和裂缝滞后效应评价。实验结果表明,不同类型裂缝性岩心的应力敏感性和裂缝滞后效应变化规律不同。对于火成岩裂缝性油藏,应制定合理的施工方案,尽量采用近平衡压力钻井,在开发过程中应控制采油速度,避免裂缝滞后效应和应力敏感性损害。     

裂缝性和基质性碳酸盐岩在堵漏前后的应力敏感性研究

塔中奥陶系碳酸盐岩储层裂缝和孔隙发育,钻进过程中极易发生漏失,当采用堵漏浆进行封堵时,堵漏材料会充填裂缝和孔隙,此时不同类型碳酸盐岩的渗透率会产生不同的变化。通过试验,对比研究了裂缝性和基质性碳酸盐岩在堵漏浆浸泡处理前后的应力敏感性,同时对比分析了二者的渗透率恢复率与有效应力的关系,并从作用机理上探讨了二者应力敏感行为的差异性。研究表明,裂缝性碳酸盐岩在堵漏浆处理前后的应力敏感性都要远高于基质性碳酸盐岩。堵漏材料对孔隙和裂缝空间造成影响程度的不同,是二者渗透率随有效应力加载和卸载过程中产生明显差异的主要原因。      

含微裂缝低渗储层应力敏感性及其对产能影响

为研究裂缝岩心应力敏感性,通过改变围压的大小来实现岩石受到的有效应力变化,并分别计算不同有效应力下渗透率的变化来评价储层应力敏感性,同时分析了其对产能的影响。研究表明：含微裂缝岩心的应力敏感程度很弱,渗透率变化率低于３０％,敏感曲线分为２ 个阶段：第Ⅰ阶段渗透率下降幅度超过２０％,主要是以发生微裂缝受压闭合的拟塑性变形为主;第Ⅱ阶段渗透率下降幅度低于１０％,该阶段主要以岩石骨架颗粒本体被压缩的弹性形变为主,实际储层的净应力多处于该阶段。因此,应用第Ⅱ阶段来评价含裂缝储层的应力敏感性更符合实际,含微裂缝岩心的应力敏感性均高于基质岩心。经计算可知含微裂缝岩心应力敏感对产能影响较小,由提高生产压差造成的应力敏感不会导致产能的大幅变化。     

裂缝型碳酸盐岩应力敏感性评价室内实验方法研究

裂缝是致密碳酸盐岩储集层中油气的主要渗流通道。在裂缝型岩石中 ,应力变化的影响主要体现在裂缝的形变上 ,一旦发生裂缝闭合 ,将会严重影响油气产量。因此 ,在实验室进行裂缝型岩石应力敏感性的研究 ,对保护储层 ,制定合理的生产方案是非常有意义的。本文利用裂缝型碳酸盐岩样进行了应力敏感性评价实验方法的初步研究 ,并且给出了应力敏感性的概念 ,提出了几种实验方法 ,并在进行理论分析和实验结果比较的基础上 ,确定了应力敏感性评价的实验方法。文中给出了实验设备、流程、实验步骤及实验结果分析 ,并得到一些初步结论 :应力与渗透率呈反比关系 ;裂缝渗透率急剧降低的临界压力约在 2 .5～ 3.0MPa左右。文中还提出了保护储层的方法     

裂缝性碳酸盐岩酸蚀蚓孔数字化分析

在裂缝性碳酸盐岩储层酸压过程中容易形成酸蚀蚓孔,有效沟通渗流通道,而酸液滤失前/后裂缝表面形态的研究,存在着描述的量化问题。利用三维激光扫描仪对滤失前后裂缝壁面形态进行扫描及数字化处理,量化地描述酸蚀蚓孔。数字化分析研究表明,从数字化得出的裂缝壁面形态等值线图与三维图可清楚看到裂缝壁面酸蚀蚓孔形态;从裂缝间距等值线图和三维图可直接得到酸蚀蚓孔在不同位置处的大小;从裂缝壁面吻合度柱状图和裂缝间距分布柱状图,可得到酸蚀蚓孔不同间距的点云数量及其所占比例,计算酸蚀蚓孔体积,为酸压设计提供指导作用。      

固相侵入对裂缝性碳酸盐岩应力敏感性的影响

以往裂缝性碳酸盐岩储集层应力敏感性研究多关注于基块和无固相侵入裂缝的情况,而对固相侵入后的裂缝应力敏感性鲜有研究。钻遇裂缝性储集层时易发生固相侵入损害,注入水悬浮固相亦不可避免会进入裂缝。固相颗粒在裂缝壁面形成的滤饼将影响应力作用下的裂缝闭合。制备致密裂缝碳酸盐岩露头岩样,开展工作液动态损害后的应力敏感性评价实验,研究了无固相侵入裂缝和固相侵入裂缝应力敏感性,用扫描电镜分析了裂缝壁面及固相侵入带的微观结构。结果表明,无固相侵入裂缝岩样应力敏感性系数平均值仅为0.21,固相侵入裂缝岩样应力敏感性系数平均为0.52,应力敏感程度显著增强。固相侵入使裂缝渗透率恢复率更低,导致储集层永久性损害。     

不同类型裂缝对气井产能影响

在低渗、特低渗气藏开发过程中,裂缝对气井的产能和稳产能力起着主导作用。选取了某低渗气田在不同沉积微相下的含有裂缝的岩心进行了专门的实验研究。详细分析了半充填缝、未充填缝的应力敏感,评价了裂缝宽度随有效应力的变化以及其对产能的贡献差异。实验研究表明:未充填缝的应力敏感性较强,对气井初期产能贡献较大;半充填缝的应力敏感性较弱,对气井中后期产能起主导作用;特低渗气藏产量在很大程度上取决于未充填缝与充填缝的比例。     

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。     

低渗砂岩油藏压力敏感性实验研究

压力敏感性对低渗透砂岩气藏的损害程度主要由储集层岩石本身的特性所决定。储集层岩石颗粒和胶结物的成分、含量、分布,储集层的孔隙结构和喉道特征等因素都是影响和决定储集层压敏损害大小的内在因素。在研究低渗透砂岩油藏的压力敏感性损害过程中,利用天然岩心进行压力敏感性实验,结果表明,裂缝比孔隙的应力敏感程度要强得多,应力卸载后裂缝的渗透率恢复率不超过27.8%,孔隙性岩样的渗透率恢复率可达到原先的94.8%。并且分析了压力敏感性伤害的原因及其对注采过程的影响。     

页岩储层人工裂缝岩样制备方法及应力敏感性

应力敏感性是页岩储层的一个重要特性。由于大量天然裂缝和人工裂缝的存在,其渗透率应力敏感性与铺砂浓度密切相关,准确评价页岩人工裂缝的应力敏感性是一个难题。传统应力敏感性的研究多集中在测试和比较基质岩心、天然裂缝岩心及人工裂缝岩心等方面,对于不同铺砂浓度下人工裂缝的应力敏感性研究较少。因此,提出了一种模拟不同铺砂浓度的页岩岩样制备方法,并以四川盆地龙马溪组典型页岩为例,分别进行了变围压和变流压条件下页岩人工裂缝应力敏感性测试。研究结果表明,支撑剂的加入在大幅度提高裂缝导流能力的同时,有效降低了页岩人工裂缝的应力敏感性。且随着铺砂浓度增加,敏感性逐渐减弱,最终趋于不变;低铺砂浓度下（≤1 kg/m²）,两种测试方法所得结果基本一致;但高铺砂浓度下（>1 kg/m²）,由于存在明显的支撑剂运移现象,变流压测试结果明显高于变围压测试,且随铺砂浓度增加,差异逐渐加大至20%以上。因此,对于高铺砂浓度（>1 kg/m²）页岩人工裂缝应力敏感性的室内评价,为更好地模拟现场实际,应该采用变流压测试方法。     

低渗透储层应力敏感性定量解释研究

对致密及发育微裂缝、裂缝的低渗透岩心应力敏感性进行了实验;采用不等径迂曲毛管束模型,通过弹性力学原理对粗、细毛细管变形量的计算,研究了单毛细管和多孔介质应力敏感性定量表征关系,并通过有效毛细管半径分数探讨了低渗透储层应力敏感性的作用机制。研究表明,低渗透储层的应力敏感性主要表现为渗透率的应力敏感性,低、中高渗透率储层在应力敏感性上的差异与微观孔隙结构、固液界面作用力和启动压力梯度效应等密切相关,且这种差异性集中体现为有效毛细管半径分数的不同。考虑有效毛细管半径分数的多孔介质应力敏感性量化模型可以从应力敏感性微观作用机制角度解释低渗透储层与中高渗透率储层在应力敏感性上的差异。     

裂缝性致密砂岩气藏入井流体伤害规律

塔里木克深区块裂缝性致密砂岩储层具有埋藏深,孔隙度、渗透率低,裂缝发育,非均质性强等特征,不经过压裂增产措施难以达到工业开采价值。钻完井以及增产改造过程储层与工作液及其所携带的固体颗粒相接触,容易引起储层渗透率降低,从而导致产能降低。以人工劈缝的储层岩心为评价岩心,使用储层成像测井资料确定岩心裂缝宽度,对裂缝性致密砂岩储层钻井液/压裂液损害进行了评价。实验结果表明,在围压低于4.5 MPa的情况下,模拟裂缝岩心渗透率保持不变,模拟裂缝岩心渗透率与缝宽呈三次方关系;随着裂缝宽度的增加,压裂液伤害程度逐渐减小,但是钻井液伤害程度先增大后减小,存在一个伤害峰值;此外,一步酸可以显著提高裂缝渗透率,解除钻井液/压裂液伤害。该研究对低伤害新型工作液的研发以及储层保护措施的优化具有一定的指导意义。      

四川盆地志留系龙马溪组页岩裂缝应力敏感实验

裂缝网络是页岩气有效开发的基础,为研究页岩裂缝渗透率在有效应力作用下的变化规律,选取具有代表性的四川盆地龙马溪组页岩样品,通过实验考察了基质、微裂缝和人工裂缝渗透率对应力的敏感程度,总结了孔渗幂指数模型、Gangi模型和Walsh模型对裂缝渗透率的拟合和修正结果,并探讨了支撑裂缝和裂缝滑移降低应力敏感性的作用机理。研究结果表明,微裂缝和人工无填充裂缝的渗透率的应力敏感最强,随着有效应力的增加呈指数式递减,Gangi模型和Walsh模型的拟合精度都在97%以上,参数分析结果表明可通过增加裂缝面的粗糙度和向裂缝加入支撑剂来降低其应力敏感系数。有支撑和滑移裂缝的应力敏感性最低,仅仅在一定应力范围内满足Walsh模型。高应力状态下,优选强度较高、耐压性好的陶粒支撑剂有利于提高裂缝的导流能力,而裂缝滑移在一定程度上比裂缝支撑剂更能增加裂缝渗透率,因此在水力压裂模型中应该考虑设计裂缝滑移来降低裂缝的应力敏感性。     

钻井过程中裂缝性储层伤害机理及试验评价方法

在对裂缝性油藏岩石孔隙结构、应力敏感性、渗流规律研究的基础上,提出采用人为造缝的方法模拟地层岩石裂缝开度,通过测定钻井液污染前后岩心渗透率的变化,评价钻井液对储层的伤害程度.以哈萨克斯坦肯基亚克油田为例,针对钻井过程中的储层伤害机理进行试验评价.结果表明,对裂缝宽度很小的岩心,固相颗粒堵塞在岩心表面;对裂缝宽度大于10...