关于应力敏感测试方法的认识误区

应力敏感实验测试有 2 种方法,即定内压变外压和定外压变内压。 定内压变外压测试简单且易于操作,而定外压变内压测试则较为复杂且操作困难。 利用定外压变内压测试得到的内应力敏感曲线可以直接进行应力敏感评价,而定内压变外压测试得到的外应力敏感曲线,则需要通过有效应力将其转换成内应力敏感曲线之后,才能进行应力敏感评价。 2 种测试方法的评价结果相同,定外压变内压测试并不具有任何优势,今后应放弃使用。 储层岩石的应力敏感程度,只与应力敏感系数和孔隙度参数有关,与测试压力的数值大小无关,因此,实验测试无需将测试压力升得过高,以免出现实验风险。     

低渗透油气藏应力敏感性评价实验新方法

为了研究地层压力的变化对低渗透油气藏孔隙度和渗透率的影响程度，采用室内实验与理论研究相结合的方法，对中原文东油田天然岩心进行了地面条件和地层条件应力敏感性实验。实验结果表明：孔隙度对应力不敏感；渗透率变化结果差别较大，地面条件实验所得的渗透率损害率约为地层条件的2—4倍，说明地面条件下的实验结果不能真实再现油气藏的应力敏感性，以往实验中单纯乘以系数0．61的处理方法不合理。低渗透油气藏应力敏感性评价实验应采用新方法，即模拟地层条件，将实验岩心加上围压（模拟上覆压力）和回压（辅以形成油层压力），通过改变内压（模拟油层压力），来达到改变净覆压的目的，测定不同内压下的渗透率，判断应力敏感性。     

温度与有效应力对页岩储层应力敏感影响研究

在页岩气藏开发初期,水力压裂改造必会破坏储层温度场,致使储层温度发生变化,进而储层产生热应力,在衰竭式开采过程中,地层压力逐渐下降,以上过程造成作用岩石颗粒上的有效应力增加,页岩储层产生应力敏感,使得储层渗透率减小,从而影响气井产能。为此,为了明确温度与有效应力对储层应力敏感性的影响,采用恒内压变围压试验方法,以页岩岩心为试验对象,进行不同有效应力、温度下储层物性应力敏感试验。研究结果表明,初始渗透率越高,则应力敏感性越强,温度对应力敏感性影响越大,渗透率与温度具有较好的指数关系。当有效应力由小增大时,储层渗透率由大变小,其下降幅度由大到小,渗透率与有效应力同样呈现较好的指函数关系,这与低渗透、特低渗透油气藏应力敏感性呈现相同的规律。同时,通过应力敏感评价得出,页岩渗透率的应力敏感程度为中等,且随温度的升高,渗透率损害率由0.45降低到0.33。有效应力从13 MPa增加到17 MPa时,应力敏感程度为中等,而有效应力从17 MPa增加到21 MPa时,应力敏感程度却为弱。     

乌石低渗砂砾岩油藏应力敏感实验研究

为弄清乌石低渗砂砾岩油藏开发过程中岩石应力敏感的变化规律,以WS17-2油田的WS17-2-9井区为例,选取不同物性岩心样品,开展定覆压的应力敏感实验研究。首先根据现行标准、油藏上覆岩层压力和原油饱和压力设计了实验有效应力范围,然后分别测试了不同有效应力下降内压和升内压的岩石渗透率,最后定量评价了实验初始有效应力和油藏初始有效应力下的岩石应力敏感伤害程度。结果表明:随有效应力的增加,岩石渗透率先急剧降低而后缓慢降低;应力敏感对岩石渗透率的伤害是不可逆的,而且岩石物性越差,伤害程度越严重。此外,油藏条件下的应力敏感远小于现行标准的实验测试结果,只要乌石油藏开发过程及时补充地层能量,应力敏感的不利影响基本可以忽略。     

低渗透储层应力敏感分析

实验研究了低渗透岩石有效围压与渗透率之间的关系，以原始储层有效应力（上覆岩层压力与原始储层孔隙压力之差）为有效围压基准来评价低渗透储层的应力敏感性。实验结果表明：此应力敏感评价方法比较接近储层岩石的真实应力状态，得到的应力敏感伤害能反映真实的地层情况；有效围压与渗透率间满足二次多项式的关系；岩石的弹塑性变形使得压敏伤害是永久且不可逆的。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。恒速压汞测试喉道结构结果说明储层的喉道分布特征决定了岩石的应力敏感程度。     

气藏型储气库多周期注采储集层应力敏感效应

选取中原油田文23储气库储集层标准岩心,开展多周期注采条件下渗透率应力敏感实验,分析了多周期注采渗透率应力敏感变化规律,提出了多周期注采岩石覆压渗透率计算方法,分析了多周期注采储集层渗透率应力敏感对储气库注采能力的影响。研究表明:岩石渗透率保持率随储气库运行周期数增多初期快速下降,后期缓慢降低;净应力上升过程中渗透率应力敏感指数随净应力变化过程数的增多而降低;净应力下降过程中渗透率应力敏感指数基本不随净应力变化过程数的变化而变化;随净应力变化过程数的增多,特定岩石净应力上升过程的渗透率应力敏感指数不断趋近于净应力下降过程的渗透率应力敏感指数;岩石渗透率越低,不可逆渗透率损失率越大,岩石周期应力敏感性越强;岩石渗透率越低,渗透率应力敏感指数越大,岩石应力敏感性越强,渗透率过低的储集层不宜作为储气库选层;储集层渗透率应力敏感性对气井注采能力影响较大,且主要集中在前数个周期。图13表4参21     

镇泾油田长8超低渗油藏应力敏感性实验研究

用两种方法对鄂尔多斯盆地南部镇泾油田长8油藏砂岩进行了应力敏感实验,实验结果表明,渗透率随有效应力的变化而变化幅度较大,内压较大时,渗透率随围压的变化而变化幅度很大。应力敏感性评价采用了三种方法,其中,采用应力敏感指数法评价储层为弱应力敏感,此法符合实际生产过程,具有参考价值。     

应力敏感效应的气井流量动态特征研究

在油气藏的开发过程中,特别是对于低渗透油气藏及火山岩油气藏的开发,储层岩石应力敏感性会明显影响油气藏的开发效果。文中考虑了表皮系数及孔隙受应力敏感效应影响而发生变形的问题,利用不稳定渗流理论建立了数学模型,并利用Stehfest数值反演法得到了模型实空间的解。根据实空间中无因次产量与无因次时间的变化关系,分析了表皮系数、无因次应力敏感系数、封闭边界以及定压边界对气井流量动态特征的影响。研究结果表明,科学合理地开发具有应力敏感效应的气藏,可保证气井和气藏的正常生产。     

鄂尔多斯盆地大牛地气田盒1段储层应力敏感性及对水平井开发的影响

大牛地气田二叠系下石盒子组1段（盒1段）是典型的低渗透储层。为明确储层的应力敏感性,选取了不同类型的13块岩心开展了应力敏感性实验。结果表明,盒1段岩心普遍存在应力敏感,且存在渗透率滞后现象,这说明随净应力的增加,岩样发生了塑性变形。采用内应力敏感指数法对实验数据进行分析,结果表明物性较好的Ⅰ类储层应力敏感性较弱,Ⅱ类、Ⅲ类储层为弱~中等,13块岩心的平均内应力敏感指数为0.086,整体评价应力敏感性为弱。建立了Ⅰ-Ⅲ类储层的多级压裂水平井数值模拟模型,并将储层无因次渗透率随地层压力的变化关系加入到模型中。在定气井产量的条件下,对比应力敏感对水平井开发的影响。数值模拟结果表明：对于Ⅰ类储层,应力敏感对稳产时间和稳产期产气量影响很小,仅降低1.6%;Ⅱ类储层影响较小,降低了11.2%;Ⅲ类储层则影响较大,降低了23.6%。因此应加强Ⅱ类、Ⅲ类储层气井的配产研究和生产管理,保证开发效果。     

地应力对气藏开发的影响

深埋于地下几千米的油气藏受岩石上覆压力与围压作用。钻井后,井眼周围应力将重新分布。在气藏开发过程中,井眼周围形成压力漏斗,岩石应力状况发生变化。作者应用渗流力学理论,深入研究了地应力对气藏开发状况(产量、稳产期、采收率)的影响。研究结果表明,影响程度因储层的性质及应力作用的不同而不同,尤其是当应力作用强时地应力明显影响气藏的开发。     

裂缝性储层应力敏感性研究

因储层流体压力变化,致使储层岩石受到的有效应力发生变化,引起储层渗透率改变,这种现象称为应力敏感性。该敏感性主要与储层岩石的岩性和裂缝特征等因素有关。利用人造裂缝岩样研究了裂缝性储层的应力敏感性损害。结果表明,随着有效应力的增加,裂缝性岩样的渗透率、孔隙度和裂缝宽度下降幅度比较大,但随着有效应力的进一步增加,其下降幅度逐渐减慢,裂缝性储层的渗透率和裂缝宽度与有效应力呈指数关系变化;裂缝性储层存在严重的裂缝滞后效应,即裂缝性储层发生了应力敏感性损害后,即使减小有效应力也不能使裂缝性储层的渗透率恢复到原来的值。     

储气库注采过程中有效应力变化模拟试验

储气库周期注采过程中有效应力变化会使储层发生应力敏感，为了了解应力敏感对储气库储层渗透率的影响程度，为优化储气库注采制度提供依据，开展了考虑与不考虑有效应力作用时间的碳酸盐岩应力敏感试验，测试了试验过程中岩样的渗透率，并运用扫描电镜等手段，观测了考虑有效应力作用时间试验前后岩样裂缝的壁面。试验结果表明:不考虑有效应力作用时间时，碳酸盐岩裂缝岩样和基块岩样的应力敏感程度分别为弱—中等偏弱和无；考虑有效应力作用时间时，碳酸盐岩裂缝岩样和基块岩样的应力敏感程度分别为中等偏强和弱；随着有效应力作用时间增长，岩石裂缝壁面微凸体的破碎与微裂纹的萌生和扩展会强化岩样的应力敏感性。研究表明，为了弱化储气库储层的应力敏感程度，应合理控制储气库的注采压力。      

低渗透油藏启动压力梯度的应力敏感性实验研究

低渗透油藏由于天然能量不足、岩性致密和压力传导能力差,导致开发过程中地层压力下降幅度较大。地层压力的下降会造成岩石变形而影响其物性和渗流能力,岩石表现出应力敏感性特征。借助室内岩心流动实验,模拟再现地层压力的下降过程,研究了低渗透油藏有效上覆压力对岩石启动压力梯度的影响。结果表明,当地层压力下降时,启动压力梯度随着岩石骨架承受的有效上覆压力的增加而增加,即启动压力梯度具有应力敏感性;且岩石的渗透率越低,当地层压力下降幅度相同时,启动压力梯度的增幅越大,即启动压力梯度的应力敏感程度越强。因此,在根据启动压力梯度计算低渗透油藏合理井距时,要充分考虑地层压力保持水平对启动压力梯度的影响。     

A Study of Stress Sensitivity on the Effective Development of Low-permeability Gas Reservoirs in the Sulige Gas Field

Stress sensitivity plays an important role in the development of a tight low-permeability gas reservoir. With the constant low-permeability reservoir exploitation, formation pressure drop, rock net effective coverage pressure increase, the rock pore is resulted in deformation and the seepage flow of fluid in a low-permeability reservoir no longer followed Darcy flow law. With the further exploitation of reservoirs, reservoir stress sensitivity is enhanced, so evaluation on the stress sensitivity on reservoir development was a burning question. The authors present results of those experiments that simulated the permeability changes via the net confining pressure in the lab and give the influencing factors of stress sensitivity.     

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。     

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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。     

辽河坳陷太古宇基底储层研究进展

通过岩石元素含量确定辽河坳陷变质岩的原岩,认为辽河坳陷变质岩原岩类型多样,通过三轴应力测试,确定了太古宇基岩内幕不同岩性的抗压、抗剪特性,分析了不同受力条件下岩石的碎裂特征,建立了压应力以及剪切应力条件下的"优势岩性"序列。测试资料显示,太古宇基岩储层的形成主要受外部应力以及岩石本身特性双重因素控制。在正应力条件下,岩石破碎主要受岩石中的暗色矿物含量影响,暗色矿物含量越少,岩石越容易破碎形成储层;在剪切应力条件下,岩石破碎主要受岩石结构的非均一性决定,结构的非均质性越强,岩石越容易破碎形成储层。从岩石的抗剪、抗压程度来看,剪切应力条件下岩石更易破碎形成储层。     

文203断块沙三中储层伤害因素研究

通过对文203块储层的岩性、物性、孔隙结构、填隙物成分及地层流体的分析和研究,探讨了开发过程中引起储层伤害的潜在因素,认为矿物低的结构成熟度、水敏和应力敏感性、有机垢、注入水水质为储层伤害的内在因素;长期大生产压差条件下,强注强采是导致储层伤害的外在因素。内外因相结合导致储层严重伤害。