火山岩气藏应力敏感性实验研究

火山岩气藏已成为中国石油重要的天然气勘探和开发的主要领域之一.根据火山岩气藏特征,用小岩心和全直径岩心对火山岩气藏岩石进行了大量的应力敏感性实验,分析了不同因素对火山岩岩样应力敏感性的影响.研究表明:不同渗透率的小岩心和全直径岩心,其渗透率都随有效压力的升高而下降;与小岩心相比,全直径岩心渗透率随有效压力的升高而下降幅度要大.裂缝或孔洞的发育程度和含水饱和度对火山岩岩心的应力敏感性有较大的影响:裂缝越发育,应力敏感性越强;含水岩样的渗透率随有效压力增大而降低的幅度要大于干燥的岩样.     

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。     

致密气藏应力敏感性实验

致密气藏由于其特殊的构造特征,其应力敏感特征会与常规气藏有所差别。为了更好地模拟地层真实情况,研究致密气藏的应力敏感性,利用定外压变内压的方法进行了含束缚水的致密气藏岩心的室内应力敏感性评价。结果表明,致密气藏不存在强应力敏感性。随着孔隙流体压力的降低,致密气藏岩心的渗透率和孔隙度均不断下降。随着渗透率的降低,渗透率敏感性逐渐减弱;随着孔隙度的降低,致密气藏岩心孔隙度敏感性逐渐减弱。且对于致密气藏岩心来说,其孔隙度敏感性总体较弱,基本可以忽略,其渗透率敏感性程度要强于其孔隙度敏感性。     

异常高压气藏应力敏感性实验研究

异常高压气藏压力系数高,渗流机理不同于常规气藏,开发过程中存在岩石形变,对气藏开发动态及开发效果影响很大,因此开展应力敏感性研究对异常高压气藏的开发具有重要意义。利用超高压岩心驱替流程分别对基质型、充填裂缝型和裂缝型岩心进行了应力敏感性实验,研究结果表明:异常高压气藏具有很强的应力敏感性,随着净围压的增加,渗透率初始下降比较快,逐渐趋于平稳,渗透率的变化规律符合幂指数形式;基质型岩心的应力敏感性最大,充填裂缝型岩心次之,裂缝型岩心的应力敏感性最小;异常高压气藏岩石在应力作用下弹性变形很小,主要发生塑性变形,岩心的应力敏感性是不可逆的。     

考虑应力敏感性的低渗透气藏气井产能分析

低渗透气藏储层在开发过程中,由于受到的净覆压差增大,储层孔隙度、渗透率等物性会随之降低。结合国内某低渗气藏的室内岩心实验,用实验数据拟合回归出了孔隙度与净覆压的二次多项式,建立了覆压渗透率与净覆压、常压渗透率的经验公式。根据Forchheimier非达西渗流公式,建立了气藏在考虑应力敏感性时的二项式产能方程,对比分析了常压渗透率与覆压渗透率下的单井产能。结果表明,考虑应力敏感的气井,无阻流量降低了12.3%,累积产气量减少20.5%。     

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随着油气田勘探工作的日益深入，近年来在我国发现大量深层气藏和凝析气藏，尤其在塔里木地区。为了搞清塔里木油田深层气藏岩石渗透率应力敏感特性，通过塔里木油田岩心渗透率应力敏感性实验，研究了深层岩石的有效覆压与渗透率的关系，分析了渗透率应力敏感特征与机理。实验结果表明：随着有效覆压增加岩石孔隙结构和骨架结构发生变化，会引起岩石渗透率的下降；岩石渗透率越低或有裂缝存在，应力敏感特性表现更强烈；随着异常高压气田开发过程的进行，地层压力逐渐下降，进而诱发岩石渗透率损失是不可逆的。     

压力对低渗透岩心渗透率测试的影响

低渗透气藏岩心渗透率测试中，上覆压力、净上覆压力和孔隙压力都极大地影响着渗透率的准确测量。只有尽可能地恢复其地下应力状态，建立一个相适宜的上覆压力及孔隙压力平衡系统，保证作用于岩石上的恒定净上覆压力，方能得到准确的结果。     

川东北碳酸盐岩气藏岩石渗透率变化实验

地应力变化是一个三轴方向上的综合应力变化,传统的应力敏感性实验与地层真实情况存在较大误差。为了研究超高压碳酸盐岩气藏储层渗透率与有效应力的关系,针对实际井获取的岩心,设计了不考虑岩石中孔隙流体压力的三轴应力变形实验和考虑岩石中流体压力的变形实验方案,推导了由三轴应力实验数据计算渗透率变化的数学模型,在此基础上分析了川东北碳酸盐岩超高压气藏岩石渗透率变化与有效应力的关系。结果表明:在同样的有效应力条件下,考虑孔隙中流体压力时渗透率下降幅度更大。3号岩心有效应力达到50 MPa时,无因次渗透率下降幅度为57.48%。对于天然裂缝发育的岩心,使用考虑岩心中流体压力的变形实验能更好地获取渗透率的变化规律;对于天然裂缝不发育的岩心,使用不考虑岩心中孔隙流体压力的三轴应力实验能更好的获取基质渗透率的变化规律。对比国内外异常高压气藏,认为研究区气藏渗透率的应力敏感性较强。实验研究为气藏科学、高效开发提供了科学保障。     

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。     

低渗透气藏介质变形评价参数研究

目前中国低渗透气藏的储量占未动用气藏储量的比重越来越大,而低渗透气藏一般都采用衰竭式开采,在生产过程中地层压力逐渐下降,导致储层岩石变形,使得孔隙度和渗透率降低,从而导致低渗透气藏开发效果变差。在对苏里格低渗透气藏岩心进行大量应力敏感性实验的基础上,通过对实验数据的分析,比较了线性、指数和乘幂３种典型渗透率随有效压力变化的关系模型。分析结果表明：乘幂变异模型较其他两者与实验数据更为吻合,在此基础上,推导了考虑应力敏感性时的低渗透气藏产能公式。由此提出了刻画岩石介质变形的新参数--岩石变形系数,用此参数可以很好地表征低渗透气藏介质变形的变化特征及其对低渗透气藏产量的影响,并依据该系数对低渗透岩心的变形程度进行分类,得到了比较好的分类效果。     

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。     

考虑渗透率应力敏感的低渗气藏产能预测公式

通过大量文献调研指出,由于气体产出、低渗气藏孔隙压力降低、地应力增大、基岩和孔隙受到压缩,导致渗透率大幅降低和气藏产能降低。基于岩石渗透率随有效应力变化呈指数关系的普遍认识,在达西渗流理论的基础上,推导出了一个考虑渗透率应力敏感的气井稳态产能公式,并对其进行了实例计算分析,认为低渗气藏在产能预测时有必要考虑渗透率应力敏感伤害,特别是针对那些应力敏感伤害严重的低渗气藏;所推导的公式可为确定合理的生产压差和开采速度提供必要的理论基础。     

低渗砂岩储层岩石应力敏感实验与理论研究

Terzaghi有效应力是外应力减去内压的差值，因此，增加同样大小的围压和降低同样大小的内压其有效应力的变化大小是一样的。实验室通过改变外压来改变净应力，和实际开采过程中围压不变降低孔隙流体压力改变净应力，测定的孔渗随净应力变化的结果是一样的。改变外压测定孔渗随净应力变化，得到的结论是低渗岩心比中高渗岩心对净应力和有效应力更敏感，而孔隙度对它们均为弱敏感。通过引入双重有效应力理论，对开采过程中有效应力随净应力的变化关系进行了重新校正和评价。结果表明，低渗岩心虽比中高渗岩心对有效应力更敏感，在衰竭开采过程中，净应力变化虽然很大，有效应力的变化率非常小，导致低渗透砂岩储层渗透率和孔隙度基本不变。     

鄂尔多斯盆地中部古生界储层覆压物性特征

低渗透储层的应力敏感性对储层流体的流动能力影响较大。对鄂尔多斯盆地中部地区古生界储 层物性与上覆压力关系进行的实验研究表明,储层孔隙度、渗透率随着上覆压力的增大而呈现出减小的 趋势。此外,分析了研究区上古生界低渗透砂岩和下古生界碳酸盐岩储层覆压物性的变化程度及其原因, 这对于油气田开发调整措施的制定具有很好的指导作用。     

苏里格气田开发技术新进展及展望

鄂尔多斯盆地苏里格气田是我国最大的气田,同时又是典型的“低渗透、低压力、低丰度”气藏,储层非均质性强、有效砂体规模小,气井单井产量低,压力下降快,开发面临重重困难。通过4 a的评价工作,在开辟重大开发试验区的基础上,开展10项开发试验,形成了１２项开发配套技术,解决了苏里格气田有效开发的技术难题;近两年来,以提高单井产量、提高气田采收率、提升气田开发水平为目的,在深化储层地质认识的基础上,丰富完善了苏里格气田天然气富集区筛选技术、提高采收率等技术,创新形成了丛式井、水平井开发配套技术;气田开发方式由原来的单一直井开发转变为丛式井、水平井并重开发,水平井单井产量超过直井的3倍,气田采收率提高了15%,同时实现了土地资源的集约化利用,为苏里格气田低成本有效开发提供了全新的、重要的技术保障,气田开发水平和开发效益明显提升。     

页岩气藏应力敏感效应实验研究

页岩气藏降压开采过程中,地层压力和井底压力的变化导致气藏产生应力敏感效应,使气藏流体的流动动态和气藏产能受到影响。为了明确开采压力的下降对气藏渗透率变化的影响,实验通过改变内压与围压这2种方式,对页岩气藏的应力敏感效应进行了研究。研究结果表明:页岩的渗透率随着内压的降低而下降,随着上覆岩层压力的增加而下降;页岩渗透率与内压的变化存在明显的指数关系;页岩对外压的敏感效应远远大于对内压的敏感效应。该研究对确定页岩气藏产能及制订气井合理生产制度具有一定意义。     

克拉2气田的储层应力敏感性

克拉2气田是一个异常高压气田，在其开发过程中，储层岩石所承受的有效上覆压力变化大，容易产生变形，引起孔隙度和渗透率变小，这对气田开发产生较大的影响。利用克拉2气田实际岩心，实验分析了其应力敏感性特征，研究预测了气田开发过程中储层物性的变化规律及其影响因素。结果表明：克拉2气田储层孔隙度和渗透率与有效上覆压力均呈幂函数关系，孔隙度变化规律较一致，比孔隙度变化区间小；渗透率的变化较为复杂，岩石初始渗透率越低，随有效压力增大其下降速率越快，相同有效压力下下降的幅度越大。克拉2气田衰竭开采至废弃压力，储层综合物性变化不大，孔隙度绝对值降低0.5%~1.5%，综合渗透率降低18.2%。这些变化对气藏产能的影响不大。     

岩石应力敏感对苏里格气井产能的影响

通过实测苏里格气田岩样在不同覆压下的渗透率，讨论了低渗岩样在覆压实验中的变形特征，在实验及理论研究的基础上，推导出了考虑岩石应力敏感的气井产能公式，结合苏里格气田储层的实际情况，评价了岩石应力敏感对气井产能的影响。     

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��On the baisis of the characteristics of Sichuan gas reservoir with bottom water encroachment: low matrix permeability, high test pressure differential and gradual encroachment of formation water, the steady-state flow method is chosen to determine the gas and water relative permeability.Through the reexperiment and comparative test, a method for determining the gas and water relative permeability of net pore cores which have permeability of 1 md and porosity of more than 5% is created.The harmfulness of water on gas field development may be quantitatively determined by these testing curves.