低渗储层砂岩应力敏感性实验研究与分析

本实验通过对某地区的深层低渗砂岩岩样进行气体渗透率的变围压测试,表明该地区深层砂岩存在渗透率应力敏感性:渗透率随着围压增大而减小,高渗透砂岩的渗透率比低渗透砂岩更具应力敏感性,且渗透率与围压的回归函数能很好地满足二项式关系。本文从岩石的材料属性和微观结构入手,分析了该地区岩样具有此应力敏感性的原因,并为该地区储层砂岩应力敏感性的研究和应用提供了实验依据。     

低渗透砂岩储层孔隙度、渗透率与有效应力关系研究

随着油气藏的开采，储层的应力状态发生变化，从而引起储层孔隙度及渗透率发生相应变化。大量的实验表明，孔隙度随有效应力的变化而产生的变化范围较小，而渗透率的变化范围较大。应用Terzaghi有效应力理论得到的结论是低渗透砂岩具有很强的渗透率应力敏感性以及弱孔隙度应力敏感性。引入双重有效应力理论，对孔渗随应力的变化关系进行重新校正和评价，表明随着应力变化，低渗透砂岩储层的孔隙度变化不大，而渗透率变化较大。而用双重有效应力计算出来的结果比用Terzaghi有效应力计算结果要小得多，表明低渗透储层对有效应力并不是非常敏感的，这在于按照双重有效应力理论，在计算本体有效应力时已在孔隙压力前乘上了一个修正因子，故在开发过程中地下岩石有效应力的变化范围就减少了很多，所以渗透率的变化幅度也就相应地减小了很多。     

鄂尔多斯盆地姬塬地区长6段致密砂岩中黏土矿物对储层物性的影响

黏土矿物在鄂尔多斯盆地姬塬地区长6段各小层中均有分布,是该区致密砂岩储层中主要的填隙物,对储层物性有重要的影响。利用铸体薄片、压汞、扫描电镜（SEM）、X-射线衍射（XRD）等实验测试技术,分析储层岩石学特征认为,长6段是以长石岩屑砂岩和岩屑长石砂岩为主的低孔低渗的致密储层,其平均孔隙度为7.78%~9.13%,平均渗透率为(0.20~ 0.34)×10-3μm2。重点分析黏土矿物与储层物性之间的关系认为,高岭石和绿泥石是长6储层中主要的黏土矿物,对储层物性的影响较为复杂。少量的高岭石和绿泥石往往预示着储层孔隙度较好,而过量的高岭石（绝对含量＞7%）和绿泥石（绝对含量＞10%）则会大大降低储层的孔隙度。通过计算,长6储层原始孔隙度为41.13%~42.04%,高岭石充填导致砂岩孔隙度降低4.52%~4.78%,其损失率为10.74%~11.38%;绿泥石对长6段砂岩孔隙度的影响仅次于高岭石,导致孔隙度降低4.12%~4.70%,其损失率为9.81%~11.18%。自生高岭石对砂岩渗透率有一定的建设性作用,而绿泥石则导致砂岩渗透率降低。长6储层中伊利石含量较高岭石和绿泥石含量低,但由于其主要以丝缕状呈搭桥式充填孔隙,导致孔隙度和渗透率均有所降低,其孔隙度降低1.33%~2.08%,损失率为3.17%~4.94%。因此,在姬塬地区长6段致密储层中,黏土矿物对孔隙度的影响程度为：高岭石＞绿泥石＞伊利石。     

致密砂岩储层应力敏感性评价实验研究

低渗透储层具有较强的应力敏感性.这个现象用常规的油气田开发理论和油气渗流力学理论是难以解释的,只有考虑多孔介质变形才能合理解释这些特殊现象.通过对低渗透天然、人工造缝及填砂处理岩样,进行应力敏感性评价,得出：（1）天然岩样初始渗透率越小,随着净应力的增加,渗透率损害率越大,应力敏感性越强;（2）在净应力较低的情况下,随着围压增大,岩样渗透率急剧下降;当净应力增大到一定值时,渗透率下降速度减慢;（3）岩样经加压—卸压过程,渗透率无法得到完全恢复,随着加减压次数的增加,应力滞后效应减弱;（4）填砂岩样的缝越宽,随着净应力的增加,渗透率损害率越大,应力敏感程度越强.填砂岩样随着净应力的增加,其渗透率损害率比造缝未填砂岩样的损害率小.     

煤层气储层应力敏感性定量表征及影响因素研究

煤层气储层应力敏感性较强,对煤层气开发具有重要影响。采用不同区块天然煤样开展应力敏感性室内实验,应用应力敏感性系数和渗透率伤害系数2个参数评价了各煤样应力敏感性程度,并研究了煤阶、渗透率和储层气体压力等参数对煤岩应力敏感性的影响。结果表明:镜质组反射率R_o<1.7%时,煤阶越低,应力敏感性程度越大,渗透率伤害程度越高;而镜质组反射率R_o>1.7%时,煤阶越高,应力敏感性程度越大,渗透率损害程度越高;煤岩初始渗透率越高,应力敏感性系数越低,应力敏感性越弱,利用初始渗透率与其应力敏感性系数之间的经验公式可以估算煤岩应力敏感性,方便现场应用;储层气体压力越低,渗透率越高,越有利于煤层气开发,而煤岩应力敏感性系数和渗透率伤害系数也略高,需预防应力敏感性造成的渗透率伤害。      

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。     

低渗透砂岩储层压力敏感性对开采速度的影响

采用一套系统的模拟地层上覆压力、模拟油藏原始状态的加压方式及加压后物性平衡时间确定的实验方法,进行低渗透砂岩压力敏感性对开采速度的影响实验研究。通过模拟油田实际开采中压力变化过程,对比研究急速改变有效应力与慢速改变有效压力对储层岩石物性的影响,分析低渗透储层物性参数孔隙度、渗透率随有效应力变化规律及压力敏感性特征,进而研究储层压力敏感性对低渗透油藏开采速度的影响。研究表明:即使低渗透储层孔隙度只发生微小损失,将引起岩石的渗透率显著降低,且其受加压方式影响较大,有效压力增加速度越快,岩心渗透率降低幅度越大,不可逆的渗透率损失越大;反之,有效压力增加速度越慢,岩心渗透率降低幅度越小,不可逆渗透率损失越小。建议在开发低渗透油田时采取多次逐级降低井底流压、保持合理的开采速度,以提高最终采收率。     

储层应力敏感性评价实验方法与评价指标探讨

应力敏感性评价参数是设计储层保护方案、确定合理工作制度的重要依据.前人对评价实验方法、渗透率与有效应力的关系做了许多探索,但在实验方法、数据处理及评价指标方面仍存在较大争议.利用四川盆地中部致密砂岩气层、油层及松辽盆地低渗透砂岩油层共计70块岩样的应力敏感性实验数据,分析了应力敏感性系数与不同初始条件下渗透率损害率的关系,探讨了不同评价方法的优缺点.结果表明,应力敏感性系数与渗透率损害率相关性强,应力敏感性系数可用于进行不同区块储层的应力敏感程度对比.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。     

鄂尔多斯盆地苏里格气田中、下二叠统砂岩储层敏感性影响因素分析

为减小苏里格气田在勘探开发过程中造成的储层损害,针对其中下二叠统砂岩储层的敏感性进行了实验研究,从岩石学特征和孔喉结构特征上分析了储层敏感性影响因素。研究结果表明:储层速敏性弱,与孔喉直径小、粘土矿物微粒直径较大有关;水敏性差异大,与凝灰质杂基含量多少有关;碱敏性弱,高pH值碱液提高储层渗透率与储层中高岭石被强碱溶蚀有关;酸敏性大小取决于酸液类型和储层中方解石及绿泥石含量;应力敏感性强,与储层致密、喉道类型主要为片状喉道有关。根据储层的敏感性,提出了相关的储层保护和改造措施。     

马岭油田北三区延10油层注水开发中储层伤害研究

马岭油田北三区延10油层粘土矿物主要成份依次为伊利石、伊/蒙混层、高岭石、绿泥石,对储层的潜在危害依次为伊利石、伊/蒙混层和高岭石所造成的水敏和速敏。本文利用马岭油田北三区延10油层真实砂岩模型进行的伤害研究表明,1)马岭油田北三区延10油层存在弱速敏,临界速度的大小与渗透率呈正相关,一般渗透率越小,临界速度也越小。由于实际注入水的矿化度较实验用地层水的矿化度要低,故注水开发中的速敏伤害较实验结果要强。2)马岭油田北三区延10油层存在弱一中等程度的水敏,K+的存在和注入水盐度的提高会减轻水敏伤害的程度,注入水的盐度以5-10 g/L为宜。3)水敏伤害条件下的驱油效率较无水敏伤害条件下的驱油效率低11.35%,宏观波及系数也明显降低,从而降低了油层采收率。建议加强对马岭油田北三区延10油层注水开发中的储层保护研究,在注水开发中采取更有效的储层保护措施,以提高油层采收率。     

疏松砂岩气藏渗透率敏感性实验研究

压敏、速敏、水敏的联合作用是疏松砂岩储层二次伤害的主要原因。利用松散岩心的套筒取心制样技术,对疏松砂岩油藏的露头岩心取样,通过疏松砂岩油藏应力敏感实验,模拟了不同驱替压差和驱动流速下储层的压敏、速敏、水敏变化,研究了疏松砂岩气藏特殊的渗透率敏感性机理。实验结果表明：疏松砂岩储层的渗透率越低,压敏越明显,压敏主要发生在应力变化的初始阶段,一般处在投产早期的近井地带,因此,多井低产、均衡开采将有利于稳产;疏松砂岩储层可动水会加剧压敏效应,因此随着压实和出水,中—低渗储层将转变为局部低渗—特低渗储层;疏松砂岩储层渗流过程中,微粒的运移同时具有疏通提渗和堵塞降渗的双重效应,在岩心尺度上,速敏体现在测试渗透率的异常升高,对于实际生产井,当气井产量发生显著变化时,可认为近井地层发生了微粒运移引起的速敏效应,即地层出砂。     

西湖凹陷Y构造花港组黏土矿物特征及对储层物性的影响

通过X射线衍射、扫描电镜等方法对Y构造花港组致密储层中黏土矿物含量、形态特征进行研究,分析其在不同成岩作用阶段的演化过程及对储层物性的影响,结果显示成岩演化过程中高岭石和蒙脱石含量越高,钾长石溶蚀消耗越强烈,储层次生孔隙越发育;反之钾长石消耗少,孔隙相对不发育。随着成岩作用加强,绿泥石和伊利石含量增加,储层孔隙度变化不明显,但渗透率明显下降。分析认为绒球状绿泥石和丝发状伊利石含量不断增加,堵塞储层中细小喉道,致使渗透率明显变差。     

鄂尔多斯盆地长7段致密储层主要黏土矿物特征及其地质意义

鄂尔多斯盆地延长组长7段致密储层表现为强压实、强胶结的致密化特征,其中伊利石、绿泥石等黏土矿物的大量存在是导致储层致密的重要原因。通过铸体薄片、扫描电镜、XRD等测试资料结合沉积、成岩环境分析,研究了长7段致密砂岩储层主要黏土矿物的微观赋存状态,并刻画了宏观分布特征,在此基础上探讨了其形成机理及对储层的影响。结果表明,长7段致密储层黏土矿物中伊利石含量最高,占黏土矿物总量的近60%,其次为绿泥石,占总量的30%以上,高岭石含量较低;受物源区母岩特征、砂岩成因类型、沉积环境、成岩流体性质等因素影响,各种黏土矿物平面分布具有差异性,陇东地区伊利石含量特别高,陕北地区绿泥石和高岭石含量相对较高;黏土矿物对陕北地区长7段致密砂岩最显著的影响表现为绿泥石膜对原生孔隙的保护及高岭石对孔隙的充填;而对陇东地区长7段致密砂岩最显著的影响则表现为伊利石对原生孔隙的普遍充填分割。沉积环境和原生孔隙条件的差异及自生黏土矿物形成过程中物质、流体复杂作用造成现今不同地区长7段致密储层孔隙发育特征的差异,并对开发特征产生影响。     

大港油田张东地区低渗储层黏土矿物分析及敏感性研究

针对大港油田张东地区沙二段低渗透砂岩储层目前注水压力高、产量低的问题,采用岩心分析技术和岩心驱替实验,对该区块的黏土矿物进行了矿物分析和敏感性实验研究。实验结果表明:该区块黏土矿物类型主要有高岭石、伊利石、伊利石/蒙脱石混层和绿泥石4种;产状主要为架桥状和薄膜状,且储层属于中等黏土矿物储层;在开发过程中,储层表现出中等偏弱速敏、强水敏、强酸敏和强碱敏的特点。对张东地区以后的开发过程提出了一些生产上的建议。     

煤系粗粒低渗储层自生粘土矿物特征及其对储层特性的影响——以焉耆盆地侏罗系三工河组油层为例

中国中西部侏罗系煤系粗粒低渗储层中自生粘土矿物含量高,尤其是高岭石矿物的相对含量较高。焉耆盆地下侏罗统三工河组储层研究表明,粘土总量和高岭石含量在不整合面下随深度加大而减少,而伊利石和绿泥石的含量却随深度增加而加大。相同深度下,长石成分含量较高、厚度较大的主河道砂体中高岭石含量普遍较高。煤系地层中酸性流体介质环境下的水岩相互作用对粘土矿物的产生起关键作用。焉耆盆地粘土矿物的大量存在加剧了此类储层的低渗透性;增加了储层潜在敏感性;严重影响了油田增产效果。     

鄂尔多斯盆地红河油田长8致密砂岩储层成岩特征

综合利用铸体薄片、扫描电镜和电子探针等分析化验资料,对鄂尔多斯盆地红河油田三叠系延长组长8致密砂岩储层的成岩作用类型、分布特征及主控因素进行了系统研究。研究区长8储层目前处于中成岩A阶段,主要成岩类型为压实作用、溶解作用及2期方解石、2期高岭石、3期绿泥石胶结作用。独立型薄层砂体分布在河道边部和河道上游,其塑性矿物含量高,以强压实作用为特征,溶解作用和胶结作用较弱,发育强压实成岩相。复合型厚层砂体分布在河道中心,其中顶部和底部砂体以强方解石胶结为特征;中部砂体根据砂体岩相类型存在多个成岩序列和成岩相,其中富含刚性矿物中-细砂岩岩相主要发育绿泥石胶结中溶解成岩相,过渡型细砂岩岩相由于早期方解石胶结程度差异,可发育方解石中胶结成岩相或高岭石中胶结成岩相。      

大牛地气田储集层应力敏感性研究

大牛地气田具有低渗、低产、低压、低丰度的特征，而低渗透气藏常伴随着应力敏感性影响。为了研究大牛地致密气藏的应力敏感性，特别是多次开井和关井条件下的应力敏感性，开展了闭合回路下的应力敏感实验研究。结果表明，低渗透砂岩储层的应力敏感性是客观存在的，而且这种应力敏感性对储层渗透率造成的伤害不可忽视。随着有效压力的升高，渗透率逐渐降低，并且在有效压力升高的早期渗透率降低的幅度最明显，在后期则趋于平缓；而在有效压力恢复过程中，渗透率不能恢复到原来大小，即应力敏感对渗透率的伤害具有永久性。研究结论为大牛地气田开发方案的制定提供了依据，也为其它低渗透气田的开发提供参考。     

鄂尔多斯盆地姬塬地区上三叠统延长组长8油层组成岩作用研究

利用铸体薄片、阴极发光和扫描电镜等分析方法,对姬塬地区延长组长8油层组砂岩的岩石学特征、成岩作用、自生矿物、孔隙发育特征进行了分析和研究。结果表明：该区储集砂体为成分成熟度较低的长石岩屑砂岩和岩屑长石砂岩;主要自生矿物为高岭石、绿泥石、伊利石、方解石、石英和钠长石等．其中高岭石的含量反映了次生孔隙的发育程度,绿泥石和硅质表现为对储层原生孔隙具有很好的保存作用：而伊利石对储层的影响是负面的;早期形成的自生方解石对储层物性有利,而晚期形成的大量方解石胶结孔隙度使储层物性降低。