低渗透储层存在强应力敏感吗?——回应窦宏恩先生

低渗透储层属于致密介质,孔隙度小,压缩系数低,应力敏感性也极其微弱。但是,Hall图版曲线却显示了错误的逻辑关系,即孔隙度越低,岩石的压缩性越强。Hall图版的逻辑错误,是由实验中的表皮效应所致。根据弹性模量法测量的岩石压缩系数显示了正确的逻辑关系,即孔隙度越高,压缩系数越大,且压缩系数的数值非常低,低于地层流体的压缩系数。岩石的应力敏感与岩石的压缩性存在密切的关系,低渗透储层的压缩性低,应力敏感必然很弱。低渗透储层的强应力敏感现象,是由实验的系统误差所导致的,而非岩石自身的性质。     

应科学看待低渗透储集层——回应窦宏恩先生

低渗透储层研究出现的许多错误认识,是由于实验手段的不正确和缺少理性的科研方法所致.低渗透储层的岩石高压缩性和强应力敏感是由实验的系统误差所致,不是岩石自身性质的体现.岩石压缩系数的逻辑反转现象,已通过新的实验方法加以克服.岩石的应力敏感程度与岩石的压缩性有关,由于岩石的压缩系数极小,因此应力敏感程度极弱,生产过程中可将其忽略.启动压力梯度和滑脱效应均属于实验假象,其实并不存在.低渗透储层与中高渗透储层没有本质区别,中高渗透储层没有出现的奇特现象,低渗透储层也不应该有.     

低渗透储层应力敏感系数统一模型

低渗透储层应力敏感性的研究虽已引起中外学者的关注,但目前仍未形成统一认识。为了更准确地描述低渗透储层的应力敏感性,通过保持围压不变、改变流体压力的实验方法,研究了低渗透储层渗透率随有效应力的变化规律及其影响因素。在此基础上,按照岩石压缩系数的定义方法,提出了渗透率应力敏感系数的概念,在综合考虑孔隙结构、有效压力及滞后效应等参数的基础上,结合分形理论,建立了应力敏感系数的统一模型。结果表明,渗透率随有效压力的增加呈阶梯状减小,且与孔隙结构及有效应力加压方式有关;渗透率应力敏感系数可以定量表征储层渗透率随有效应力变化的敏感程度,其值越大说明储层敏感性越强;所建模型考虑了岩石内部孔隙结构、外部有效应力变化及滞后效应等多种因素的综合影响,可以全面表征储层的应力敏感性,并预测不同孔隙结构岩石的渗透率随有效应力变化的规律。     

低渗透储层不存在强应力敏感

储层岩石对应力的敏感程度与岩石的致密程度有关,低渗透储层比中高渗透储层更致密,因而对应力变化应该更不敏感。但是,实测应力敏感曲线出现了反常现象:低渗透储层比中高渗透储层对应力更敏感。这是由于实验的系统误差所致,而非岩石本身的性质。实验时岩心与封套之间存在的微间隙,导致了低渗透储层比中高渗透储层对应力更加敏感的现象。     

低渗透油藏渗透率及启动压力梯度应力敏感性分析

为了研究低渗透油藏在开发过程中伴随的储层物性及流体渗流参数变化规律,基于岩心堆积模型分形理论及材料力学原理,结合低渗透油藏非线性渗流特征,建立低渗透储层渗透率及启动压力梯度应力敏感理论计算模型,定量分析岩石力学参数对储层应力敏感性的影响,并通过理论模型计算结果与实验数据对比分析,验证应力敏感模型的有效性。研究结果表明:随着有效应力增加,渗透率呈下降趋势,而启动压力梯度呈上升趋势,且在有效应力作用下的正则化渗透率与启动压力梯度满足较好的乘幂关系;渗透率及启动压力梯度应力敏感性与岩石力学性质密切相关,岩石杨氏模量越大,渗透率及启动压力梯度应力敏感程度越弱,同一弹性模量的岩石泊松比越小,渗透率及启动压力梯度应力敏感程度越强;该模型可准确预测渗透率及启动压力梯度的应力敏感性,从而为低渗透油藏渗流规律研究及产能方案制定提供理论支撑。     

低渗透和高渗透储层都存在应力敏感性

近几年,有人将岩石孔隙压缩系数与岩石压缩系数的概念混为一谈,导出了一个错误公式,并用其解释实验结果,得出了低渗透储层不存在强应力敏感性这一错误认识。为了澄清一些概念,阐述了有孔岩石在不同压力环境下的压缩系数的概念,并指出孔隙度与岩石孔隙有效压缩系数的关系和孔隙度与岩石压缩系数的关系不是一回事,从有孔岩石体积公式入手,导 出岩石孔隙有效压缩系数公式,通过该公式可看出,岩石孔隙有效压缩系数随孔隙度的增大而减小,而岩石压缩系数随孔隙度的增大而增大。其关系与油藏工程中表征孔隙度和岩石孔隙体积有效压缩系数的Hall 曲线一致,进而说明Hall 曲线是正确的。 强调指出:用错误的公式解释正确的试验,所得结论和认识同样是错误的。理论公式的结果需要实验验证,实验是科学研究中 一门基础科学,实验和理论一样都是在一定条件下成立。国内外研究者通过实验和理论研究,提出低渗透油气储层比中高渗透储层更具有较强的应力敏感性,诸多研究者的实验数据是可信的,不是实验的系统误差所致,这已经是事实,是毋庸置疑的。     

质疑不存在启动压力之观点

近几年来在低渗透油藏开发的理论研究中出现了一些对科学概念理解出现误区和不分条件类比应用概念和公式的情况,澄清了低渗透和特低渗透储层渗流存在应力敏感性和启动压力、固体岩石和流体流变以及低速流体多孔介质中渗流的科学概念,并从理论上分析了理解误区出现的原因,证明了低渗透储层存在强的应力敏感性,特低渗透储层低速渗流存在启动压力,不再服从达西定律.     

储层岩石的压缩问题

岩石的应力敏感与岩石的压缩性密切相关。为了搞清岩石的应力敏感程度,深入分析了岩石的压缩问题。岩石孔隙体积的压缩是因为骨架体积的压缩所致,因此孔隙压缩系数与孔隙度和骨架性质有关。因存在系统误差,体积法测量的孔隙压缩系数数值偏高,且存在逻辑反转现象。弹性模量法消除了系统误差,测量结果符合科学逻辑。岩石孔隙、骨架和外观体积的压缩系数定义的压力不同,不能互相替代。孔隙度为0时,孔隙压缩系数为0,骨架压缩系数和外观体积压缩系数皆不为0,且骨架压缩系数等于外观体积压缩系数。岩石的应力敏感指数可由岩石的孔隙压缩系数求出。由于致密岩石的孔隙压缩系数极低,因此,低渗透储层的应力敏感程度极弱,生产过程可将其忽略。     

正确对待岩石孔隙压缩系数是认识低渗透储层的基础——兼答《应科学看待低渗透储集层》一文作者

由于岩石的应力敏感性与岩石孔隙压缩系数有关,在油田开发中,岩石孔隙体积压缩系数和岩石压缩系数不能混淆。岩石的压缩系数较岩石孔隙体积压缩系数小,国内外许多学者通过实验已经证实,低渗透储集层比中高渗透储层有较强的应力敏感性,生产过程中不可将其忽略。同时,文章强调指出:实验是科学研究中一门基础科学,而且是检验真理的唯一标准。低渗透储层存在应力敏感性和启动压力是一种客观存在的科学现象,不属于一种实验假象;油气运移是学说而不是理论,油气运移的一些认识人们无法在实践中证实。     

低渗透应力敏感性油藏的合理开发

针对低渗透油藏开发效果难以达到预期的现象,通过采用变流体压力应力敏感实验方法,保持围压不变对某低渗透油藏的岩心在不同流体压力下的渗透率进行测试。研究结果表明:随着流体压力的减小,岩心渗透率逐渐降低,但减小幅度趋于平缓;岩石渗透率越低,应力敏感性越强,流体压力恢复后,岩心渗透率并不能恢复到原来水平,其原因是低渗透岩石应力敏感性是不可逆的。利用径向渗流理论,结合应力敏感性对渗透率的影响,建立新的油井产能方程,计算出地层压力变化对单井产能的影响。在保持生产压差为4 MPa不变的前提下,地层压力下降5MPa,单井的产能降低10%~30%,储层渗透率越低,降幅越大。为使低渗透应力敏感性油藏得到合理高效的开发,储层在进行压裂、射孔和作业过程中需注意油层保护;在开采过程中需观察井底流压的变化,维持合理的生产压差;当油井产油量明显下降后,适时对近井地带储层进行酸化,增大近井地带的渗透率。     

低渗透储层很特殊吗——回应窦宏恩先生

低渗透储层存在许多错误认识,如岩石高压缩性、强应力敏感、启动压力梯度和滑脱效应。这些都是实验室里的结论,都没有经过实践的检验,都不是科学认识,它们是由实验的系统误差所致。大量的生产实践已经表明,低渗透储层不存在强应力敏感。泥岩烃源层中的油气能够运移,说明启动压力梯度并不存在。低渗透储层其实并不特殊,与中高渗透储层也没有本质的区别,只是孔隙稍小、物性稍差、泥质稍多、产能稍低而已。中高渗透储层没有出现的奇特现象,低渗透储层也不会出现。     

克拉2异常高压气藏开采压力变化对储层物性的影响

为了研究克拉2气藏是否可以采用衰竭式开采，以及储层岩石变形是否会对产能产生影响，开展了气藏开采压力变化对物性参数影响的实验模拟研究，研究表明，克拉2异常高压气藏开采过程中渗透率，孔隙度，孔隙压缩系数等物性参数都随开采压力而变化，但是在开采压力变化范围内，孔隙度，渗透率变化不大，渗透度变化具有轻微的不可逆性，对于克拉2气藏，储层岩石变形对产能影响不大，可以采用衰竭式开采，以充分发挥异常高压气藏弹性能量大的优势，提高开发经济效益，而孔隙压缩系数随有效压力的变化较为敏感，建议在进行气藏进行动态时把储层孔隙压缩系数考虑为压力的函数，这样有利于提高气藏生产动态预测的准确性。     

非达西渗流效应对考虑原油压缩系数低渗透油藏直井产能的影响

低渗透油藏普遍具有低孔、低渗特征,导致其油水渗流存在非线性和流态的多变性,使得流体的渗流不再符合经典的达西定律。考虑启动压力梯度、原油压缩系数和基于岩石本体有效应力理论的应力敏感效应的综合影响,推导出修正的低渗透油藏直井产能方程。以某低渗透油藏为例,力F究启动压力梯度、原油压缩系数应力敏感效应对其产能的影响。结果表明低...     

页岩应力敏感实验与机理

为了研究页岩渗透率的应力敏感现象及其机理,从毛细管、平板裂缝和双重孔隙介质的渗透率应力敏感机理出发,得到了多孔介质渗透率应力敏感系数的通用表达式,并结合下志留统龙马溪组、下寒武统牛蹄塘组页岩岩心的覆压孔渗联测实验,分析了页岩应力敏感的机理。实验结果表明:渗透率应力敏感系数为孔渗幂指数与孔隙压缩系数的乘积,孔渗幂指数表示孔隙的几何特征,孔隙压缩系数反映岩石力学参数和孔隙形状的影响。页岩岩心微裂缝较发育,微裂缝尺度与孔隙尺度相当的岩心孔渗幂指数小于3,微裂缝尺度远大于孔隙尺度岩心的孔渗幂指数大于3;与砂岩相比,实验所用页岩具有较低的孔渗幂指数,但孔隙压缩系数较高,因此页岩的应力敏感较强。     

基于变孔隙压缩系数的深部低阶煤层渗透率实验

深部低煤阶煤渗透率研究可为深部煤层气评价选区提供关键依据。基于应力-孔隙压缩系数-渗透率三者关系理论分析,利用高温覆压孔渗透实验数据,构建了变孔隙压缩系数下深部煤层渗透率预测模型。实验结果显示,变孔隙压缩系数下渗透率的预测模型较定孔隙压缩系数下渗透率预测模型能更为准确描述深部煤层渗透率,老君庙矿区的初始孔隙压缩系数为0.09 MPa^-1,孔隙压力随有效应力变化的衰减系数为0.07 MPa^-1,且初始渗透率随着温度升高而降低。根据孔隙压缩系数的定义,计算得到孔隙压缩系数。计算结果显示：实测孔隙压缩系数与拟合孔隙压缩系数之间的相关性较强;随着埋深增加,定孔隙压缩系数较变孔隙压缩系数模型下预测的渗透率偏低,揭示了该地区深部煤层渗透率并非如前所预期之悲观,仍存在一定可采潜力。     

高邮凹陷高含水砂岩油藏储层物性变化特征及影响因素分析

高含水砂岩油藏经过长期注水后,其物性会发生变化,对油藏开发产生明显的影响。为此,通过利用不同渗透率的岩心开展了水冲刷实验研究,并在实验基础上分析了黏土矿物、孔喉特征及岩石润湿性等对储层物性变化的影响。实验结果表明,渗透率较大的样品随着注水倍数的增加,渗透率逐渐增大;渗透率较小的样品随着注入倍数的增加,渗透率逐渐减小;且不同注入速度会影响物性的最后变化程度;黏土矿物含量、孔喉特征和岩石润湿性三者对储层物性变化有影响,其中黏土矿物含量对物性变化影响最大,孔喉特征和岩石润湿性影响较小。