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。     

不同级别渗透率岩心应力敏感实验对比研究

油藏一旦投入开发，原始应力状态发生改变，必然造成油藏岩石发生应力敏感，但是当前争论热点是中高渗储层和低渗储层哪类应力敏感更强。针对这一问题，选取14块直径38 mm的天然岩心 开展室内实验。为了更好地模拟油藏实际，主要实验设备均置于恒温箱内。根据实验结果分别计算各样品的渗透率损失率，对比分析可知，中高渗岩心的渗透率损失绝对值要比低渗岩心大，但渗透率损 失相对值却比低渗岩心小，即低渗油藏具有更强的应力敏感性。以此为基础，归纳了油藏岩石的应力敏感模式，中高渗油藏应力敏感符合“平缓型”模式，低渗透油藏应力敏感符合“先陡后缓型”模式 。根据应力敏感模式可知，低渗油藏开发必须控制合理井底流压，避免发生强应力敏感，从而保持油井产能。     

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。     

低渗透气藏应力敏感性实验研究

地应力是影响储层物性参数的重要因素,特别是对地应力敏感的储层、、实验研究表明。不管是干燥岩石还是含束缚水岩石,低渗透砂岩气藏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,渗透率是逐渐降低的低渗透气藏岩心的孔隙度随有效压力的增大呈指数关系递减。低渗透气藏应力敏感性与储层含水饱和度有关,束缚水饱和度越高。应力敏感性越强。低渗透气藏孔隙变形具有弹塑性变形的特征。     

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。     

特低渗透油藏超前注水效果影响因素实验

特低渗透油藏超前注水开发方式具有良好的开发效果。以大庆油田外围特低渗透油藏扶余油层为研究对象,研究了超前注水的合理压力保持水平、渗透率、应力敏感性和启动压力梯度对开发效果的影响。结果表明:特低渗透油藏超前注水的合理地层压力水平应当保持在原始地层压力的120%左右,超前注水初期产液量高、见水早,但对含水率上升有一定抑制作用;储层渗透率越低,最终采收率提升的比例越大,在能够注入的前提下,渗透率越低越适合超前注水开发方式;扶余油层在超前注水开发方式下渗透率恢复率提升4.35%~12.71%,能够有效克服低渗透储层应力敏感性损害;超前注水开发方式能够通过恢复地层压力和克服应力敏感性综合影响启动压力,在现场试验的大井距下能够大幅降低启动压力,减小注水井的工作压力。因此,采用超前注水开发方式开发外围特低渗透油藏扶余油层具有较好的效果。     

应力敏感实验评价结果与开发特征矛盾分析

由于储层具有较强的压力敏感性,很多深层复杂低渗透油藏的生产过程中,存在产量递减速度快、注不进采不出等问题。许多油田通过储层压力敏感性评价实验,评价结果为弱压力敏感或无压力敏感,但在实际开发过程中体现出强压力敏感性特征,实验室压力敏感性评价结果偏离实际油藏真实情况。导致实验室所测压力敏感性比处于高压下的储层压力敏感性弱的主要原因:一是异常高压油藏储层渗透率压力敏感的时滞效应,另一点是开采过程中孔隙度和渗透率损失的不可逆性。为了准确评价储层应力的敏感性,实验室需使每个围压点保持相应的时间以保证测试的渗透率已稳定;实验所用岩心必须是在储层原始状况下取出的岩心;针对异常高压低渗透油藏,如果使用的是地层压力下降后的储层岩心,建议在使用相同裂缝密度且渗透率大20%~40%的岩心进行实验。     

对“低渗透储层存在强应力敏感”观点的质疑

储层的应力敏感问题是近年来石油工程领域的研究热点之一，但对“低渗透储层是否存在强应力敏感”，石油学界存在2种相反的观点，且争议不断，给油气生产和决策带来困扰。通过剖析应力敏感实验研究的局限，并根据应力敏感评价理论计算结果，对“低渗透储层存在强应力敏感”的观点提出了质疑。应力敏感实验测试存在难以模拟储层实际受力状态、微间隙影响实验结果、不同渗透率岩心测试稳定时间差异大等问题，实验结果难以反映岩石渗透率的真实特性；对实验结果进行分析时，错误使用Terzaghi有效应力，放大了储层的应力敏感程度。以双重有效应力和多孔介质弹性力学理论为基础，应用管流来模拟实际岩石中的渗流，从岩石力学角度推导出储层应力敏感评价的理论计算公式。计算结果表明，低渗透储层不存在强应力敏感。研究结果对于指导低渗透油藏开发具有重要意义。     

注水压力对低渗透储层渗流特征的影响

低渗透油藏中流体的渗流规律是当前渗流力学重要的研究领域。低渗透油藏储层的主要特征是渗透率低,油水流动的孔道微细,渗流阻力大,固-液界面及液-液界面之间相互作用显著。这些特点造成了低渗透油藏渗流规律的复杂性。通过室内岩心流动实验,研究了注入压力对岩石渗透率和流体渗流规律的影响。结果表明,低渗透储集层存在非线性渗流特征,当注入压力较低时,流体在岩心中流动速度随压力梯度的变化很小,也就是在低压下,注入水很难进入地层;当压力梯度较大时,渗流速度与压力梯度的关系呈近似的直线关系;在上覆压力和压力梯度不变的条件下,注入压力越高,岩石渗透率就越高。由此可见,在考虑储层保护的前提下,对低渗透储层采用高压注水,有利于提高注水效果。     

不同黏土矿物胶结的低渗透储层渗透率应力敏感性对比——以鄂尔多斯盆地延长组储层样品为例

通过应力敏感性实验,研究鄂尔多斯盆地延长组富含绿泥石和富含高岭石的低渗透砂岩储层的渗透率应力敏感性。结果表明,富含绿泥石储层的渗透率应力敏感性较弱,而富含高岭石储层的渗透率应力敏感性较强;富含绿泥石的不同岩样,随着初始渗透率减小,应力敏感性显著增强,而富含高岭石砂岩的渗透率应力敏感性与初始渗透率大小的相关性较差,这与高岭石的生长模式有关。因此,富含高岭石的低渗透砂岩油藏的开发应采用超前注水技术,尽可能地保持地层压力,降低开发过程中渗透率应力敏感性对产能的不利影响。     

考虑压力拱效应的苏里格气田上覆压力计算

目前所有的应力敏感实验都假设上覆压力不变,事实上,油气田开采时储层部分甚至整个上覆岩层的应力将重新分布,上覆压力将随着生产时间不断变化,因此计算不同形状储层上覆压力变化值对低渗储层应力敏感评价具有重要的意义.统计苏里格砂体展布特征,将储层模型简化为近饼状体模型和近椭圆柱体模型,以Sohanzadeh非均质理论为基础,计算了苏里格气田两种简化储层模型在油气开采时上覆压力的变化情况,并应用于储层的应力敏感评价中.结果表明:油气开采时,苏里格气田上覆岩层中形成压力拱,不同形状储层的压力拱比不同,近饼形储层和近椭圆柱体储层的最大压力拱比分别为0.276和0.119.地层压力降低30 MPa时,近饼状体储层上覆压力最大降低14％,近椭圆柱体储层上覆压力最大降低6％,对应的应力敏感渗透率较常规应力敏感实验分别提高38.57％和23.25％,对于压力拱效应显著的低渗储层,常规实验夸大了储层的应力敏感效应.     

分支井连接井段井壁破坏特性分析

目前，分支井井眼连接井段失效问题是分支井技术面临的新的挑战，因为这可能导致井眼报废而无法达到预期的目的，因此，针对分支井分支处连接段井壁力学特性，首次研究了分支连接处的应力分布和破坏规律，应用有限元法模拟了造斜半径和造斜方位对连接段井壁应力分布和破坏的影响，以及连接处破坏的程度及变化规律；同时总结出连接井段井眼最稳定时的最佳分支造斜方位是沿着最大水平主应力方向。     

密封盒子破裂原因分析

通过应力分析和强度校核，论证了管道线密封盒子破裂的原因。并指出在高温、高压管线的应用中应注意选材、核算，以免发生事故。     

应力敏感对低渗致密气藏水平井压裂开采的影响

水平井压裂开发是提高低渗致密气藏产量和采收率的重要手段。低渗致密气藏存在应力敏感性,由于储层压力下降,造成近井地带孔隙度、渗透率等物性参数降低,裂缝宽度减小甚至闭合,地下流体渗流能力下降,影响压裂水平井的开发效果。从室内实验出发,研究了低渗致密气藏应力敏感性,多次升降压进一步加剧了裂缝渗透率应力敏感程度,储层和裂缝渗透率应力敏感损害具有不可逆性。采用压裂水平气井的生产动态分段拟合方法和试井分析研究了应力敏感参数变化规律:随生产时间增加、地层压力降低,地层渗透率逐步降低,压裂裂缝半长逐渐变短,裂缝导流能力下降,表现出较强的应力敏感性。单井动态分析和数值模拟研究表明:随应力敏感效应增强,水平井压裂稳产期采出程度和采收率降低幅度变大;随着配产提高,应力敏感效应影响增强;低渗致密气藏应控制合理生产压差,减少应力敏感对储层的伤害。     

用岩心实验方法测定野外应力

本文介绍了２种由室内岩心实验测定野外应力值和应力方向的方法。实验测定的结果有很好的重复性，与其它方法测得的结果相比较，一致性很好。实验表明：辽河油田冷家堡地区的最大水平主应力方向为北东向；垂向主应力是中间主应力。前者给出了油，水井不宜间隔排列的方向，后者指出人工压裂裂缝是近于直立的。     

H级抽油杆许用应力计算API方法适应性生分析与改进

鉴于H级超高强度抽油杆良好的力学性能,2009年开始,在长庆油田推广应用,截至2015年年底应用井数已经超过2.6万口.但在应用过程中,一直沿用常规API许用应力计算方法,尚未建立针对H级抽油杆的许用应力计算方法,造成H级抽油杆杆柱设计保守,浪费严重,间接增加了油田开发成本.在分析API许用应力计算方法基础上,建立了基于H级抽油杆许用应力计算API方法,分析了主要影响因素,为H级超高强度抽油杆杆柱优化设计、合理利用提供了依据.     

径向孔眼辅助压裂裂缝形态

为研究不同径向孔眼参数对裂缝形态的影响规律,基于地层流-固耦合方程,应用ABAQUS有限元软件,利用最大拉应力准则判断裂缝起裂位置并预测裂缝扩展形态,最后通过大型真三维物模实验验证数模结果。结果表明:在径向孔眼内水力加压会改变原始地应力分布并形成干扰应力场;裂缝面由孔眼起裂并以缝高增长的方式扩展,当缝高增长超出干扰应力场后受水平地应力差影响转向;当同一水平面孔眼数量大于4时,干扰应力场即可互相连结成新的应力场;当以x、y轴均对称方式钻孔会形成形态复杂的多裂缝。径向孔眼对压裂裂缝具有引导能力,多径向孔眼具备构造复杂多裂缝的能力,利用径向孔眼对压裂裂缝的影响特性可有效提高传统压裂技术的改造效果,提高产能。     

16T-30M门机卷扬减速器齿轮油的合理选用

通过对16T-30M门机卷扬减速器齿面接触应力与齿轮线速度的计算，对使用说明书推荐的润滑油品进行了重新修订，选择了N460号重负荷工业齿轮油。经过两年的使用，该油品能够满足16T-30M门机卷扬减速器齿轮的润滑要求。     

单元网格大小对热应力的影响

在给定边界约束条件的情况下,热应力主要取决于温度载荷场的平均温度和等效梯度,而这两个因素主要由单元网格大小决定。针对结构热分析中的网格密度问题,应用MSC/NASTRAN有限元分析软件研究探讨有限元单元网格大小对结构热应力的影响。     

页岩人工裂缝应力敏感评价方法

页岩储层具有低渗致密、无压裂不产气的特点,需要大型压裂改造产生易于气体流动的人工裂缝。为了定量化研究页岩人工裂缝应力敏感性,通过室内相似物理模拟实验,分析了人工裂缝宽度、渗透率、孔隙度随有效应力的变化规律。研究表明:无支撑人工裂缝初始渗透率相差不大,应力敏感变化规律一致,岩心渗透率提高幅度随应力的增加迅速下降,页岩造缝岩心应力敏感性极强;裂缝加入支撑剂后,初始渗透率相差较大,应力敏感性变弱,裂缝导流能力增加巨大;支撑剂破碎后有部分发生了弹性变形,对裂缝表面起到了较好的支撑作用。