微观孔隙结构对页岩应力敏感影响的实验研究

研究页岩储层在开发过程中的应力敏感对产能评价具有重要意义。通过脉冲法测量了渝南下寒武统牛蹄塘组2块页岩岩心的应力敏感曲线,应用毛管理论推导了毛管半径随有效应力变化的关系式,结合扫描电镜图像分析了孔径变化对应力敏感的响应特征。最后采用低温液氮吸附实验研究了页岩的微观孔隙结构特征,同时对毛管半径应力敏感公式进行了验证。研究结果表明:该地区2块页岩岩样均体现出强应力敏感,其渗透率随有效应力的变化符合指数关系式;毛管半径随有效应力的变化同样符合指数关系,孔隙越容易被压缩,毛管半径保留率越低,应力敏感越强;低温液氮吸附实验结果验证了毛管半径应力敏感公式的有效性,表明了在MK64-2岩样中,大孔比例较少,压缩过程中平均毛管半径保留率更低,小孔的比例较高,其压缩后提供给大孔的渗流通道较少,因此该岩样应力敏感性更强。     

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。     

迪那2高压气藏岩石压缩系数应力敏感评价

迪那2气藏孔隙压缩系数具有应力敏感性，当有效覆压从10MPa增加到65MPa时，压缩系数只有初始地层条件下的三分之一。通过对试验数据的归一化处理厦曲线特征分析，得到了迪那2气藏不同岩石孔隙压缩系数与有效覆压关系的统一数学模型。在异常高压气藏不稳定试井解释中应考虑孔隙压缩系数变化带来的影响。     

迪那2高压气藏岩石压缩系数应力敏感评价

迪那2气藏孔隙压缩系数具有应力敏感性,当有效覆压从10 MPa增加到65 MPa时,压缩系数只有初始地层条件下的三分之一。通过对试验数据的归一化处理及曲线特征分析,得到了迪那2气藏不同岩石孔隙压缩系数与有效覆压关系的统一数学模型。在异常高压气藏不稳定试井解释中应考虑孔隙压缩系数变化带来的影响。     

数字岩心技术在致密气应力敏感研究中的应用

致密气储层基质中存在与缝网不连通的人工诱导缝和天然裂缝,研究裂缝发育的基质渗透率应力敏感对致密气藏开发具有重要意义.本文利用某盆地H组致密气藏的岩石,开展了渗透率应力敏感实验,结合电镜扫描、微米CT等实验方法,对不同类型岩样微观孔隙特征进行了描述,利用实验结果对现场产能进行了分析.实验中基质、层理和人工造缝致密储层表现...     

利用CMS-300岩心测定仪研究储层应力敏感

利用CMS-300岩心测定仪研究储层应力敏感，可以扩大储层应力敏感的研究领域。由于该仪器可以同时测试不同围压下的常规孔渗、克氏渗透率、滑脱系数、惯性系数，这是其他仪器不能完成的。研究发现，储层应力敏感不仅与渗透率有关，而且与其他参数也有一定的关系：气体渗透率与应力敏感呈反比；孔隙度和孔隙体积变化与应力敏感呈正比；气体渗透率越小，非均质越严重，滑脱系数、惯性系数变化越大，应力敏感越强。     

页岩油藏微尺度流动特征及应力敏感性分析

页岩油藏岩石孔隙结构复杂,纳米孔发育,有机质丰度高,导致页岩油储层中流体渗流规律不符合经典达西定律,且页岩油在无机和有机纳米孔中的传输机理尚不明确.文中结合润湿特性,考虑边界层、液体吸附、界面滑移、应力敏感以及强流体-壁面作用力导致的原油物性变化,建立了纳米尺度流体传输模型,研究了不同烷烃分子在纳米孔中的传输机理.结果...     

裂缝型储层应力敏感与裂缝角度关系实验研究

裂缝型油气藏是目前研究的热点油气藏之一, 储层裂缝发育的复杂性和多样性决定了该类型油气藏开发的困难性,一方面裂缝的存在能够改善渗流通道,但其具有一定的应力敏感特征,会对储层造成一定程度的损害,导致渗透率下降,影响储层的开采效率。 因此,在油气藏开发过程中对裂缝型储层进行应力敏感性评价至关
重要。文章以某高温、高压裂缝型储层为研究对象!通过实验的方法测定了不同围压下渗透率随有效应力的变化规律,对比了人工裂缝和天然裂缝应力敏感性的区别,并分析了裂缝角度与应力敏感系数之间的关系。 实验表明,该区块应力敏感程度中等偏强,人工裂缝的应力敏感程度略高于天然裂缝,应力敏感系数随角度的增加呈线性变化关系。     

基于四参数随机生长模型的页岩储层应力敏感分析

页岩储层的应力敏感性是影响其后期开发效果的关键因素,从微观的角度深入认识其应力敏感机理及其影响因素对页岩气的开发具有重要意义。借助四参数随机生长模型构建了不同孔隙度和不同孔隙大小分布的岩心样本,利用弹性力学理论模拟了不同有效应力作用下各个岩心孔隙半径的分布变化及其对岩心固有渗透率的影响,深入分析了孔隙大小及其形状因子与上述两者之间的关系。结果表明,导致页岩应力敏感的直接原因是有效应力作用下孔隙面积的减小及孔隙位置的迁移。有效应力的增大使得各孔隙半径均有减小,孔隙半径的减小比例分别与孔隙初始面积和孔隙的形状因子呈正相关关系和负相关关系。在相同的孔隙度条件下,孔隙半径越均匀,平均孔隙半径越小,应力敏感性越强。有效应力的增加使得岩心固有渗透率呈指数型下降且孔隙度越小、固有渗透率越低的岩心,其应力敏感性越强,孔隙度对固有渗透率的影响大于孔隙半径均匀性的影响。     

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。     

压裂液浸润对页岩储层应力敏感性的影响

页岩储层微裂缝发育,粘土矿物丰富,潜在较强应力敏感性。页岩储层压裂液返排率低,滞留在储层中的压裂液的浸润作用可能使页岩储层应力敏感行为复杂化,从而影响增产改造效果。选取四川盆地南部志留系龙马溪组出露的富有机质页岩,开展支撑与无支撑裂缝的干岩样、压裂液滤液浸润岩样的渗透率随有效应力变化实验。实验结果表明,页岩应力敏感性由强到弱依次为压裂液浸润无支撑裂缝岩样、无支撑裂缝干岩样、支撑裂缝干岩样、压裂液滤液浸润的支撑裂缝岩样。分析认为,压裂液与页岩的物理化学作用会降低页岩裂缝表面强度,使页岩微裂缝更易压缩闭合,强化了页岩的应力敏感性;支撑剂的有效支撑能够减弱页岩的应力敏感性。通过控制压裂液滤失、促进滤液返排、优化支撑剂铺置方式以及确定合理生产压差可有效保护页岩储层。     

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。     

油田开发中岩石压缩系数和孔隙度相关问题探讨

对为什么有人能得出在油田开发中低渗透储集层无应力敏感性,孔隙度不变和低渗透储集层开发无启动压力等错误认识进行了分析,指出了出现错误的根源:一是其错误的假设,二是对概念的随意替换。对岩石力学中的几个基本公式的渊源进行了追溯,以便人们可看到一些研究成果的本源。对岩石孔隙度和岩石压缩系数使用中出现的几个相关问题进行了分析和讨论。阐明了科学研究中如何防止错误的发生,认为只有继承和发展前人研究成果,才可能有创新,才是科学研究的真正出发点;歪曲科学概念,盲目否定前人成果是科学研究中的大忌。     

吉木萨尔凹陷芦一段页岩储集层孔隙结构及敏感性

为确定吉木萨尔凹陷芦草沟组一段页岩储集层敏感性,在明确矿物组成基础上,开展了储集层孔隙结构分析和敏感性物理模拟实验.芦一段储集层为陆源碎屑沉积,矿物组成复杂,黏土矿物含量高且以膨胀性矿物为主.储集层中脆性矿物含量高和孔隙结构复杂,加剧了应力敏感伤害;膨胀性黏土矿物含量高,加剧了水敏伤害;(铁)白云石与黏土矿物含量高,加...     

考虑应力敏感和吸附的页岩表观渗透率模型

页岩气流动存在明显的多尺度效应,而应力敏感和吸附现象的存在使得页岩气的渗流机理更为复杂。 基于 Beskok-Karniandakis 模型,推导了考虑应力敏感和吸附的页岩表观渗透率计算模型。利用该模型进行计算并分析了应力敏感和吸附对页岩表观渗透率的影响。 当页岩孔隙半径大于 5 nm 时,应力敏感对表观渗透率的影响占主要地位,应力敏感和吸附综合作用下的页岩表观渗透率随压力降低呈先降后升的趋势;当孔隙半径小于 5 nm 时,应力敏感导致的渗透率损失要小于气体解吸和滑脱引起的渗透率增大,页岩表观渗透率随压力降低而增大。     

页岩气低速渗流特征分析及影响因素研究

针对页岩气低速条件下渗流特征及基质页岩应力敏感性特征不明确的问题,通过自主开发的页岩气低速渗流装置进行实验,获得不同气体、不同孔隙压力条件下页岩气低速渗流规律及基质页岩应力敏感性特征。研究结果表明：基质页岩岩心吸附能力较强,由吸附作用造成的无回压条件下氦气的流动能力为甲烷的1.5～2.0倍;随着孔隙压力的升高,吸附气与自由气共同作用造成甲烷流动能力呈现先上升后下降的趋势;随有效应力增加,基质页岩岩心渗透率呈指数式下降,且孔隙半径逐渐减小,气体滑脱效应增强,气体流动能力在总体稳定的基础上略有升高。研究成果对基质页岩中气体渗流规律的研究及页岩气藏的开发生产具有重要的指导意义。     

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。     

考虑应力敏感和复杂运移的页岩气藏压力动态分析

页岩气藏渗透率极低,储层存在很强的应力敏感性,所以需对其进行水力压裂。通过分析吸附解吸、Knudsen扩散、非稳态窜流和渗流等多种气体运移机制来建立页岩气藏复合模型,采用Mathieu函数、Pedrosa变量代换、正则摄动理论、拉普拉斯变换和Stehfest数值反演等方法来求解数学模型,并绘制出无因次拟压力曲线,同时对渗透率模量、SRV半径、外区裂缝渗透率、扩散系数和解吸压缩系数等相关参数进行敏感性分析。结果显示：气体流动阶段可划分为9段,渗透率模量的增加导致气井定产量生产时所需压差增大,而SRV半径和解吸压缩系数的增大使得压差减小;较大的外区裂缝渗透率与较小的流度比相对应,扩散系数越大,页岩基质表观渗透率越大,窜流发生的越早。提出的试井模型可提高页岩气藏压力动态分析的准确性,对压裂开发页岩气藏具有一定的理论指导意义。