疏松砂岩应力损害分析评价

疏松砂岩为应力敏感介质,完井、开采过程中储集层易产生膨胀/压实变形,造成应力损害,影响油井产能。以疏松砂岩介质的力学性能及其在孔隙流体作用下的动态应力演化过程为基础,综合考虑流体渗流、储层变形和破坏等因素,建立了流固耦合形式的疏松砂岩应力损害定量评价模型,并采用有限元数值模拟方法求解。采用该模型对胜利油田某裸眼油井疏松砂岩油藏进行了应力损害定量评价,结果表明:近井壁储集层沿最大主应力方向剪切膨胀,孔隙度、渗透率相应提高,而沿最小主应力方向区域塑性压实,孔隙度、渗透率均下降;开采过程中油藏压力衰竭导致储集层骨架有效应力增加,储层孔隙度和渗透率下降,随生产压差增大,储层渗透性能将进一步降低,生产过程中应采取必要措施以消除应力损害。     

低渗砂岩油藏压力敏感性实验研究

压力敏感性对低渗透砂岩气藏的损害程度主要由储集层岩石本身的特性所决定。储集层岩石颗粒和胶结物的成分、含量、分布,储集层的孔隙结构和喉道特征等因素都是影响和决定储集层压敏损害大小的内在因素。在研究低渗透砂岩油藏的压力敏感性损害过程中,利用天然岩心进行压力敏感性实验,结果表明,裂缝比孔隙的应力敏感程度要强得多,应力卸载后裂缝的渗透率恢复率不超过27.8%,孔隙性岩样的渗透率恢复率可达到原先的94.8%。并且分析了压力敏感性伤害的原因及其对注采过程的影响。     

川西DY构造须家河组致密砂岩储层裂缝分布控制因素

川西DY构造须家河组致密砂岩储层发育4种类型裂缝:构造缝、成岩缝、异常高压缝以及诱导层理缝,其中以高角度的平面"X"剪切缝为主.该区裂缝的发育分布受构造应力、构造部位、岩性、岩层厚度以及流体压力等因素的控制.构造应力的方向和强度控制了全区裂缝的类型和裂缝产状,在北西向(NW)挤压应力的作用下形成了高角度的南北向(NS)...     

构造应力场与低渗透油田开发

古构造应力场是控制天然裂缝发育程度与分布的极重要因素，现代应力场则影响天然裂缝的保存状况。现代应力场对低渗透油田开发的影响体现在：①一般与最大主压应力方向近平行的裂缝开度最大、连通性最好，与其近垂直的裂缝开度最小、连通性最差；②随着油田开发的进展，在围压不变的条件下，与最大主压应力方向近平行裂缝的流体压力下降和开度降低的速率最大（有可能成为无效裂缝），而与最大主压应力方向近垂直的裂缝开度和流体压力下降都相对缓慢（到一定开发阶段有可能成为对渗流起主导作用的裂缝）；③低渗透储集层可分为纯裂缝型、双介质型和孔隙型，它们的裂缝储渗作用不同，因此现代应力场对３类储集层剩余油分布的控制作用不同；④孔隙型储集层人工压裂缝延伸方向与最小主压应力方向垂直，纯裂缝型储集层人工压裂缝延伸方向与最小主压应力方向和先存天然裂缝方向均有关。在研究受古构造应力场控制的天然裂缝分布的基础上，结合现代应力场分布的研究，可以有效地指导制定低渗透油田开发方案、注水管理、水平井设计，并可预防油、水井套管变形。图１     

塔北、塔中奥陶系碳酸盐岩异常高压形成、保存与分布

塔里木盆地奥陶系超深层碳酸盐岩储集层受控于高能相带、区域不整合面及多期次和多类型断裂破碎作用改造,内幕流体及压力系统分布异常复杂。分析认为,沉积、构造、化学反应等因素均影响了塔北、塔中地区奥陶系碳酸盐岩异常高压的形成、保存与分布。厚层膏盐岩延缓了烃源岩热演化,阻滞应力传递,不整合面为构造应力和欠压实压力传递、晚期油气充注提供通道,均有利于异常高压形成;后期硫酸盐热化学还原反应一定程度上削弱了异常高压的发育程度并影响其垂向分布层位;厚层泥岩、致密石灰岩等优质盖层有利于异常高压保存。异常高压主要分布于生烃坳陷周缘、远离主干断裂或活动性较弱的次级断裂。其中,塔北地区异常高压主要由构造挤压与欠压实作用形成,呈多点散状分布于断裂复杂的跃满地区和鹿场地区;塔中地区由流体膨胀形成的异常高压集中分布于塔中10号构造带,储集层一般规模较小且定容。     

异常高压储层渗透率变化系数的求取方法

储集层岩石骨架及其中的流体共同承担了上部负荷的压力，随着开发过程中流体采出，流体压力逐渐降低，作用在岩石骨架上的应力相应增加，压缩岩石发生形变，并随着应力不断增大，形变由弹性逐渐向弹-塑、塑性过渡，最终引起渗透率变化。常压油藏由于变化值较小，通常假设：储集层的渗透率与压力无关，然而异常高压油藏由于应力的增加较正常地层压力大得多，导致渗透率随地层压力下降而剧烈降低，渗透率变化系数是重要的特性参数。研究了异常高压油藏稳定渗流规律，指出：在异常高压情况下，附加了一个受渗透率变化影响的产量降低项，通过生产及测试数据绘制的油井指示曲线，在井底流压高于饱和压力时，曲线也要发生弯曲。同时建立了利用系统试井资料求取渗透率变化系数的方法，并对油田实例进行了计算，证实该方法具有一定的实用性。     

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应力敏感性是指骨架应力和孔隙流体压力共同作用产生的压差对微观孔隙结构的影响。低渗透储层的孔隙结构比高渗透储层的更加复杂，这种复杂性增加了岩心受压行为的复杂性。随着生产的进行，储集层压力下降，有效压力也不断变化，而有效压力的大小决定了应力敏感性的严重程度。在压力敏感性实验过程中，文章采用改变围压的方法来近似地模拟储层所承受压力的变化，主要研究了压力变化对储集层渗透率的影响。根据实验结果，建立了有效压力与储集层渗透率之间的经验关系式，并以此为基础，推导出考虑压力敏感性时的低渗透砂岩气藏的产能公式与压力分布公式，并据此分析了压力敏感性对低渗砂岩气藏产能的影响。     

构造抬升对高、低煤阶煤层气藏储集层物性的影响

构造抬升对高、低煤阶煤层气藏储集层物性的影响具有显著差异。低煤阶煤层主要为基质型孔隙，高煤阶煤层主要为裂隙型孔隙。煤岩储集层原地受力分析表明，构造抬升使得基质承受的压力降低。构造抬升模拟实验及煤基质、裂隙渗透率应力敏感性实验表明，构造抬升后煤层压力传导加速，割理开启，渗透率变大；基质渗透率比裂隙渗透率的应力敏感性弱。分析认为：构造抬升对高煤阶煤储集层物性影响明显，地层压力降低，割理、裂缝开启，裂隙渗透率显著增强；高煤阶煤层强烈抬升会使其渗透率增大，造成气体大量散失，对煤层气聚集不利；低煤阶煤层储集层物性受构造抬升影响较弱，由于构造抬升，压力降低，煤层气运移速率增大，对煤层气开采有利。图4参19     

三塘湖盆地牛圈湖油田低孔特低渗储集层特征及形成机理

三塘湖盆地牛圈湖油田西山窑组储集层埋深浅（小于2 000 m），储集层类型却属于低孔特低渗型。为揭示其储集层特征及形成机理，通过岩心观察、铸体薄片鉴定、常规高压压汞实验和电镜扫描等技术，结合区域构造资料分析，进行了储集层特征及低孔特低渗形成机理研究。结果表明:西山窑组储集层以长石岩屑砂岩为主，储集空间类型有原生粒间孔、溶蚀孔及裂缝。沉积、成岩和构造三重因素共同作用，造成了储集层低孔特低渗；西山窑组早期因为含煤地层的酸性环境导致碳酸盐胶结弱，颗粒间缺少支撑而发生较强烈的快速压实，同时沉积作用又从粒径大小和填隙物含量上控制着储集层原始物性特征，成岩过程中发生的压实作用致使减孔率达到18%，酸性环境还导致高岭石的大量形成、石英次生加大边的发育及晚期的含铁质碳酸盐胶结的发育，胶结减孔率为5%左右；构造应力形成的裂缝为后期溶蚀作用的发生提供了一定通道，但岩石已在早期压实作用下基本固结致密，且煤层厚度较薄、酸性流体含量不足，难以在小体积粒间大规模流动，溶解强度不大，导致对渗透率贡献很大的粗喉道较少，形成了低孔特低渗储集层。      

异常高压碳酸盐岩油藏应力敏感实验评价——以滨里海盆地肯基亚克裂缝-孔隙型低渗透碳酸盐岩油藏为例

根据滨里海盆地肯基亚克盐下异常高压碳酸盐岩油藏储集层特征,制备人造岩心,研究基质岩心、不充填裂缝性岩心、半充填裂缝性岩心以及全充填裂缝性岩心的应力敏感特征.实验采取气测法,实验中首先逐级增加人造岩心样品围压,然后逐级降压,稳定后测定每个压力点的孔隙度和渗透率,以分析岩心的应力敏感性.结果表明,4种岩心应力敏感性由强到弱依次为:不充填裂缝性岩心、半充填裂缝性岩心、全充填裂缝性岩心、基质岩心.随着岩心裂缝充填程度降低,岩心渗透率的应力敏感性增强,渗透率恢复程度降低;随着压力的恢复,基质岩心和全充填裂缝性岩心孔隙度和渗透率恢复程度较高,岩心表现为弹塑性特征,而半充填和不充填裂缝性岩心孔隙度和渗透率恢复程度较低,表现为塑性特征;随围压的增加,孔隙度、渗透率变化呈现较好的指数变化规律.图9表6参20     

构造毛管压力曲线法在A油田储层评价中的应用

苏北盆地A油田的中低孔渗储层,由于受不同成岩作用的影响,孔隙结构复杂,且储层段存在不同流体时的电性关系复杂,基于电法测井的解释图版难于识别储层含油性,测井储层参数的计算精度也偏低。在现有研究成果的基础上,引入综合物性指数C分类选取毛管压力曲线的进汞压力初始点,分类构造相应每一个进汞饱和度下的进汞压力与孔隙度和渗透率之间的对应函数关系,再逐点构造新的毛管压力曲线。通过与实测毛管压力曲线对比可知,该方法所构造的毛管压力曲线可较好地适用于中低孔渗储层。采用该方法计算的含水饱和度与核磁共振计算的束缚水饱和度综合,建立了储层流体的识别图版,在苏北盆地A油田的中低孔渗砂泥岩储层评价中取得了较好效果。     

川西地区上三叠统异常流体压力的主要形成机制

川西地区上三叠统异常压力发育。立足川西地区现今储层内实测地层压力的分布特点,综合分析了欠压实作用、生烃作用和构造挤压作用在异常压力形成中的作用。研究认为,川西地区上三叠统的沉积作用和岩性组合有助于形成欠压实作用。来自综合压实曲线的证据表明,上三叠统内欠压实作用仍然存在,并自侏罗纪末开始引起了较大幅度的异常压力。因须家河组渗透性较差,生烃作用特别是天然气的大量生成极有可能导致地层压力的快速增长,但具体幅度取决于欠压实增压的持续时间和流体体系的封闭程度等因素。在构造应力充分释放区,构造挤压作用难以引起流体增压;而在应力缓慢释放区,处于较为封闭体系内的流体承担着大部分上覆负荷,构造挤压引起的流体增压所起的贡献占流体异常压力实测值的80%～100%。构造挤压增压的影响主要发生于喜马拉雅构造运动期间。     

密度测井在鄂尔多斯盆地油气田应用

鄂尔多斯盆地广泛分布低渗透率、特低渗透率油气藏。这类油气藏孔隙度小、渗透率低,含油气性不均,微裂缝发育,岩性、物性对储层电性的影响大于含油气性的影响,油气层和水层测井响应差异小,储层识别难度大,用声波-电阻率判识流体性质显示出方法单调,难以准确地判断储层流体的性质,加入放射性密度测井,在判断储层岩性、物性、渗透性、识别油气上得到改观。     

川北地区须四段致密砂岩储层特征及成岩演化

通过薄片、扫描电镜、压汞及测录井资料分析,结合野外剖面调查和岩心观测等手段,对四川盆地北部须家河组四段致密砂岩储层特征及成岩演化规律进行了研究。结果表明：研究区西部主要发育钙屑砂岩储层,北部主要发育岩屑砂岩储层,东部主要发育长石岩屑砂岩储层,岩石类型的分区性与盆地北部周缘三物源体系分布息息相关;储层物性表现为特低孔、特低渗的特征,孔隙类型以次生溶孔和微裂缝为主,以小孔、细吼为主要特征;储层成岩作用类型复杂,主要有压实压溶作用、胶结作用、溶蚀作用、交代蚀变作用和破裂作用。多种类型的成岩作用在特低渗透致密砂岩储层形成过程中扮演着重要角色。其中,压实作用是造成原生孔隙损失的最主要因素,使储层孔隙度损失77.52%左右;胶结作用破坏储层物性,使孔隙度损失30%左右;溶蚀作用形成次生孔隙,增加孔隙度3.28%;后期构造作用对储层有建设性影响,进而形成现今以次生溶孔-裂缝为主要储集空间的致密砂岩储层。     

早期碳酸盐胶结作用对恩平凹陷珠江组砂岩孔隙演化模式的影响

珠江口盆地恩平凹陷的碎屑岩储层中存在早期碳酸盐胶结,为分析胶结作用对储层孔隙演化的影响,以便为储层预测提供依据,采用普通薄片、铸体薄片、扫描电镜、压汞等分析方法,结合岩石物性研究和测井解释结果,分析了该区古近纪珠江组早期碳酸盐胶结砂岩的孔喉特征,发现基底式胶结的钙质砂岩,表现为“悬浮砂”结构,主要为低孔隙度、低渗透率储层;而孔隙式胶结的钙质砂岩,其渗透率一般超过100 mD,平均孔喉半径大于15 μm,为高孔隙度、高渗透率储层。在分析珠江组主要成岩作用类型的基础上,探讨了早期碳酸盐胶结作用对储层孔隙演化模式的影响,发现由于碳酸盐含量的不同,其影响具有双重性：①基底式胶结的钙质砂岩一般坚硬致密,难以被溶蚀改造,孔喉不发育;②孔隙式胶结利于原生孔隙保存和次生孔隙形成,其胶结的钙质砂岩在后期酸性流体溶蚀作用下可以产生特大溶孔,形成高孔、高渗储层。结论认为：该区早期碳酸盐胶结的海相砂岩,抗压实能力较强,在酸性流体作用下具备形成优质储层的潜能。     

沉积盆地主要超压成因机制识别模式及贡献

沉积盆地中超压形成往往受到多种因素的控制,使得对每种超压机制的识别及其评价较为困难。将超压的形成机制总结为4类:不均衡压实、流体膨胀、超压传递和侧向构造应力。建立了4类主要超压形成机制的综合识别模式:不均衡压实和侧向构造应力增压地层中孔隙度表现为明显的高异常,而流体膨胀、超压传递增压地层中孔隙度无明显异常;4种类型增压机制在声波速度与垂向有效应力、密度与声波速度的变化关系曲线上表现出明显差异,不均衡压实增压地层中声波速度与垂向有效应力的变化应遵循正常压实作用的指数变化关系,而流体膨胀、超压传递、侧向构造应力增压地层明显偏离正常压实趋势线;不均衡压实、侧向构造应力增压地层中声波速度与密度的变化遵循正常压实趋势线,而流体膨胀、超压传递增压地层则偏离正常压实趋势线。依据垂向有效应力的减小量等于流体膨胀、超压传递、侧向构造应力中一种或多种共同作用产生的流体增压量的假定,结合实际地质条件分析,确定并评价相应增压机制地层中产生的流体增压量及其对地层超压的贡献率。尽管该假设下的评价结果会低估该机制的增压作用,但仍可为沉积盆地中复杂地区的超压识别和评价提供较好的方法。     

异常高压对四川盆地龙马溪组页岩气藏的影响

四川盆地下志留统龙马溪组黑色页岩主要为浅海—深水陆棚相沉积,分布面积广,厚度大。龙马溪组页岩气高产层段地层压力均为异常高压,研究认为,欠压实增压、矿物成岩作用、构造挤压和有机质热演化增压,是造成该层异常高压的主要因素。异常高压对页岩气藏的影响,一方面,能够全面抑制烃源岩热演化,使生气镜质体反射率下限上移;另一方面,能减缓压实等成岩作用,使储集层保存相对较高的孔隙度和渗透率,并通过诱导有机酸的溶蚀和岩石有效应力的减小,形成次生孔隙和微裂缝,提高了储集层的渗流能力,但对压裂改造提出了更高的要求。此外,随着地层压力的增高,吸附气的含量也会随之增加,使得页岩气藏含气性更佳。总体来说,异常高压有利于页岩气的富集。     

成岩作用对致密砂岩储层物性的影响——以川中地区上三叠统须四段气藏为例

川中地区上三叠统须家河组四段砂岩是四川盆地内的天然气储层之一，该碎屑岩储层具有低孔隙度、低渗透率的特点。在对该区上三叠统须家河组气藏宏观沉积特征研究的基础上, 采用岩石薄片、铸体薄片、扫描电镜及X射线衍射等方法, 对该气藏储层的成岩作用及其对储集物性的影响进行了探讨，建立了该区致密砂岩成岩作用序列以及孔隙演化模式。研究结论如下：①随压实作用的不断增强，孔隙度呈持续下降的趋势；②成岩作用对致密砂岩储集层的影响具有双重性，压实作用、胶结作用使得砂岩孔隙度降低，而溶蚀作用则增加了孔隙度；③该区的孔隙构成主要是环边绿泥石剩余原生粒间孔以及溶蚀形成的长石、岩屑粒内溶孔，泥质杂基溶蚀粒间孔，伊利石黏土中微孔以及由压实压裂、压实滑动和构造动力所形成的微裂缝孔；④勘探中既要注意机械压实作用、压溶作用对储层的负面影响，同时也要重视成岩早期环边绿泥石胶结物形成、碎屑（主要是长石）及其填隙物溶蚀作用等有利因素。     

胜利油区车古20潜山储层特征及储层评价

依据岩心描述和分析化验资料以及测井、物性等资料,对车古20潜山下古生界储层特征进行了深入研究,表明研究区储层的储集空间可分为溶洞、孔隙、裂缝3类10种类型,储层发育3类复合储集体系;并进行了储层分类评价,下古生界储层总体上为低孔低渗型储层,依据储层物性指标、含流体性质指标和储层厚度指标构建综合评价因子,将储层划分为三类,Ⅰ类储层主要分布在八陡组、冶里—亮甲山组和凤山组地层中,上、下马家沟组储层发育较差。     

莺歌海盆地乐东地区中深层储层发育特征及成因机理

为研究莺歌海盆地乐东地区中深层储层发育特征及成因机理,开展了岩石铸体薄片分析、扫描电镜观察、常规物性测试、压汞实验,并结合测井和测试资料、区域埋藏史、油气充注期次、超压成因资料,对其储层低渗成因及“甜点”储层发育机理进行了系统研究。结果表明：①乐东地区中深层储层砂岩以长石岩屑砂岩为主,砂岩成熟度较低。次生溶蚀孔隙发育,孔隙结构以大—中孔细喉型为主,储层物性以低孔低渗、特低孔特低渗型为主。②中深层储层经历了强压实作用,岩石中塑性矿物含量较高,抗压实能力弱,胶结物含量高,晚期形成的超压对储层保护作用有限,共同导致了储层渗透性较低。③“甜点”储层发育主要得益于溶蚀作用产生大量次生溶孔,且溶蚀流体主要为烃类充注携带的有机酸,构造作用以及温压环境对于储层物性的改善也均起到一定的建设性作用。该研究成果为莺歌海盆地中深层寻找次生孔隙发育带具有借鉴意义。