碳酸盐岩储层渗透率应力敏感性实验研究

储层的渗透率应力敏感性在油气勘探开发领域有着重要的研究价值。实验样品选自4类典型的碳酸盐岩储层,制取Φ2.5cm×5cm的基块、天然裂缝和人工裂缝圆柱体样品,开展渗透率应力敏感性及岩石力学实验研究,并分析岩石物性及岩石力学性质对碳酸盐岩储层渗透率应力敏感性的影响。实验表明,碳酸盐岩渗透率应力敏感性可以选用应力敏感性系数法评价,方便于不同区块、不同层位、不同岩性储层应力敏感性的对比;碳酸盐岩基块、天然裂缝和人工裂缝岩样的应力敏感性系数均值为0.22、0.49和0.63,应力敏感程度逐渐增强;碳酸盐岩的应力敏感性系数与渗透率的相关性较差,但整体呈减小的趋势;劈裂法制取的人工裂缝岩样的应力敏感性随机性较大,较难真实地反映天然裂缝岩样的应力敏感性;应力敏感程度与岩石力学性质相关,岩石弹性模量越大应力敏感性越弱;建议加强应力敏感性微观机理及数值模拟研究。     

酸蚀对碳酸盐岩储层应力敏感性影响研究

钻完井、开发和增产措施等作业过程中,储层孔隙结构和裂缝宽度常随有效应力变化而变化,影响储层渗透率,甚至可能产生应力敏感损害.为模拟酸化酸压过程储层应力敏感性变化,以三叠系雷口坡组碳酸盐岩储层为对象,通过实验对比研究了酸蚀前后裂缝碳酸盐岩应力敏感性及裂缝宽度敏感性,并根据应力敏感系数及相关标准对应力敏感损害程度进行评价,为钻井屏蔽暂堵技术筛选配方提供依据,同时也为今后中途测试、试油压差选择及生产制度制定等提供数据参考.     

固相侵入对裂缝性碳酸盐岩应力敏感性的影响

以往裂缝性碳酸盐岩储集层应力敏感性研究多关注于基块和无固相侵入裂缝的情况,而对固相侵入后的裂缝应力敏感性鲜有研究。钻遇裂缝性储集层时易发生固相侵入损害,注入水悬浮固相亦不可避免会进入裂缝。固相颗粒在裂缝壁面形成的滤饼将影响应力作用下的裂缝闭合。制备致密裂缝碳酸盐岩露头岩样,开展工作液动态损害后的应力敏感性评价实验,研究了无固相侵入裂缝和固相侵入裂缝应力敏感性,用扫描电镜分析了裂缝壁面及固相侵入带的微观结构。结果表明,无固相侵入裂缝岩样应力敏感性系数平均值仅为0.21,固相侵入裂缝岩样应力敏感性系数平均为0.52,应力敏感程度显著增强。固相侵入使裂缝渗透率恢复率更低,导致储集层永久性损害。     

裂缝性碳酸盐岩储层应力敏感性实验研究

使用基质渗透率较低的天然致密碳酸盐岩制备裂缝性岩心,采用传统砂岩储层应力敏感性评价与应力敏感修正系数相结合的方法,研究了裂缝性碳酸盐岩岩样的应力敏感程度、在不同有效应力条件下渗透率和逆向渗透率恢复的变化规律,分析了裂缝性储层应力敏感性机理及影响因素。结果表明,经人工造缝后的碳酸盐岩储层岩样具有较强的应力敏感性,且存在着显著的裂缝滞后效应,渗透率发生了永久性伤害,应力敏感损害严重。因此,有必要选用能快速在井壁上形成致密封堵层的钻井液,并增强岩石强度,稳定井壁,提高地层承压能力,减少储层应力敏感损害。     

储气库注采过程中有效应力变化模拟试验

储气库周期注采过程中有效应力变化会使储层发生应力敏感,为了了解应力敏感对储气库储层渗透率的影响程度,为优化储气库注采制度提供依据,开展了考虑与不考虑有效应力作用时间的碳酸盐岩应力敏感试验,测试了试验过程中岩样的渗透率,并运用扫描电镜等手段,观测了考虑有效应力作用时间试验前后岩样裂缝的壁面。试验结果表明:不考虑有效应力作用时间时,碳酸盐岩裂缝岩样和基块岩样的应力敏感程度分别为弱—中等偏弱和无;考虑有效应力作用时间时,碳酸盐岩裂缝岩样和基块岩样的应力敏感程度分别为中等偏强和弱;随着有效应力作用时间增长,岩石裂缝壁面微凸体的破碎与微裂纹的萌生和扩展会强化岩样的应力敏感性。研究表明,为了弱化储气库储层的应力敏感程度,应合理控制储气库的注采压力。     

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。     

基于有效应力法的碳酸盐岩地层孔隙压力测井计算

利用测井资料预测地层压力是一条比较有效的途径。目前,砂泥岩剖面地层压力的预测技术比较成熟,而碳酸盐岩剖面的地层压力预测仍存在一定问题。针对碳酸盐岩地层孔隙压力预测相对较难这一问题,基于碳酸盐岩地层沉积压实机理,提出了利用有效应力法预测地层压力的方法,并重点讨论了模型中的横波时差和岩石泊松比的测井求取方法。利用该法对川东地区LJZ构造LJ5井等井的碳酸盐岩井段的测井资料进行了地层压力预测处理,获得了比较满意的效果。应用表明,该法从测井信息中提取的碳酸盐岩地层压力是可靠的,精度高、实用性强,且避免了在碳酸盐岩剖面中采用等效深度法预测地层压力时需要寻找纯泥岩层来构建正常压实趋势方程的难题。其结果可以用于碳酸盐岩井段三个地层压力剖面的建立和钻井液密度的设计。     

裂缝型碳酸盐岩应力敏感性评价室内实验方法研究

裂缝是致密碳酸盐岩储集层中油气的主要渗流通道。在裂缝型岩石中 ,应力变化的影响主要体现在裂缝的形变上 ,一旦发生裂缝闭合 ,将会严重影响油气产量。因此 ,在实验室进行裂缝型岩石应力敏感性的研究 ,对保护储层 ,制定合理的生产方案是非常有意义的。本文利用裂缝型碳酸盐岩样进行了应力敏感性评价实验方法的初步研究 ,并且给出了应力敏感性的概念 ,提出了几种实验方法 ,并在进行理论分析和实验结果比较的基础上 ,确定了应力敏感性评价的实验方法。文中给出了实验设备、流程、实验步骤及实验结果分析 ,并得到一些初步结论 :应力与渗透率呈反比关系 ;裂缝渗透率急剧降低的临界压力约在 2 .5～ 3.0MPa左右。文中还提出了保护储层的方法     

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。     

低渗透油藏超前注水应力敏感性模拟实验

针对低渗透储层超前注水开发过程中应力敏感现象,在模拟实际地层条件下,开展超前注水应力敏感实验。实验选用某油田储层天然岩心,分别模拟超前注水阶段、降压开采阶段和压力恢复阶段应力敏感现象。实验数据处理中,考虑轴向应力和径向应力对岩心共同作用。实验结果表明:超前注水过程中,岩心有效应力降低,岩心发生塑性变形,渗透率增大,有较强应力敏感现象,渗透率越低,应力敏感程度越强;当流体压力降低时渗透率降低轨迹大于超前注水阶段渗透率增大轨迹,当流体压力低于油藏初始压力时岩心渗透率并未发生强应力敏感现象。同时引入应力敏感系数,得出应力敏感与储层渗透率呈幂函数关系。因此,低渗透储层超前注水不仅提高油藏压力,而且可有效增大储层渗透率,减小储层伤害。     

均匀载荷作用下高密射孔参数对套管应力分布的影响

套管射孔后应力重新分布,出现应力集中的现象,对管体的破坏是一个不可忽视的影响因素。文章对结构为N80钢级的高密射孔管进行研究,采用有限单元法建立了三维有限元力学模型,根据弹塑性力学理论,借助有限元软件,对不同孔径、孔密及相位角的射孔套管在一定外压情况下沿不同路径的应力系数进行了有限元分析,给出了不同参数下沿不同路径的应力分布情况。其结果为高密射孔管的设计提供了依据,也为其优化方案提供了经济有效的方法。     

压敏效应对低渗透砂岩气藏产能的影响

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,储集层的孔除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。在研究低渗透砂岩气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,分析实验结果,得到了绝对渗透率与有效压力之间的经验方程。以此经验方程为基础,推导了考虑压力敏感性时低渗透砂岩气藏的产能公式与压力分布公式,并进一步讨论了压力敏感性对低渗透砂岩气藏产能的影响。     

A Study of Stress Sensitivity on the Effective Development of Low-permeability Gas Reservoirs in the Sulige Gas Field

Stress sensitivity plays an important role in the development of a tight low-permeability gas reservoir. With the constant low-permeability reservoir exploitation, formation pressure drop, rock net effective coverage pressure increase, the rock pore is resulted in deformation and the seepage flow of fluid in a low-permeability reservoir no longer followed Darcy flow law. With the further exploitation of reservoirs, reservoir stress sensitivity is enhanced, so evaluation on the stress sensitivity on reservoir development was a burning question. The authors present results of those experiments that simulated the permeability changes via the net confining pressure in the lab and give the influencing factors of stress sensitivity.     

裂缝性油藏的应力敏感性及产能特征

裂缝的闭合或开启程度取决于地层的应力大小和裂缝面的粗糙程度。裂缝性地层对应力的敏感程度属于中等偏弱的水平。裂缝性油藏产量的快速递减不是因为裂缝的应力敏感性使裂缝闭合所致, 而是裂缝性油藏产量阶段特征的表现形式。     

基于球体模型的渗透率有效应力系数的理论与实验

结合弹性力学和渗流理论,推导了基于球体模型的渗透率有效应力系数的数学表达式,并基于稳态法,以氮气为实验介质,对低渗致密砂岩岩样进行了渗透率测试,利用二元线性回归计算渗透率有效应力系数,所得结果与理论值相近,证实了理论模型的可靠性。     

储层岩石的应力敏感性评价方法

油气藏岩石同时受外应力（外压）和内应力（内压,孔隙压力）的共同作用。油气藏岩石对外应力的敏感程度。用外应力敏感指数进行评价;对内应力的敏感程度用内应力敏感指数进行评价。油气藏的外应力敏感指数远大于内应力敏感指数。由于油气藏生产过程中外应力不发生变化,内应力随开采过程而不断变化,因此,油气藏岩石的应力敏感程度应采用内应力敏感指数。岩石的外应力敏感指数仅受敏感常数的影响,岩石的内应力指数受敏感常数和孔隙度的共同影响。因加载过程存在塑性变形,应力敏感性评价应采用卸载曲线。     

煤气储层应力敏感、速敏和水敏性研究

研究了煤岩储层的应力敏感、水敏和速敏。结果表明,煤岩对应力的敏感规律与砂岩类似,但煤岩是有机质,骨架容易压缩,所以敏感性比砂岩强烈;煤岩疏水接触角为78°~85°,水作为非润湿性流体,不能使孔隙表面疏水性微粒脱落和运移,故无速敏;煤岩在不含水敏性粘土矿物时为无水敏或弱水敏。     

储集层应力敏感与污染的效应分析

根据储集层应力敏感试验数据，分析了储集层应力敏感的特征，并与储集层污染表皮效应进行了对比分析，指出表皮系数中包含“应力敏感表皮”。同时储集层应力敏感评价对试油压差的设计、生产压差的控制有指导意义。     

湿气管道涡流排液工具有效作用长度敏感性分析

涡流排液技术大多数用于湿气气田井下积液处理,现有文献在地形起伏湿气管道方面的研究较少。研究地形起伏湿气管道内涡流排液工具的有效作用长度,对管道排液能力的判断尤为重要,如果能够得出涡流排液工具有效作用长度的敏感性因素,就能很大程度地提高管道输送效率。鉴于此,运用SolidWorks软件建立几何模型,将其导入Fluent中进行模拟,通过改变管道入口湿气流速、涡流排液工具的截面形状、中心体直径以及管道倾角等,研究了湿气管道内环状流液膜厚度与有效作用长度衰减规律之间的关系。研究结果表明:含水体积分数近似为0.3%、涡流排液工具中心体直径取51 mm以及管道倾角较小时,湿气入口流速越大,液膜厚度越厚,且湿气气流中液体所占比重越大,旋转强度越大,衰减程度越弱,有效作用长度相应增加。研究结果可为湿气管道涡流排液工具的现场应用提供指导。