低渗透储层应力敏感分析

实验研究了低渗透岩石有效围压与渗透率之间的关系,以原始储层有效应力（上覆岩层压力与原始储层孔隙压力之差）为有效围压基准来评价低渗透储层的应力敏感性。实验结果表明：此应力敏感评价方法比较接近储层岩石的真实应力状态,得到的应力敏感伤害能反映真实的地层情况;有效围压与渗透率间满足二次多项式的关系;岩石的弹塑性变形使得压敏伤害是永久且不可逆的。理论计算表明,在实际生产中井底存在渗透率漏斗,压敏效应对气井影响显著。恒速压汞测试喉道结构结果说明储层的喉道分布特征决定了岩石的应力敏感程度。     

低渗储层砂岩应力敏感性实验研究与分析

本实验通过对某地区的深层低渗砂岩岩样进行气体渗透率的变围压测试,表明该地区深层砂岩存在渗透率应力敏感性:渗透率随着围压增大而减小,高渗透砂岩的渗透率比低渗透砂岩更具应力敏感性,且渗透率与围压的回归函数能很好地满足二项式关系。本文从岩石的材料属性和微观结构入手,分析了该地区岩样具有此应力敏感性的原因,并为该地区储层砂岩应力敏感性的研究和应用提供了实验依据。     

岩石应力敏感对苏里格气井产能的影响

通过实测苏里格气田岩样在不同覆压下的渗透率，讨论了低渗岩样在覆压实验中的变形特征，在实验及理论研究的基础上，推导出了考虑岩石应力敏感的气井产能公式，结合苏里格气田储层的实际情况，评价了岩石应力敏感对气井产能的影响。     

温度对低渗透砂岩应力敏感性影响实验研究

目前国内外对低渗透砂岩储层应力敏感评价通常在常温下进行实验。为评价温度对低渗透砂岩储层应力敏感影响作用,本文以鄂尔多斯盆地低渗透砂岩为对象,在对岩样和皮套进行老化处理后,保持内压5 MPa不变,改变围压,实验测试了三块岩样不同温度、不同有效应力下岩样渗透率的变化。实验结果表明:(1)随有效应力增加,岩样渗透率减小。随着温度增加,岩样渗透率也减小;(2)对于岩样A和岩样B来说,温度在20℃弱应力敏感,而温度升高至40℃、60℃、80℃,岩样变成中等应力敏感。温度对低渗透砂岩储层应力敏感影响不容忽视;(3)对同一块岩样,温度对岩样渗透率的影响低于有效应力对渗透率的影响;(4)对应力敏感系数分析得出,随温度增大应力敏感系数增大,并且应力敏感系数与温度呈线性关系。推导得出渗透率与温度呈线性关系。     

考虑束缚水影响的变形介质气藏产能方程

低渗透致密砂岩气藏由于其高有效应力容易导致储层产生应力敏感损害,与常规气藏在生产动态及产能评价等方面存在着明显差异。常规方法通过增加干燥岩样的净围压来模拟地层有效应力的变化直接分析储层的应力敏感程度,忽略了实际储层孔隙空间中的束缚水,从而影响了应力敏感性分析的准确性。利用干气驱的方法建立岩心的束缚水饱和度,通过分析含束缚水饱和度的岩心渗透率随有效应力的变化关系,研究讨论了低渗透含束缚水岩心在覆压实验中的变形特征。结果表明,含束缚水岩样的储层应力敏感损害程度大于干燥岩样,其应力敏感实验曲线特征为早期随着有效应力升高渗透率降低幅度明显,后期则趋于平缓,其间存在一个与原地有效应力相对应的应力敏感区间。在综合考虑启动压力梯度和含束缚水的基础上,建立了变形介质气藏的产能方程,为今后矿场建立较为合理的产能方程提供了参考依据。     

超低渗岩心渗透率应力敏感性评价指标对比

利用变围压的实验方法对长庆油田的6块岩样进行实验,实验结果表明,低渗透储层具有较为明显的应力敏感性,岩心渗透率与有效覆压呈乘幂函数关系。用应力敏感性系数法对实验结果数据进行拟合,渗透率比值的立方根与对应的有效覆压比值的对数显示出很好的线性相关性;对比不同应力敏感评价指标表明,应力敏感性系数法和油藏评价法在储层应力损害等级评价上表现出很好的一致性,推荐使用应力敏感性系数来度量储层的应力敏感程度。     

川西深层气藏岩石应力敏感特征及对产能影响

为了解致密砂岩储层生产过程中有效覆压变化对渗透率的影响特点,在不同有效覆压水平下,进行了致密砂岩岩样渗透率实验.实验结果表明:致密砂岩岩样的渗透率随有效应力的增加而减小,但减小趋势中存在一个拐点区间,拐点区间前渗透率随有效覆压的增加下降幅度较大,拐点区间之后则下降幅度趋于平缓.压力恢复实验则显示了岩石由于部分塑性变形导致的应力敏感伤害成为一种永久的、不可逆的伤害.通过对实验数据进行拟合分析,建立起了有效覆压与渗透率之间的乘幂式关系.在平面径向流假设条件的基础上,考虑储集层应力敏感性影响,推导出了新的产能方程,定量计算分析了应力敏感对气井产能的影响,对深入研究川西地区致密砂岩气藏开发动态和气田配产方案具有一定的指导意义.     

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。     

准噶尔盆地二叠系芦草沟组致密油岩心覆压孔渗变化规律研究

油层条件下岩石的孔隙度和渗透率与净上覆压力的关系是储量计算和油气田开发研究的重要内容。 利用 CMS-300 覆压测试系统,根据岩心压汞、铸体薄片、扫描电镜及场发射等多项实验分析资料,研究了致密油在地层条件下的孔隙度和渗透率与净上覆压力的关系,同时为分析致密油与低孔、低渗储层的差异,还对低孔、低渗储层岩心进行了实验。 研究结果表明： ① 随着净上覆压力的增加,覆压孔隙度和覆压渗透率均与净上覆压力呈幂函数递减关系; ② 与低孔、低渗储层相比,压实作用对致密油造成的孔隙度和渗透率的损失率均较小; ③ 恢复压力后,致密油的孔隙度和渗透率基本能恢复到初始值,岩样具有较好的弹性。     

关于低渗致密储层岩石的应力敏感问题

有学者把低渗岩石在实验室测试中表现出的强应力敏感性归结为实验系统误差造成的错误,笔者对这种说法存有一定疑问,认为用目前孔渗测试设备得到的实验数据不存在无法解释的逻辑反转问题。低渗岩样在实验室的覆压实验中存在强应力敏感性与其变形特征密切相关。但由于与实验过程中岩样经历的应力变化范围有所不同,低渗储层在油气开采过程中并不存在非常强的应力敏感性,在生产过程中适度考虑即可。此问题的探讨对于低渗储层岩样的实验测试方法以及低渗致密储层的有效开发具有实际意义。     

典型碳酸盐岩渗透力学行为特征及其对储、盖性质的判定

目前对碳酸盐岩的研究主要关注其油气的储集空间,针对含油气盆地中碳酸盐岩的勘探也主要是为了寻找优质的油气储集体。然而,随着油气勘探向深层更古老的地层拓展,有效的碳酸盐岩储—盖配置显得至关重要。勘探证实,深埋条件下碳酸盐岩有利相带仍然发育高孔渗的优质储集体,然而是否发育与之配置的碳酸盐岩盖层就成为了制约深层碳酸盐岩油气勘探的关键因素。首次系统全面地通过对典型碳酸盐岩开展不同温度条件下三轴应力加载全过程渗透力学试验,得出了碳酸盐岩在破坏变形过程中渗透率随温度、围压的演化过程。试验分析结果显示,典型白云岩和典型灰岩在深埋应力作用过程中渗透力学行为特征具有明显差异,白云岩更多地显示出储集性能的特征,表现为脆—塑转换临界围压较大,岩石更容易形成裂缝,渗透率随温度的增加而增大等;而灰岩则表现出盖层的属性,体现在脆—塑转换临界围压小于白云岩,岩石相对容易形成密闭,渗透率随温度的增大逐渐减小。综合分析认为,白云岩和灰岩的纵向叠置能够形成有效的油气藏储—盖组合。     

原位条件下致密储层岩体力学动静态参数校正

为更加准确测量储层岩体力学动、静态参数,归纳两者关系并探讨差异的影响因素,对岩体地下所处条件（即综合考虑围压、孔隙压力、温度和饱和流体的影响）进行了恢复,同步测量了49块不同地区储层岩样的动、静态参数。结果表明：①在原位条件下动、静态杨氏模量相关性好;②对于低渗透储层,动态杨氏模量普遍大于静态,而且随着岩样致密程度的增大差异变大;③针对不同样品,根据物性细分,各自建立动、静态参数图版,大大地提高了相关性和准确性。最后根据中国陆相松辽、鄂尔多斯两个大型盆地低渗透储层样品物性的差异,建立了原位条件下杨氏模量动、静态校正图版,为进一步建立低渗透油气藏岩体力学参数场和地应力场,优化压裂参数设计和提高施工成功率提供较可靠的资料。     

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沁水盆地煤岩样品高温高压变形实验结果表明,不同煤级的煤岩,在其相同的实验条件下,煤岩强度即表现出一致性又显现出差异性。而在不同的实验条件下，对于煤岩强度的影响，温度效应要高于压力效应。在一定的温压条件下（300 ℃/300 MPa），中煤级煤应力强度低于高煤级煤的应力强度；高煤级煤惰质组含量低的煤岩应力强度最小。煤岩的脆—韧性转变发育于200 ℃/200 MPa和300 ℃/300 MPa之间，此时煤储层的孔隙率在减小，同时产生了一些裂隙，增加了煤储层的渗透性。文章试图结合煤岩显微组分、渗透率和比表面积等测试结果，探讨煤岩变形与储集性能的关系。     

低渗砂岩渗透率应力敏感性实验研究

储层岩石物性受有效应力变化而变化的现象称为储层岩石的应力敏感性，在油气钻井及开采 过程中，这种变化将导致岩石孔隙和裂缝产生不可逆转的闭合，并将直接造成产能的损失。 通过在室温下改变实验岩心围压的方法进行常规的应力敏感性实验并对实验数据进行分析， 同时把实验岩心的应力敏感性与通过铸体薄片和压汞实验得到的微观结构结合起来，分析了 致密低渗油藏渗透率敏感性的特点、微观结构与应力敏感性之间的联系，同时建立了渗透 率随有效应力变化的关系式，为储层岩石应力敏感性的研究和应用提供了实验依据。     

致密碎屑岩储层岩石破裂特征及脆性评价方法

研究致密碎屑岩储层岩石破裂特征及脆性评价方法对致密油压裂优化设计具有重要意义。文章以辽河盆地沙河街组致密碎屑岩储层为例,开展了不同岩性岩石的三轴压缩实验,分析了宏观破裂行为和压后岩石显微裂缝的发育类型,通过对比常规的弹性参数法和矿物组分法等脆性评价方法,建立了基于三轴压缩破裂过程中能量守恒的新脆性评价方法。实验表明,岩石破裂特征受控于岩石脆性和岩石所处的围压条件。一方面,脆性较强的岩石主要发育穿晶张裂缝,随着脆性程度减弱,裂缝数量逐渐减少,类型则以晶内裂缝为主;另一方面,随着围压增加,压裂后岩石内部微裂缝类型从穿粒张裂缝向晶内裂缝过渡,说明围压极大地抑制了微裂缝的扩展。传统弹性参数法表征的脆性结果与实验描述的脆性破裂特征相反（即脆性指数高,而岩石破裂程度差）,而矿物组分法不能描述不同围压下岩石的脆性程度。本文提出的新脆性评价方法,可以连续地描述岩石从超脆性到韧性变形的力学演化过程,脆性指数不仅与峰前的杨氏模量有关,而且还与峰后应力降梯度（软化模量）有关。利用该方法表征了不同围压下致密砂岩脆性程度,其结果与实验描述岩石脆性破裂特征相符合,证实了方法的可行性。     

低渗透气藏介质变形评价参数研究

目前中国低渗透气藏的储量占未动用气藏储量的比重越来越大,而低渗透气藏一般都采用衰竭式开采,在生产过程中地层压力逐渐下降,导致储层岩石变形,使得孔隙度和渗透率降低,从而导致低渗透气藏开发效果变差。在对苏里格低渗透气藏岩心进行大量应力敏感性实验的基础上,通过对实验数据的分析,比较了线性、指数和乘幂３种典型渗透率随有效压力变化的关系模型。分析结果表明：乘幂变异模型较其他两者与实验数据更为吻合,在此基础上,推导了考虑应力敏感性时的低渗透气藏产能公式。由此提出了刻画岩石介质变形的新参数--岩石变形系数,用此参数可以很好地表征低渗透气藏介质变形的变化特征及其对低渗透气藏产量的影响,并依据该系数对低渗透岩心的变形程度进行分类,得到了比较好的分类效果。     

乌石低渗砂砾岩油藏应力敏感实验研究

为弄清乌石低渗砂砾岩油藏开发过程中岩石应力敏感的变化规律,以WS17-2油田的WS17-2-9井区为例,选取不同物性岩心样品,开展定覆压的应力敏感实验研究。首先根据现行标准、油藏上覆岩层压力和原油饱和压力设计了实验有效应力范围,然后分别测试了不同有效应力下降内压和升内压的岩石渗透率,最后定量评价了实验初始有效应力和油藏初始有效应力下的岩石应力敏感伤害程度。结果表明:随有效应力的增加,岩石渗透率先急剧降低而后缓慢降低;应力敏感对岩石渗透率的伤害是不可逆的,而且岩石物性越差,伤害程度越严重。此外,油藏条件下的应力敏感远小于现行标准的实验测试结果,只要乌石油藏开发过程及时补充地层能量,应力敏感的不利影响基本可以忽略。     

渤海湾盆地渤南洼陷沙四段岩相的岩石力学性质差异

根据渤海湾盆地渤南洼陷沙四段低渗透油藏取心井资料，研究了其岩相类型，利用不同岩相常规三轴压缩实验分析资料，建立了静态岩石力学参数油藏围压条件的恢复图版，分析了不同岩相静态力学参数及应力-应变关系的差异性。渤南洼陷沙四段低渗透油藏可划分为粗粒砂岩相、细砂岩相、粉砂岩相、泥质砂岩相及碳酸盐质砂岩相5种岩相；同一岩相随着围压的不断增加杨氏模量变大，泊松比增加；随着岩相粒度变粗，存在杨氏模量增加、泊松比减小的整体趋势；粗粒砂岩相的泊松比不遵循整体趋势，较细粒砂岩相大，比粉砂岩相小；岩相粒度变粗，应力-应变关系越趋近线弹性，初始颗粒重排列塑性段变小，高应力塑性段变短。