鄂尔多斯盆地北部致密砂岩气藏应力敏感性实验评价

鄂尔多斯盆地北部致密砂岩气藏具有低孔、低渗、低压的特点，气藏准确评价及经济开发难度较大。以气层原地有效应力点为基准进行应力敏感性评价，能够客观反映气层原地物性特征及开发中孔隙压力下降带来的渗透率损害程度。文章以鄂尔多斯盆地北部上古生界致密砂岩为研究对象，分基块及裂缝岩样进行应力敏感性实验。实验评价结果表明，致密砂岩渗透率损害程度随有效应力增加而增加，裂缝岩样应力敏感性损害程度比基块更强．生产压差较大时储层渗透率降低过快，对致密砂岩气藏稳产和提高最终采收率不利。     

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。     

塔里木盆地深层致密砂岩气层应力敏感性

深层-超深层致密砂岩气藏是塔里木盆地油气勘探开发的重点对象,其在钻完井和生产过程中经常表现出与井筒液柱压力或井底流压变化十分敏感的复杂工程行为。为了揭示深层致密砂岩应力敏感特征及主控因素,以塔里木盆地3个典型天然气藏(DB、YM、KS)为研究对象,分别开展了模拟围压递增条件下的裂缝和基块岩样应力敏感实验,并基于扫描电镜、铸体薄片、X-射线衍射、高压压汞等分析手段,分析了孔隙结构、矿物组分、裂缝发育特征对深层致密砂岩应力敏感性的影响。结果表明,塔里木盆地深层致密砂岩基块应力敏感系数为0.280 6~0.771 4,应力敏感程度总体为中等偏强-强,其中KS(0.771 4)>DB(0.654 0)>YM(0.579 6);裂缝应力敏感系数为0.532 3~0.806 9,应力敏感程度总体为中等偏强-强,其中YM(0.726 2)>KS(0.693 5)>DB(0.626 5)。深层致密砂岩应力敏感程度受地层埋藏深度、孔隙结构、矿物组成和裂缝发育程度综合因素控制。基块岩样应力敏感程度与储层埋深、不稳定矿物组分含量、黏土矿物含量成正相关,与储层石英含量、孔隙度、渗透率、孔喉半径成负相关。裂缝岩样应力敏感程度主要受裂缝宽度控制,应力敏感程度随裂缝宽度增大而减小。     

鄂尔多斯盆地大牛地气田致密砂岩气层应力敏感性综合研究

致密砂岩气藏开发过程中有效应力增加所带来的渗透率应力敏感损害是导致气井产量快速递减的根本原因,故对应力敏感性损害机理研究能够为气层保护工作提供合理依据。在考虑岩石组分、裂缝、温度、含水饱和度和施压次数等因素的同时,对大牛地气田致密砂岩应力敏感性进行了评价,指出随岩屑含量增加和温度升高,致密砂岩应力敏感性增强,温度与有效应力联合作用使致密砂岩应力敏感性更强,水的存在对致密砂岩应力敏感性具强化作用;重复施压过程造成致密砂岩渗透率不断降低,裂缝岩样的渗透率应力敏感程度远大于基块;采用屏蔽暂堵储层保护工作液技术能够减轻致密砂岩气层的应力敏感性损害。     

钻井完井液损害对致密砂岩应力敏感性的强化作用

致密砂岩储层在钻井完井作业过程中易遭受应力敏感，许多学者对基质岩样或裂缝岩样进行大量实验研究工作，然而对钻井完井液损害裂缝性致密砂岩储层后的应力敏感性研究较少。文章以四川盆地某典型致密砂岩气藏为研究对象，选取工作液侵入损害后的裂缝岩样和未损害裂缝岩样，再利用SCMS－I型高温高压岩心多参数测量系统对两类岩样进行加压、降压应力敏感实验。结果表明，常规裂缝岩样应力敏感系数平均为0.43，应力敏感程度为中等；工作液损害裂缝岩样应力敏感系数平均为0.66，应力敏感程度为中偏强。建立岩样受力模型，分析认为，随有效应力增加，侵入裂缝的固相颗粒在裂缝中充当胶结物，极大地降低了裂缝的渗流能力，导致储层产能降低。     

东濮凹陷低渗气藏储层应力敏感性分析

东濮凹陷低渗气藏储量约占该区天然气储量的50%.气藏储层埋藏较深,具有低孔-低渗的物性特征,易受储层应力敏感性影响.以桥口低渗气藏为例,在不同压力下,实测了6个基块岩样和5个实施了人工造缝岩样的渗透率,采用应力敏感性系数评价方法,评价了储层应力敏感性对储层的损害程度.基块岩样的应力敏感性较弱,人工缝岩样应力敏感性为中等偏强.人工缝的应力敏感系数普遍高于基块的应力敏感系数,说明裂缝的存在增加了应力敏感程度.因此,在压裂、测试及生产过程中,应充分考虑储层裂缝和基块的应力敏感性,尽量减少应力敏感性对储层的损害.     

低渗透储层应力敏感性控制因素研究

应力敏感是造成低渗透油气田储层损害的主要原因之一,科学客观地评价应力敏感对于保护低渗透储层有着重要的意义。以姬塬油田低渗透储层为例,开展了基块岩样和人工造缝岩样应力敏感性实验。结果表明,基块岩样为弱应力敏感性,裂缝岩样为强应力敏感性。在外力作用下,岩石的本体变形和结构变形是产生应力敏感的主要原因。岩石的结构变形主要受孔隙度、岩石颗粒的接触方式、岩石颗粒的胶结情况、粘土矿物产状以及裂缝发育程度等因素影响;岩石的本体变形主要受岩石组分影响。岩心柱塞尺度微裂缝出现频度较低、粘土矿物"绿泥石包壳"发育及其良好的保护孔隙作用是基块岩样表现为弱应力敏感性的重要控制因素。     

致密砂岩油气储层岩石变形理论与应力敏感性

在致密砂岩油气藏开发过程中,由于孔隙压力下降,导致有效应力增加,储层岩石孔隙、裂缝发生形变和渗透率受到影响。从岩石力学角度分析了与致密砂岩形变相关的理论及形变影响因素,并通过应力敏感性实验研究了有效应力改变条件下的致密砂岩岩样孔隙度、渗透率变化规律。结果表明:致密砂岩形变主要为应力变化时孔隙体积及裂缝宽度的变化,认为致密砂岩油气藏开发过程中储层岩石的形变一般属于弹性形变或者弹-塑性形变。形变取决于岩石碎屑颗粒硬度、颗粒之间接触关系、胶结情况、岩石中裂缝发育特征等。有效应力增加在压缩致密砂岩孔隙、喉道体积以及裂缝宽度的同时,也使得其渗透率大幅度降低,造成严重的储层损害。     

超深致密砂岩储层裂缝壁面出砂机理及其对应力敏感性的影响

致密储层渗透率的应力敏感性问题一直是致密油气藏开发的研究热点。选用塔里木盆地超深致密砂岩气藏井下岩心样品制取裂缝岩心样品6块,开展超深致密砂岩储层应力敏感性评价实验。实验前、后对裂缝壁面进行激光扫描成像处理,并采用扫描电镜表征其微观结构。实验结果表明,超深致密砂岩储层裂缝岩心样品的应力敏感系数为0.41~0.72,应力敏感程度为中等偏弱—强,明显弱于中国典型致密砂岩储层。三维激光扫描图像对比结果显示,实验前、后裂缝壁面出现明显的砂粒脱落现象;扫描电镜图像显示,实验前裂缝壁面存在大量松散脆弱结构。在超深致密砂岩储层裂缝岩心样品应力敏感性评价实验过程中,裂缝壁面脆弱结构在高速流体拖曳力作用下与壁面脱离,运移过程中持续撞击侵蚀壁面,进一步促进砂粒脱落,形成的砂粒沉积于裂缝狭窄处。当有效应力增加时,具有一定强度的砂粒将起到支撑裂缝的作用,进而起到弱化应力敏感性的效果。裂缝壁面出砂对不同宽度裂缝应力敏感性的弱化程度存在显著差异,其弱化程度从大到小依次为中等宽度裂缝、较大宽度裂缝和较小宽度裂缝。     

裂缝性致密砂岩储层气体传质实验

致密砂岩储层天然气投产一般需要采取水力压裂等增产措施。由于天然气在产出过程中需要通过致密基块—天然裂缝—水力裂缝等多尺度介质,故而在渗流中存在多尺度效应,需要经过一系列串联耦合过程,其中任何一个环节都可能影响天然气的高效产出。为此,通过自行设计"串、并联"气体传质实验方法及装置,探讨了裂缝宽度、裂缝—基块的配置关系等对致密砂岩气体传质效率的影响。"并联"气体传质实验表明,裂缝宽度是影响气体传质效率的关键参数,相同数量级裂缝宽度的天然裂缝传质效率高于人工裂缝。裂缝—基块岩样"串联"气体传质实验表明,裂缝—基块多尺度配置关系中,裂缝—基块—裂缝的配置关系最优,气体传质效率最高。结论认为,合理开发致密砂岩气藏需贯彻"储层保护与改造并举"的方针,实现致密基块—天然裂缝—水力裂缝的合理配置,才能有效开发致密砂岩气藏。     

深层致密砂岩气藏干湿交替诱发气井出砂实验模拟

塔里木盆地库车坳陷深层致密砂岩气藏天然裂缝发育,处于高温高压和高地应力的封闭环境,地层水矿化度高,局部存在超低含水饱和度特征,部分气井生产中经常伴随不同程度的出砂现象,严重干扰气井正常生产.选用库车坳陷某深层致密砂岩气藏岩样,实验模拟含水饱和度升降的干湿交替过程,监测岩石动态力学参数及应力敏感系数变化.结果 表明,干湿...     

致密储集层应力敏感性分类评价

致密储集层应力敏感性分析,对准确认识油气开发过程中储集层伤害及合理评价油气井产能具有重要的意义。鉴于注水开发过程中有效应力场的非稳态变化导致储集层渗流能力变化的实际情况,选取了鄂尔多斯盆地安塞油田延长组3类典型岩样（泥质粉砂岩、粉砂岩和中细粒砂岩）进行储集层渗透率应力敏感性测定,通过线性方程拟合,对比分析3类岩石应力敏感性特征,并从岩石成分和微观结构对应力敏感性的影响进行综合分析。结果表明,随着有效应力的增加,泥质粉砂岩渗透率下降快,敏感性强;粉砂岩渗透率下降中等,敏感性中等偏强;中细粒砂岩渗透率下降慢,敏感性最弱。通过岩心、岩石薄片、扫描电镜、全岩X射线衍射分析及压汞实验可知,储集层应力敏感性特征主要受到岩石中矿物成分和孔隙结构2个因素的影响,而微裂缝的发育使储集层应力敏感性增强。     

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。      

火山岩裂缝型储层应力敏感性实验研究

准噶尔盆地火山岩油气藏埋藏深、岩石类型复杂、裂缝较为发育,属于典型的裂缝型储层。为研究火山岩气藏开发过程中储层的物性变化规律,弄清裂缝的产状与应力敏感性之间的相互关系,从不同火山岩岩性的岩心图像入手,通过对岩心裂缝进行可视化描述,在弄清裂缝发育特征和产状的基础上,对研究区内5口丼20多块岩心样品进行渗透率应力敏感性实验研究和分析。通过对不同裂缝产状的岩心应力敏感性实验研究可知,火山岩储层的应力敏感性不仅与裂缝的发育程度有关,而且与裂缝的产状紧密相关。低角度缝较发育的具有网状缝系统岩心的应力敏感性最强,高角度缝岩心的次之,直劈缝岩心的则相对较弱。     

川西坳陷大邑构造须三段储层裂缝类型及控制因素

川西坳陷大邑构造须家河组三段储层岩性以中细粒碎屑石英砂岩为主,孔隙度、渗透率很低,为典型的低渗透砂岩储层,裂缝对储层的储集和渗透能力具有重要影响,因此,该区裂缝发育特征及其控制因素的研究在储层油气资源的开发和评价中起着重要作用。文中以岩心裂缝观测和岩石力学实验数据为主要依据,对该区须三段储层的裂缝类型及发育特征进行描述和分析,探讨了构造裂缝发育的控制因素。研究表明,该区须三段低渗透砂岩储层主要发育构造裂缝、成岩裂缝和异常高压裂缝3种类型,其中构造裂缝最发育,主要受构造应力场、构造位置和岩石力学性质等因素控制,对油气的形成与分布影响最大。     

基于likelihood地震属性的致密气藏断裂预测——以四川盆地川西坳陷新场地区须二段为例

传统地震断裂预测属性难以满足致密砂岩气藏勘探开发中对不同尺度断裂精细刻画的需求。将likelihood属性引入四川盆地须家河组致密砂岩气藏断裂识别,建立了基于likelihood属性及其衍生属性的地震断裂预测方法体系,提出基于Otsu阈值分割方法和成像测井约束下的断层发育区、裂缝带发育区和断裂欠发育区的空间分类,实现了对新场地区须家河组二段断裂精细预测。研究表明：经细化处理的likelihood属性可以体现最可能发育断裂的位置及其概率,断裂密度属性则有效反映了断裂发育强度特征,该属性对产量具有一定预测性。基于likelihood地震属性的断裂预测方法有效提升了新场地区须二段致密气藏断裂地震预测效果,对于其他裂缝型储层断裂预测具有一定借鉴意义。     

裂缝对岩石电阻率的影响及其在含气饱和度计算中的应用

裂缝性致密砂岩储层含气饱和度计算的准确性取决于岩石电阻率测量值的可靠程度,而岩石电阻率的测量值又受控于裂缝的导电性、产状、宽度和密度等参数。因此,研究裂缝对岩石电阻率测量值的影响是正确建立致密砂岩储层含气饱和度计算公式的基础。在数值模拟基础上详细观察裂缝的导电性、产状、宽度和密度等参数对岩石电阻率测量值的影响,通过岩电实验对数值模拟结果进行检验,提出了一个适用于裂缝性致密砂岩储层含气饱和度计算的归一化岩石电阻率公式,改进了目前常用的双重孔隙介质模型。最后,将改进的双重孔隙介质模型用于塔里木盆地克深地区裂缝性致密砂岩储层的含气饱和度计算。计算结果表明,改进的双重孔隙介质模型符合克深地区岩石裂缝内含气饱和度高的特点,且与试油结论吻合度更高。