采用两种实验方法进行气藏岩芯应力敏感研究

目前实验室测定岩芯应力敏感性通常采用变外压恒内压方式测试,该测试方法与气田实际开发过程中上覆岩层压力不变,流体压力变小的实际情况不符合,提出了变内压恒外压测试方法,采用苏里格低渗岩芯在地层温度条件下进行变内压恒外压测试和变外压恒内压测试.研究表明:变内压恒外压测试比变外压恒内压测试应力敏感性更弱,随多次应力敏感次数增加,应力敏感性变弱,甚至趋于一个极限.为气井动态分析提供了实验依据,对研究低渗气藏相对高、中、低渗岩芯在多次升降压过程中的应力敏感特征有重要意义.     

应力敏感对油井产能的影响

油藏采出流体后,地层压力下降,渗透率和油井产量都会有不同程度的降低,即出现所谓的应力敏感.油井产能的应力敏感性可以通过室内岩芯测试的渗透率应力敏感进行评价,渗透率的应力敏感指数与油井产量的应力敏感指数完全相等.室内岩芯的应力敏感性是外压增大所致,但通过本体有效应力转换之后,即可得到地层条件下内压降低的结果.一般情况下,中低渗透油藏的应力敏感性都较弱,生产过程中可不予考虑.     

低渗气藏多次应力敏感测试及应用

低渗透气田在我国已开发气藏中占有相当大比例,应力敏感性对气田开发的影响已逐渐引起人们重视.针对目前大多数低渗透气田应力敏感测试仍然采用定内压变围压测试方式所存在的与实际气田开发过程中内压变化上覆压力恒定的变化规律不一致的问题,研究提出了变内压定围压测试方法,采用该方式测试低渗透岩芯在净上覆压力六升六降过程中应力敏感性,并应用测试的应力敏感曲线对低渗透气井试井特征及单井生产动态进行研究.结果表明:变内压定围压测试方法更接近于气田实际压力变化过程;(不)考虑应力敏感试井分析两者在试井特征曲线第II阶段相差较大,五开五关试井分析表明渗透率应力敏感效应的存在对气藏的开发是不利的;应力敏感对单井模拟井底流压影响很大,考虑应力敏感时,气井生产压差明显增大.因此,在低渗透气田开发过程中,必须注意应力敏感对气田开发的影响.     

基于应力敏感常数的致密砂岩储层应力敏感性评价研究(10)

利用渗流应力耦合拟三轴实验系统,针对华北、青海等区块共34块天然砂岩岩心展开应力敏感性测试实验.基于应力敏感常数对实验结果进行拟合,获得砂岩储层岩心应力敏感常数与渗透率的变化关系.结果显示,岩心应力敏感常数能够表征砂岩储层岩心渗透率的应力敏感特性,应力敏感常数越大,砂岩渗透率应力敏感性越强,且砂岩应力敏感常数随岩心渗透率的增大而减小.     

低渗砂岩渗透率应力敏感性对气井产能的影响

在应力敏感性实验中,采用改变围压的方法近似模拟储层所受压力变化,研究应力变化对储集层渗透率的影响.根据实验结果建立渗透率与有效应力之间的经验关系式,并基于Terzaghi有效应力理论考虑应力敏感性的产能方程,分析应力敏感性对气井产能的影响.     

长深气田火成岩储层应力敏感性及其成因机理

对吉林油田长深井区火成岩低孔低渗型储层取岩芯样品进行应力敏感性测试,样品的渗透率恢复率不超过11%,呈现极强的应力敏感性。通过储层岩芯观察及其他地区火成岩应力敏感性分析结果对比,认为火成岩储层应力敏感性与储层的岩性、结构、构造和孔隙、裂缝发育程度以及发育类型有关。与砂岩较单一的成岩作用不同,火成岩复杂的成岩作用导致不同地区火成岩储层应力敏感性不同,即便在同一地区,不同火成岩岩性储层的敏感性都可能不同。所以对火成岩储层应力敏感性评价应区别对待,不能一概而论。     

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。     

异常高压低渗透砂岩储层应力敏感性定量模型——以东濮凹陷文13东沙三中油藏为例

为建立异常高压低渗透砂岩油藏储层应力敏感性定量模型,进行了模拟油藏条件的应力敏感性实验.实验采取改变围压(恒定孔隙流体压力)和改变孔隙流体压力(恒定围压)两种方式进行.研究结果表明:应力敏感性实验中改变围压与改变孔隙流体压力对有效应力的影响差异较大.改变围压比改变孔隙流体压力有效应力增加明显得多,改变围压的常规应力敏感性实验夸大了储层应力敏感性伤害程度.基于变孔隙流体压力应力敏感性实验,回归出各类储层的应力敏感性定量模型.其中,变孔隙压力液体应力敏感性模型与实际油田开发较为接近.异常高压低渗透砂岩油藏开发,油井见水后,采液指数、采油指数急剧下降;进入高含水开发阶段,采液指数回升,采油指数仍下降,此类油藏不适合采取提液手段稳定产量.     

低渗砂岩渗透率应力敏感性试验研究

渗透率应力敏感性研究方法不同,得到的敏感程度则不同.以氮气为孔隙流体,对一块低渗砂岩岩样进行不同围压和孔隙流体压力下的渗透率测试,利用Bernabé方法求取渗透率有效应力系数,获取渗透率有效应力,并对应力敏感指数法加以修正,发现岩样表现为中等应力敏感.     

不能用净应力评价低渗砂岩岩石应力敏感性

理论研究表明,低渗岩石由于存在微裂缝,净应力不等于有效应力.为了进一步论证净应力与有效应力的关系,开展了相关的实验研究,实验包含了老化处理和4个不同围压下的降内压实验,采用稳态法测定内压下降过程中各个压力点的渗透率值.实验结果表明:在不同围压下,净应力相等的点对应的渗透率值不相等,不能用净应力替代有效应力评价储层岩石的应力敏感性.此外,在低围压下渗透率的变化幅度较大;在高围压下,渗透率的变化幅度较小.最后,对实验岩样进行了储层岩石的应力敏感性评价,结果表明该低渗致密砂岩储层表现为中等应力敏感.     

储层应力敏感性研究进展

随着一些致密气藏的开发,储层应力敏感性已成为国内近几年的研究热点。人们在储层应力敏感性方面,取得了不少成就,但也有些观点存在着争论。介绍了岩石物性参数(岩石孔隙压缩系数、孔隙度、渗透率)的应力敏感性;渗透率应力敏感性实验研究方法的进展;国内外学者对有效应力系数的研究进展和应力敏感性的影响因素;针对存在的问题,提出了几点建议。     

油气储层渗透率应力敏感性与启动压力梯度的关系

人们在进行油气储层渗透率应力敏感性实验研究时,得到的结论不统一.利用毛管模型及启动压力梯度理论,通过实验研究发现之所以会有不同的结论,是因为所取岩心的初始渗透率存在较大差异.经分析得到如下结论:由于启动压力梯度的存在,使得低渗、特低渗储层比中高渗储层具有更强的应力敏感性,当初始渗透率小于某一临界值时,渗透率越低对应力越敏感,大于此值后,渗透率降低只与有效应力有关,而与初始渗透率无关.在油气生产过程中,储层变形对低渗、特低渗油气藏生产的影响很强,加大了这类油气藏的开发难度.     

特低渗储层压裂水平井产能因素分析

基于井筒与油藏耦合的压裂水平井产能计算模型,优化了裂缝的流入动态,并综合考虑特低渗储层启动压力梯度和应力敏感的影响,建立了特低渗油藏压裂水平井的产能方程。通过室内实验确定某特低渗油田储层的启动压力梯度和应力敏感系数,计算裂缝间距、裂缝半长和水平段长等参数对水平井产能的影响。计算结果表明,裂缝间距与裂缝半长对产能影响显著,并且该方法预测产量准确,对特低渗油藏压裂水平井开发具有指导意义。     

Anisotropic coal permeability and its stress sensitivity

This paper focuses on anisotropy of coal permeability and its stress sensitivity. Coal blocks were taken from Xinjing Coal Mine in Yangquan Coal District. Coal cores were then drilled along the strike, dip, and vertical directions. Coal permeabilities were measured with respect to stress by using a self-developed coal permeability measurement system. The used samples exhibited significant permeability anisotropy.The permeability along the strike direction was greatest among the three directions, the permeability along the vertical direction was the smallest, and the permeability along the dip direction was between the other two directions. The sensitivity of coal permeability to stress was transversely isotropic. The stress sensitivity coefficient was greater along the horizontal directions than along the vertical directions.Coal permeability exhibited anisotropic stress sensitivity due to anisotropy in Young's modulus and porosity. The results obtained in this study are useful for optimizing the arrangement of pre-drainage boreholes.     

杏北低渗透油藏应力敏感性评价

通过对大庆外围低渗透岩样的应力敏感性实验数据分析发现,低渗透率油层应力敏感性受储层本身渗透率和有效应力影响较大,应用乘幂关系可较好地拟合渗透率与有效压力关系。根据实验分析推导出受应力敏感性影响下的渗透率与井底压力关系式、油井产量与井底压力关系式,绘制了杏北低渗透油层应力敏感性曲线。通过数值模拟研究超前注水技术开发低渗透油藏的效果并优化相关技术指标。     

煤层气排采时渗透率动态特征研究

正确认识煤层气井开采过程中的渗透性变化特征是实现煤层气科学高效开发的重要前提.目前,大量的室内实验研究渗透率随排采的变化时仅考虑压力敏感性,而没有考虑在实际生产过程中存在的基质收缩效应的影响.笔者提出一种动态分析方法,利用实际生产数据,分段拟合出不同生产时间下的煤层参数,包括渗透率和地层压力等,并且在前人研究的基础上建立了考虑应力敏感效应和基质收缩效应的渗透率数学模型,通过数据回归获得到模型的具体参数.该方法可以用于描述煤层渗透率的动态特征,预测煤层气产量变化,指导现场配产.     

不同温度应力条件下煤体渗透率实验研究

为了深入研究渗透率与温度和应力的关系,分别采用吸附性气体甲烷和非吸附气体氦气,进行了不同应力条件,不同温度条件下的煤体渗流实验.结果表明,不同有效应力条件下煤体渗透率与温度的关系,并非单调递增或单调递减,而是存在一个转折区,转折区的位置取决于有效应力与热应力的大小对比关系,低有效应力条件下,热应力大于有效应力,煤体外膨胀,渗透率随温度的升高而增大,呈正指数关系;高有效应力条件下,热应力小于有效应力,煤体内膨胀,渗透率随温度的增加而减小,呈负指数关系.这一发现将以往的矛盾结果统一了起来.     

晋城无烟煤煤中CH4和CO2运移规律研究

基于三轴应力条件下,煤岩有效应力、吸附膨胀量和渗透率的一体测试,研究了晋城无烟煤吸附甲烷和二氧化碳后,渗透性随有效应力改变和煤岩吸附膨胀效应的变化规律.认为煤岩吸附膨胀量和孔隙压力的关系可用兰氏方程描述;煤岩渗透性同有效应力、吸附膨胀量均呈负指数函数关系,同时结果表明:甲烷和二氧化碳在晋城无烟煤中的扩散方式不同,煤岩对甲烷的吸附膨胀符合单孔气体扩散模型,而对二氧化碳的吸附膨胀符合双孔气体扩散模型,且甲烷的吸附膨胀速率小于二氧化碳的吸附膨胀速率;煤岩饱和吸附后,各孔隙压力条件下的初始渗透率与孔隙压力呈幂函数关系减小.针对晋城无烟煤,同等条件下煤岩吸附甲烷后的渗透率为吸附二氧化碳后渗透率的1.14～1.51倍,大部分在1.30倍左右.     

应力敏感裂缝性油藏不稳态压力动态分析

在试井分析中通常都是假设岩石特性为常数,这个假设条件在许多油气藏的试井分析中取得了很好的解释结果。但是,大量的室内实验发现裂缝性油气藏和致密砂岩油气藏都为典型的应力敏感油气藏,即随着开采的进行,储层的孔隙压力降低,从而导致地层中的有效应力增加,储层渗透率的大幅度降低,因此,必须在试井解释中考虑地层应力对岩石特性即渗透率,孔隙度的影响。根据实验研究结论,建立应力敏感裂缝性油藏的渗流数学模型,并通过数值Laplace反演求解形成了新的试井分析,分析研究其典型曲线特征及其对压力恢复数据解释的影响。     

Experimental Study into Permeability of Broken Mudstone

Much attention should be paid to the permeability of broken rocks in goafs for the sake of water preservation in mining and to prevent disasters. Using a special device together with the MTS815.02 Rock Mechanics Test System, we tested the permeability of broken mudstone during its compacting process, and obtained the relations between axial stress and differential seepage pressure and between the pressure gradient and the seepage velocity. The effect of axial stress, grain size, and seepage velocities on the permeability coefficient is analyzed. The results show that 1） permability varies abruptly when the load reaches the compressive strength of rock samples, 2） for a constant seepage velocity, the differential seepage pressure and the axial stress can be expressed by an exponential function, 3） for a constant axial stress, the pressure gradient and the seepage velocity can be also expressed by an exponential function and 4） the permeability coefficient of broken mudstone of different sizes is closely related to its compaction state and will decrease with the increase of axial stress, expressed as a logarithmic function.