应科学看待低渗透储集层——回应窦宏恩先生

低渗透储层研究出现的许多错误认识,是由于实验手段的不正确和缺少理性的科研方法所致.低渗透储层的岩石高压缩性和强应力敏感是由实验的系统误差所致,不是岩石自身性质的体现.岩石压缩系数的逻辑反转现象,已通过新的实验方法加以克服.岩石的应力敏感程度与岩石的压缩性有关,由于岩石的压缩系数极小,因此应力敏感程度极弱,生产过程中可将其忽略.启动压力梯度和滑脱效应均属于实验假象,其实并不存在.低渗透储层与中高渗透储层没有本质区别,中高渗透储层没有出现的奇特现象,低渗透储层也不应该有.     

对＂低渗透储层不存在强应力敏感＂观点的质疑

实测应力敏感曲线表明,低渗透储层比中高渗储层存在更强的应力敏感性。而李传亮教授认为这是错误的,他将这种现象归结为实验的系统误差所致,认为低渗透储层比高渗透储层更致密,不应该存在更强的应力敏感性。针对这一观点,从压缩系数的定义出发,分析了岩石孔隙的压缩系数与岩石压缩系数的区别,指出了李教授所采用的岩石压缩系数计算公式存在的问题,进而分析了试验设备是否存在很大系统误差,从而对李教授的观点产生质疑。通过分析认为,低渗透油气储层具有较强的渗透率应力敏感性。由于渗透率是一个功能性参数,因此低渗透储层的强应力敏感性与岩石的性质、结构特征以及流体性质有关,应该从这两方面来考虑储层渗透率的敏感性。低渗储层的应力敏感性一方面与受力后发生介质变形有关,另一方面与微观渗流尺度下储层中流体渗流存在启动压力梯度密切相关。     

低渗透储层存在强应力敏感吗?——回应窦宏恩先生

低渗透储层属于致密介质,孔隙度小,压缩系数低,应力敏感性也极其微弱。但是,Hall图版曲线却显示了错误的逻辑关系,即孔隙度越低,岩石的压缩性越强。Hall图版的逻辑错误,是由实验中的表皮效应所致。根据弹性模量法测量的岩石压缩系数显示了正确的逻辑关系,即孔隙度越高,压缩系数越大,且压缩系数的数值非常低,低于地层流体的压缩系数。岩石的应力敏感与岩石的压缩性存在密切的关系,低渗透储层的压缩性低,应力敏感必然很弱。低渗透储层的强应力敏感现象,是由实验的系统误差所导致的,而非岩石自身的性质。     

不同级别渗透率岩心应力敏感实验对比研究

油藏一旦投入开发，原始应力状态发生改变，必然造成油藏岩石发生应力敏感，但是当前争论热点是中高渗储层和低渗储层哪类应力敏感更强。针对这一问题，选取14块直径38 mm的天然岩心 开展室内实验。为了更好地模拟油藏实际，主要实验设备均置于恒温箱内。根据实验结果分别计算各样品的渗透率损失率，对比分析可知，中高渗岩心的渗透率损失绝对值要比低渗岩心大，但渗透率损 失相对值却比低渗岩心小，即低渗油藏具有更强的应力敏感性。以此为基础，归纳了油藏岩石的应力敏感模式，中高渗油藏应力敏感符合“平缓型”模式，低渗透油藏应力敏感符合“先陡后缓型”模式 。根据应力敏感模式可知，低渗油藏开发必须控制合理井底流压，避免发生强应力敏感，从而保持油井产能。     

低渗透储层很特殊吗——回应窦宏恩先生

低渗透储层存在许多错误认识,如岩石高压缩性、强应力敏感、启动压力梯度和滑脱效应。这些都是实验室里的结论,都没有经过实践的检验,都不是科学认识,它们是由实验的系统误差所致。大量的生产实践已经表明,低渗透储层不存在强应力敏感。泥岩烃源层中的油气能够运移,说明启动压力梯度并不存在。低渗透储层其实并不特殊,与中高渗透储层也没有本质的区别,只是孔隙稍小、物性稍差、泥质稍多、产能稍低而已。中高渗透储层没有出现的奇特现象,低渗透储层也不会出现。     

对“低渗透储层存在强应力敏感”观点的质疑

储层的应力敏感问题是近年来石油工程领域的研究热点之一，但对“低渗透储层是否存在强应力敏感”，石油学界存在2种相反的观点，且争议不断，给油气生产和决策带来困扰。通过剖析应力敏感实验研究的局限，并根据应力敏感评价理论计算结果，对“低渗透储层存在强应力敏感”的观点提出了质疑。应力敏感实验测试存在难以模拟储层实际受力状态、微间隙影响实验结果、不同渗透率岩心测试稳定时间差异大等问题，实验结果难以反映岩石渗透率的真实特性；对实验结果进行分析时，错误使用Terzaghi有效应力，放大了储层的应力敏感程度。以双重有效应力和多孔介质弹性力学理论为基础，应用管流来模拟实际岩石中的渗流，从岩石力学角度推导出储层应力敏感评价的理论计算公式。计算结果表明，低渗透储层不存在强应力敏感。研究结果对于指导低渗透油藏开发具有重要意义。     

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。     

非均质致密砂岩应力敏感性的定量表征

基于渗透率应力敏感实验研究非均质致密砂岩渗透率应力敏感性,根据颗粒Hertz接触变形法则,建立非均质致密砂岩毛管孔隙渗透率应力敏感定量表征模型,对孔隙度、渗透率和渗透率级差随有效应力变化规律进行了量化分析,并将理论计算结果与实验结果进行对比验证,从理论上对实验结果及规律进行了解释。结果表明,非均质致密砂岩的应力敏感性主要表现为渗透率应力敏感性,不同岩石渗透率随有效应力的变化具有不同步性,岩石渗透率越低,渗透率下降速度越快,非均质岩石渗透率下降速度介于岩石高渗透层与低渗透层渗透率下降速度之间;非均质岩石渗透率级差越大,渗透率应力敏感曲线越靠近岩石低渗透层渗透率应力敏感曲线,且渗透率级差随着有效应力的增大而不断增大。     

正确对待岩石孔隙压缩系数是认识低渗透储层的基础——兼答《应科学看待低渗透储集层》一文作者

由于岩石的应力敏感性与岩石孔隙压缩系数有关,在油田开发中,岩石孔隙体积压缩系数和岩石压缩系数不能混淆。岩石的压缩系数较岩石孔隙体积压缩系数小,国内外许多学者通过实验已经证实,低渗透储集层比中高渗透储层有较强的应力敏感性,生产过程中不可将其忽略。同时,文章强调指出:实验是科学研究中一门基础科学,而且是检验真理的唯一标准。低渗透储层存在应力敏感性和启动压力是一种客观存在的科学现象,不属于一种实验假象;油气运移是学说而不是理论,油气运移的一些认识人们无法在实践中证实。     

低渗透储层应力敏感系数统一模型

低渗透储层应力敏感性的研究虽已引起中外学者的关注,但目前仍未形成统一认识。为了更准确地描述低渗透储层的应力敏感性,通过保持围压不变、改变流体压力的实验方法,研究了低渗透储层渗透率随有效应力的变化规律及其影响因素。在此基础上,按照岩石压缩系数的定义方法,提出了渗透率应力敏感系数的概念,在综合考虑孔隙结构、有效压力及滞后效应等参数的基础上,结合分形理论,建立了应力敏感系数的统一模型。结果表明,渗透率随有效压力的增加呈阶梯状减小,且与孔隙结构及有效应力加压方式有关;渗透率应力敏感系数可以定量表征储层渗透率随有效应力变化的敏感程度,其值越大说明储层敏感性越强;所建模型考虑了岩石内部孔隙结构、外部有效应力变化及滞后效应等多种因素的综合影响,可以全面表征储层的应力敏感性,并预测不同孔隙结构岩石的渗透率随有效应力变化的规律。     

储层岩石的应力敏感问题——答罗瑞兰女士

储层岩石的应力敏感程度与岩石的压缩系数存在密切的关系。压缩性强的岩石,应力敏感程度就强。岩石的压缩性又与孔隙度存在密切的关系,孔隙度高,岩石就易于压缩。但是,实验过程却因为微间隙的原因,测量到了逻辑反转的结果,孔隙度低,压缩性就强,应力敏感程度就高。本文通过理论分析,彻底扭转了实验过程中出现的这一逻辑反转现象。     

深层低渗气藏岩心渗透率测试技术探索

储层岩石渗透率是量度油气流动能力最重要的物性参数之一。因此,准确测定地层岩石渗透率,特别是地层岩石就地渗透率对科学开发油气田具有重要意义。深层低渗气藏由于上覆压力大、地温高、渗透率低(一般小于1×10     

低渗透气田砂岩储层应力敏感试井模型研究

长庆苏里格气田具有低渗、低产及应力敏感等特点,应用不考虑应力敏感渗流模型分析不稳定压力动态会产生很大偏差。为了分析应力敏感性对井底压力不稳态特征的影响,应用渗透率模量的概念,建立了存在应力敏感的气藏不稳定试井模型,该模型具有很强的非线性,通过线性化变换对该非线性方程组进行了求解。分析结果表明：开始时,拟压力及其导数特征为一直线,随着无因次渗透率模量的增加,拟压力及其导数曲线往上翘,无因次渗透率模量越大,上翘越明显,而且上翘特征是有效储层不连续的反映,也可能是气井应力敏感的反映。所建立的不稳定渗流试井模型可以应用于低渗透应力敏感气藏试井资料分析中,这对我国低渗透砂岩应力敏感气藏不稳定试井分析具有一定的指导意义。     

入井液表面张力与储层损害关系的实验室研究

在不同渗透率和不同润湿性的岩石中,研究了采油工程入井液和表面张力对入井液返排效率和岩石有效透率损害的影响。结果表明,在相同渗透率和润湿性的岩石性,入井液的返排率随入井液表面张力的降低而提高,岩石渗透损害随入井液表面张力的降低而下降;相同表面张力的入井液,进入高渗秀性岩石中比进入低渗透性岩石中具有更高的入井液返排率和更低的渗透率损害率;     

变形介质煤层气双渗流动压力分析

研究了应力敏感煤层气中双孔隙度/双渗透率渗流问题的压力不稳定响应,不仅考虑了煤层气藏的双孔隙度/双渗透率介质特征,而且考虑了介质的变形,建立了应力敏感煤层气双孔隙度/双渗透率的数学模型,采用全隐式差分和N ew ton迭代法求得了圆柱面井源情况下定产量生产时无限大地层、有界封闭地层的数值解,探讨了双孔隙度/双渗透率参数和变形参数变化时压力的变化规律并给出几种情况下典型压力曲线图版。     

基于孔隙几何形态导电理论的低孔隙度低渗透率储层饱和度解释模型

在Herrick和Kennedy孔隙几何形态导电理论的基础上,结合低孔隙度低渗透率储集层的孔隙结构特征,将低孔隙度低渗透率储层岩石电导率看成黏土束缚水导电相、微孔隙水导电相和可动水导电相的等效电导率之和,考虑黏土束缚水孔隙、微孔隙、自由流体孔隙的孔隙几何形态以及自由流体孔隙中可动水的几何分布特征对岩石导电性影响,建立一种新的基于孔隙几何形态导电理论的低孔隙度低渗透率储层通用饱和度解释模型。利用大庆C地区F油层岩样的岩电实验数据,对提出的模型进行了实验精度分析,并确定出该地区低孔隙度低渗透率储层通用饱和度模型中的参数值。利用建立的模型及确定的模型参数值处理了大庆C地区F油层实际井资料,将处理结果与密闭取心分析饱和度和试油结果进行了对比。结果表明,该模型适用于低孔隙度低渗透率储层饱和度评价。     

核磁共振测井在低孔低渗储层渗透率计算中的应用

针对南海东部HZ地区低孔低渗储层普遍存在的孔渗之间相关性差、用常规方法计算渗透率精度低的问题,分析了研究区低孔低渗储层孔隙结构,研究了储层综合物性参数与岩石孔隙结构参数之间的关系,利用核磁共振测井弛豫时间分布对岩石孔隙结构的表征能力、由研究区储层岩心的核磁实验测量数据、建立了适合本地区计算低孔低渗储层渗透率的关系式,并用实例对该方法的可靠性进行了验证。     

低渗透砂岩储层孔隙度、渗透率与有效应力关系研究

随着油气藏的开采，储层的应力状态发生变化，从而引起储层孔隙度及渗透率发生相应变化。大量的实验表明，孔隙度随有效应力的变化而产生的变化范围较小，而渗透率的变化范围较大。应用Terzaghi有效应力理论得到的结论是低渗透砂岩具有很强的渗透率应力敏感性以及弱孔隙度应力敏感性。引入双重有效应力理论，对孔渗随应力的变化关系进行重新校正和评价，表明随着应力变化，低渗透砂岩储层的孔隙度变化不大，而渗透率变化较大。而用双重有效应力计算出来的结果比用Terzaghi有效应力计算结果要小得多，表明低渗透储层对有效应力并不是非常敏感的，这在于按照双重有效应力理论，在计算本体有效应力时已在孔隙压力前乘上了一个修正因子，故在开发过程中地下岩石有效应力的变化范围就减少了很多，所以渗透率的变化幅度也就相应地减小了很多。