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。     

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。     

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。     

储层岩石的压缩问题

岩石的应力敏感与岩石的压缩性密切相关。为了搞清岩石的应力敏感程度,深入分析了岩石的压缩问题。岩石孔隙体积的压缩是因为骨架体积的压缩所致,因此孔隙压缩系数与孔隙度和骨架性质有关。因存在系统误差,体积法测量的孔隙压缩系数数值偏高,且存在逻辑反转现象。弹性模量法消除了系统误差,测量结果符合科学逻辑。岩石孔隙、骨架和外观体积的压缩系数定义的压力不同,不能互相替代。孔隙度为0时,孔隙压缩系数为0,骨架压缩系数和外观体积压缩系数皆不为0,且骨架压缩系数等于外观体积压缩系数。岩石的应力敏感指数可由岩石的孔隙压缩系数求出。由于致密岩石的孔隙压缩系数极低,因此,低渗透储层的应力敏感程度极弱,生产过程可将其忽略。     

岩石孔隙体积压缩系数表达式推导——兼答《低渗透储层很特殊吗》一文作者

从油层物理对孔隙度及岩石几种不同压缩系数的基本概念入手,采用2种方法推导出岩石孔隙体积压缩系数、岩石总体积压缩系数及岩石骨架体积压缩系数的关系式。此表达式的导出有助于储层孔隙度、渗透率变化规律的研究及油藏工程基础研究。     

岩石压缩系数对气藏动态储量计算的影响

气藏动态地质 储量的计算结果受生产数据、气藏测压数据以及岩石和流体物性等参数的影响。目前确定岩石压缩系数的方法主要有实验测量法和Hall图版经验公式法,由于Hall图版由实验值统计而来,因而这二种方法基本上是一致的。用Hall图版确定的岩石压缩系数明显偏高,且Hall图版错误地显示了岩石压缩系数与孔隙度的逻辑关系,因而都是一些错误的数值。用笔者提出的岩石压缩系数与孔隙度的关系曲线确定的岩石压缩系数-般都较低。本文算例表明,用Hall图版或实验确定的压缩系数计算的气藏地质储量明显偏小。     

岩石压缩系数对油藏动态储量计算结果的影响

油藏动态地质储量的计算结果受生产数据、油藏测压数据以及岩石和流体物性等参数的影响,本文主要研究了岩石压缩系数对储量计算结果的影响。目前确定岩石压缩系数的方法主要有实验测量法和Hall图版经验公式法,由于Hall图版由实验值统计而来,因而这两种方法基本上是一致的。用Hall图版确定的岩石压缩系数明显偏高,且Hall图版错误地显示了岩石压缩系数与孔隙度的逻辑关系,因而都是一些错误的数值。用笔者提出的岩石压缩系数与孔隙度的关系曲线确定的岩石压缩系数一般都较低,．本文算例表明,用不同方法确定的压缩系数对储量计算结果有较大的影响。由于岩石压缩系数的数值通常较小,建议今后的油藏工程研究中,忽略岩石的压缩系数,以免对动态储量的计算结果造成不必要的影响。     

储层孔隙度应力敏感性研究

在油气藏开发过程中,地层压力下降以后,研究储层孔隙度应力敏感性具有极其重要的意义。文中从孔隙体积应变的基本概念出发,推导出理论上的孔隙度应力敏感模型,提出了以孔隙应力敏感系数作为评价孔隙度应力敏感性的方法。孔隙应力敏感系数是建立在孔隙压缩系数变化的基础之上的,因此能比孔隙压缩系数更精确地描述孔隙度的应力敏感性。以此理论结果指导试验,将理论研究与实验规律相结合,在模拟地层条件下,对鄂尔多斯盆地下古生界马五段的18块岩心样品进行了孔隙度应力敏感性实验研究。实验研究表明,该方法能更精确地描述储层孔隙度应力敏感性。实验结果与理论推导结果完全一致,进一步证明了理论推导的正确。      

煤层气储层孔渗参数的应力响应特征

由于煤岩质软易碎且力学强度小,煤层气储层具有较强的应力敏感性。在开发排采过程中受孔隙流体压力减小、有效应力增大的影响,储层中的孔-裂隙发生闭合,孔隙度和渗透率降低,致密程度增强,煤岩体对应力的响应程度也随之发生改变。基于力学形变理论,通过推导建立耦合力学应变的孔渗模型,计算并分析轴向应力作用下的煤岩孔隙度和渗透率变化规律,并采用"平均孔隙压缩系数"函数代替传统火柴束模型中的孔隙压缩系数常量,形成改进火柴束模型,以此来分析孔隙压缩系数改变对孔渗参数的影响。结果表明:随轴向应力增加,煤岩的孔隙度、渗透率及孔隙压缩系数均减小;孔渗参数与轴向应力之间满足负指数型数量关系;孔隙压缩系数随轴向应力的动态变化引起孔隙度和渗透率随轴向应力降低的速率减慢。因此,煤层气储层孔渗参数与应力应变之间具有地质关联性,评判储层物性时应考虑孔渗参数的应力敏感程度。     

一种计算地层压力下降岩石压缩系数新方法

根据岩石的孔隙体积压缩系数Cp和孔隙压缩系数C定义,引入岩石体积应变εV,推导出地层压力下降岩石压缩系数理论关系,提出了一种计算地层压力下降岩石压缩系数新方法,并结合模拟有效压力增加岩石变形实验,通过将地面实验数据转换为地层条件孔隙度变化数据,并实例计算了地层压力下降岩石的孔隙压缩系数和孔隙体积压缩系数变化规律。应用结果表明,该方法与常规方法计算结果吻合性很好。     

基质型灰岩储层岩石压缩系数的确定

通过对F油藏孔隙体积压缩系数实验数据的分析,提出采用二元二次多项式形式表述孔隙体积压缩系数与孔隙度、净有效压力的关系,给出了常压基质型灰岩储层和异常高压基质型灰岩储层孔隙体积压缩系数的拟合方程,并引入概率法确定岩石压缩系数;基于上述研究分析了孔隙体积压缩系数变化规律.本文研究对同类油藏的开发研究具有一定的指导意义.     

稠油油藏疏松岩石孔隙度校正方法

辽河油抠稠油油藏岩石胶结程度低，因此实验室常规分析获取物物性参数不代表地层条件下岩石的物性特征。应用冷冻钻样，包封分析等技术对稠油油藏疏松岩石孔隙度校正方法进行研究。疏松岩石孔隙度校正量主要与岩石碎屑颗粒的粗细和分选性有关。     

岩石的压缩系数问题——再与王厉强博士商榷

岩石的应力关系方程是,外应力为骨架应力和流体压力的孔隙度加权平均值。应力关系方程适合于油藏的任何状态,而不是只适合于原始状态。由于岩石的骨架应力不好测量,因此,人们通常并不使用岩石的应力关系方程,而是直接使用有效应力形式的关系方程。常用的有效应力方程为Terzaghi方程和Biot方程。由岩石的应力关系方程导出的岩石压缩系数理论计算公式,呈现出了正确的逻辑关系,即孔隙度越大,压缩系数就越高;而且,当孔隙度为0时,岩石孔隙压缩系数的数值亦为0     

地层上覆压力下物性参数特征研究

由于净上覆压力在油田开发过程中变化幅度较大,因此对净上覆压力下物性参数特征的研究就显得尤为重要。利用CMS-300岩心自动分析仪模拟地层上覆压力的变化过程,研究油藏岩石渗透率、孔隙度和孔隙体积压缩系数随净上覆压力的变化关系,得出了各参数的变化规律,给出了它们之间的回归表达式,并从岩石孔隙结构特征和岩石骨架特征等方面进行了机理性分析。研究表明,在净上覆压力作用下,岩石渗透率和孔隙度变化程度不同,低渗透岩石的渗透率比其孔隙度的变化率更大,而低孔隙度岩石的孔隙体积压缩系数变化幅度较大;同时,幂律关系能较好地描述上述变化特征。     

微裂缝性特低渗透油藏储层特征研究

将不同渗透率的含微裂缝与相同渗透率、不含微裂缝低渗透砂岩岩心进行了对比,研究了微裂缝性特低渗透油藏的孔隙空间形态、喉道半径、微观均质系数和相对分选系数等特征,分析了这些特征对孔隙度渗透率性质、可动流体体积和压力敏感性等方面的影响。结果表明,微裂缝性特低渗透砂岩孔道与孔道之间主要靠微裂缝连接,连通性较低,主要由微裂缝提供渗流能力。气测渗透率和微裂缝宽度、微观均质系数、相对分选系数和可动流体体积百分数等都有明显的幂律关系。孔隙度与渗透率相关性差,气测渗透率与水测渗透率比值较大,各向异性和非均质性严重,压力敏感性较强。渗透率低不是低渗透油藏的本质特征,只是外在表现形式之一。应该根据微观孔隙结构特征、可动流体体积百分数和压力敏感特征等多个因素综合评价其储层特征。     

岩石孔隙体积压缩系数实验研究

岩石孔隙体积压缩系数一直是油藏工作者研究的热点问题。从岩石压缩过程与压缩系数的概念出发,通过压缩过程机理分析了实验过程中岩石压缩系数变化规律,研究了影响岩石孔隙体积压缩系数变化的因素。研究结果表明,岩石表观孔隙体积对岩石孔隙体积压缩系数影响较小,岩石的变形方式与应力状态对岩石体积压缩系数影响较大。研究成果对油藏工程研究有一定的现实意义。