致密砂巖儲層應力敏感程度評價方法研究

致密砂巖儲層應力敏感程度評價方法研究

隨著世界油氣需求的持續(xù)增加，傳統(tǒng)油氣量的降低，正常油氣量逐漸成為世界石油勘探的一個新亮點。致密油作為繼頁巖氣之后全球非常規(guī)油氣勘探開發(fā)的新熱點,已成為全球能源結構中的重要角色針對上述問題,筆者提出采用等價液測滲透率作為應力敏感評價的參數(shù),不僅避免了液測滲透率中存在的問題,而且消除了滑脫效應對實驗結果的影響,對比分析了兩種評價方法中不同滲透率致密砂巖巖心的應力敏感性損害程度,結合平面徑向流理論研究了致密砂巖油藏應力敏感對產能的影響。1氣體分子的滑脫現(xiàn)象氣體在滲透率較低的多孔介質中低速、單相滲流時,氣體分子在壁面處速度非零的現(xiàn)象稱為氣體分子的滑脫現(xiàn)象式(1)中,k致密砂巖儲層孔喉尺寸為納米、亞微米級,而標準狀態(tài)下氮氣的平均分子自由程為6.38×102電壓敏感實驗2.1儲層巖石有效應力儲層巖石應力敏感性是指巖石的孔隙度、滲透率等參數(shù)隨有效應力增加而降低的性質由文獻[18]可知,孔隙流體壓力改變時,儲層巖石承受的有效應力為式(2)中,σ為有效應力,MPa,p2.2實驗過程及圍壓實驗巖心取自鄂爾多斯盆地鎮(zhèn)涇油田長8致密儲層,參考石油行業(yè)標準SY/T5336—2006《巖心分析方法》對測試巖心進行洗油、烘干處理,巖心的基礎參數(shù)如表1所示(表1中所示氣體滲透率與等價液測滲透率均為圍壓為2MPa時的測試結果)。實驗所用流體為高純N與常規(guī)測試方法不同,本文采用不同應力下的等價液測滲透率作為應力敏感評價的依據(jù)。在每個圍壓進行三個孔隙壓力下的氣體滲透率測試,按線性關系回歸得到氣體滲透率與平均孔隙壓力倒數(shù)之間的關系曲線,回歸線段與縱坐標的交點即為該應力條件下巖心的等價液測滲透率。與常規(guī)測試方法中采用氣體滲透率評價儲層巖石應力敏感性相比,該方法消除了滑脫效應對實驗結果的影響。詳細實驗過程為:(1)將干燥巖心放入巖心夾持器,加載圍壓至2MPa;(2)通過氮氣瓶上減壓閥調節(jié)巖心夾持器上游壓力為0.6MPa,巖心夾持器下游與大氣聯(lián)通;(3)待流量穩(wěn)定后,記錄上游壓力、流量、時間及溫度,計算氣體滲透率;(4)將上游壓力升高至0.8MPa、1.0MPa,重復步驟(3),回歸得到圍壓為2MPa時巖心的等價液測滲透率;(5)逐漸增加圍壓,重復步驟(3)和(4),得到不同有效應力下巖心的等價液測滲透率。2.3應力對巖心滲透率的影響由上述實驗得到不同有效應力下巖心的氣體滲透率與等價液測滲透率,做歸一化滲透率(k圖2為采用等價液測滲透率評價應力敏感時,不同有效應力下巖心單次滲透率損害率直方圖與累積滲透率損害率曲線。相同有效應力下,巖心滲透率越低,滲透率損害率越大,應力敏感強度越強。有效應力增加到40MPa時,1#樣品(k擬合儲層巖石滲透率(k式(3)中,k為不同有效應力下巖心滲透率,mD;k數(shù)據(jù)擬合結果如表2所示,擬合相關系數(shù)平均值超98.65%,表明所建立的二次多項式經驗關系式能較準確地描述低滲透巖心滲透率變化與有效應力的關系。3高度敏感對電池的影響油氣藏一旦投入開發(fā),儲層壓力下降,儲層巖石承受的有效應力增加,必然出現(xiàn)應力敏感現(xiàn)象3.1點到井壁的距離由平面徑向滲流理論可知,地層中任意一點壓力表達式為式(4)中,r為任一點到井壁的距離,m;p由Terzaghi結合所建立的冪函數(shù)經驗公式,得到滲透率的近似分布公式為在r處任取一厚度為dr的微元體,結合達西公式得:式(7)中,Q為油井產量,cm將式(7)分離變量并積分得:平面徑向流時的產量為3.2儲層滲透率k以鄂爾多斯盆地鎮(zhèn)涇油田長8致密砂巖儲層為例,假設圓形等厚水平均質地層中心一口生產井,地層邊緣處有充足液源供給,供給邊緣半徑R將生產井的合理井底流壓控制為飽和壓力的2/3圖4描述了儲層滲透率k4應力敏感程度隨深度和滲流速度變化的儲土儲儲產能計算公式(1)提出了一種新的儲層應力敏感的評價方法,以等價測滲透率作為致密砂巖儲層應力敏感的評價參數(shù),消除了氣體滑脫效應對測試結果的影響,避免了常規(guī)評價方法導致應力敏感程度被低估的問題。(2)隨有效應力的增加,巖心滲透率呈先快速降低后緩慢降低的趨勢,滲透率與有效應力之間呈(3)在已知滲透率與有效應力之間關系的基礎上,結合平面徑向流理論,推導了考慮應力敏感的致密砂巖儲產能計算公式,分析了應力敏感對產能的影響。與“壓降漏斗”類似,井壁