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碳酸盐岩气藏应力敏感特征及微观机理

石油勘探与开发 2023年第1期50卷 152-159页

作者：成友友郭春秋陈鹏羽史海东谭成仟程木伟邢玉忠罗翔西安石油大学地球科学与工程学院西安710065 陕西省油气成藏地质学重点实验室西安710065 中国石油勘探开发研究院北京100083 中国石油(土库曼斯坦)阿姆河天然气公司阿什哈巴德744000土库曼斯坦

在模拟原始地层温度、应力条件下开展储集层应力敏感测试,评价碳酸盐岩岩心的应力敏感特征;在毛管压力曲线标定下,引入变分形维数建立了弛豫时间与孔径的转换公式,基于核磁共振定量分析了不同尺度孔喉条件下因应力敏感造成的孔隙体积损... 详细信息

在模拟原始地层温度、应力条件下开展储集层应力敏感测试,评价碳酸盐岩岩心的应力敏感特征;在毛管压力曲线标定下,引入变分形维数建立了弛豫时间与孔径的转换公式,基于核磁共振定量分析了不同尺度孔喉条件下因应力敏感造成的孔隙体积损失,厘清了碳酸盐岩气藏应力敏感的微观机理。研究发现,裂缝会显著改变碳酸盐岩储集层的应力敏感特征,随着初始渗透率的增加,孔隙型储集层的应力敏感系数先减小后增大,裂缝-孔隙型储集层则单调增大;应力敏感造成的孔隙体积损失主要来源于中孔尺度(0.02~0.50μm)孔隙,贡献率超过50%,单条高角度裂缝对应力敏感、不可逆伤害的贡献率分别为9.6%和15.7%;碳酸盐岩气藏应力敏感的微观机理主要为裂缝闭合、孔隙弹性收缩和骨架塑性变形。

关键词：碳酸盐岩气藏应力敏感核磁共振分形维数孔隙结构微观机理

基于压力衰减法的页岩气体扩散系数应力敏感性实验

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天然气工业 2022年第2期42卷 59-70页

作者：康毅力赖哲涵陈明君侯腾飞游利军白佳佳余中慧 “油气藏地质及开发工程”国家重点实验室·西南石油大学中国石油集团工程技术研究院有限公司

页岩气衰竭式开采过程中储层有效应力逐渐增大,且气体产出是跨越解吸、扩散和渗流的多尺度传质行为,其中扩散是沟通解吸和渗流的桥梁,但以往研究尚未对气体扩散能力的有效应力响应特征给予足够重视。为此,选用四川盆地南部地区(以下简... 详细信息

页岩气衰竭式开采过程中储层有效应力逐渐增大,且气体产出是跨越解吸、扩散和渗流的多尺度传质行为,其中扩散是沟通解吸和渗流的桥梁,但以往研究尚未对气体扩散能力的有效应力响应特征给予足够重视。为此,选用四川盆地南部地区(以下简称川南地区)志留系龙马溪组页岩样品,设计并开展了不同有效应力下的压力衰减实验,揭示有效应力变化对气体扩散能力的响应机制,提出页岩基块应力敏感指数(IS_(SGD)),以定量表征基于气体扩散能力的页岩基块应力敏感性。研究结果表明:①气体扩散量随有效应力增加而降低,且变化前期快、后期慢;②随有效应力增加,大于50 nm孔缝气体扩散时间缩短;③基块岩样IS_(SGD)为25.68%,应力敏感程度为中等偏弱,而裂缝岩样则表现出更强的应力敏感性。结论认为,随着有效应力增加,页岩基质孔隙中扩散系数降低,但微裂缝中原先以黏性流、滑脱流为主的流动通道被压缩,气体流动方式逐渐以扩散为主,气体扩散系数增大,但总体输运能力仍明显降低,因此推荐川南地区页岩储层有效应力维持在17~30 MPa,有助于基块向裂缝稳定供气。

关键词：页岩气志留系龙马溪组应力敏感扩散压力衰减多尺度孔隙结构

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深层碳酸盐岩缝洞介质应力敏感特性研究

地学前缘 2023年第6期30卷 351-364页

作者：孙科刘慧卿王敬刘人杰冯亚斌康志江张允中国石油大学(北京)石油工程教育部重点实验室北京102249 中国石油集团工程技术研究院有限公司北京102206 中国石化石油勘探开发研究院北京100083

深层缝洞型碳酸盐岩油藏具有埋藏环境复杂、作用机制复杂、储集空间复杂3大特征,这使得这类油藏难以有效动用和高效开发。为了揭示深层高温、高压和高应力条件下碳酸盐岩缝洞储层的应力敏感特征,本文基于改进的储层应力敏感性流动实验方... 详细信息

深层缝洞型碳酸盐岩油藏具有埋藏环境复杂、作用机制复杂、储集空间复杂3大特征,这使得这类油藏难以有效动用和高效开发。为了揭示深层高温、高压和高应力条件下碳酸盐岩缝洞储层的应力敏感特征,本文基于改进的储层应力敏感性流动实验方法,构建了具有不同裂缝发育程度、不同裂缝粗糙度、不同孔洞类型以及不同充填类型的碳酸盐岩缝洞介质模型,深入探究了不同缝洞发育特征对碳酸盐岩介质应力敏感性的影响规律。研究结果表明:(1)深层条件下碳酸盐岩缝洞介质普遍存在“应力敏感滞后效应”,孔隙压力恢复阶段的实测绝对渗透率均小于孔隙压力降低阶段的绝对渗透率;(2)具有相同发育特征的碳酸盐岩缝洞介质的最大渗透率损害率与不可逆渗透率损害率之间存在较好的相关性,即最大渗透率损害率越大,相应的不可逆渗透率损害率也越大;(3)不同充填型碳酸盐岩缝洞介质的应力敏感效应表现出明显的孔隙型介质特征,孔隙压力降低和恢复阶段的渗透率损害率普遍偏小;(4)裂缝是影响碳酸盐岩复合介质应力敏感程度的主控发育结构,裂缝型介质的应力敏感效应明显强于孔洞型介质;(5)随着裂缝数量和形态展布复杂性的增加,深层条件下碳酸盐岩缝洞介质的应力敏感性明显减弱,而溶蚀孔洞和溶洞的存在进一步减弱了复合介质的应力敏感效应。本研究阐明了深层条件下不同发育特征碳酸盐岩缝洞介质的应力敏感特性及其存在的显著差异,为深层碳酸盐岩缝洞型油藏开发技术政策的制定提供了理论依据。

关键词：深层碳酸盐岩缝洞介质发育特征应力敏感

基于应力敏感的致密油藏孔隙结构及油水两相渗流特征

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特种油气藏 2023年第4期30卷 131-138页

作者：王长权田中敬王晨晨陈亮王国庆长江大学油气钻采工程湖北省重点实验室湖北武汉430100 中国石油冀东油田分公司河北唐山063000 长江大学非常规油气湖北省协同创新中心湖北武汉430100 中国石油新疆油田分公司新疆克拉玛依834000

针对致密油藏应力敏感性强引起流体渗流能力变差和产能降低的问题,选取冀东油田某致密储层岩心进行全直径岩心驱替实验和原位CT扫描实验,研究应力敏感作用下的致密油藏孔隙结构及油水两相渗流特征。研究表明:随净应力的增加,应力敏感性... 详细信息

针对致密油藏应力敏感性强引起流体渗流能力变差和产能降低的问题,选取冀东油田某致密储层岩心进行全直径岩心驱替实验和原位CT扫描实验,研究应力敏感作用下的致密油藏孔隙结构及油水两相渗流特征。研究表明:随净应力的增加,应力敏感性增强,岩心的喉道和较大孔隙受到压缩而发生变形,部分超微细小孔隙甚至闭合,油相相对渗透率下降速度和水相相对渗透率上升速度均增大,两相渗透率曲线逐渐下移;束缚水饱和度和残余油饱和度均增大,共渗点右移,两相渗流区逐渐变小,水驱油效率降低,说明油井见水后,含水率大幅增加,油水同产期较短,水驱突破快,水驱油效率下降,主要依靠补充地层能量降低应力敏感对油水两相渗流规律及采收率的影响。研究成果对致密油藏开发技术方案的制订具有重要指导意义。

关键词：致密油藏应力敏感孔隙结构油水两相渗流相对渗透率驱油效率冀东油田

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非线性应力作用下裂缝砂岩应力敏感性特征

西南石油大学学报（自然科学版） 2023年第1期45卷 127-135页

作者：刘绪钢周涌沂张骏强肖文联任席瑶中国石化华北油气分公司河南郑州450006 油气藏地质及开发工程国家重点实验室·西南石油大学四川成都610500 四川省科源工程技术测试中心四川成都610031

为了实现和评价变围压应力敏感实验关系转换为变内压应力敏感实验的等效关系,进而获取储层岩石渗透率与地层压力的关系,采用室内实验的方法,针对含微裂缝和人造裂缝的致密砂岩开展了变围压应力敏感实验、变内压应力敏感实验和特殊应力... 详细信息

为了实现和评价变围压应力敏感实验关系转换为变内压应力敏感实验的等效关系,进而获取储层岩石渗透率与地层压力的关系,采用室内实验的方法,针对含微裂缝和人造裂缝的致密砂岩开展了变围压应力敏感实验、变内压应力敏感实验和特殊应力敏感实验;基于变围压实验数据,结合有效应力方程计算得到了实验岩样的渗透率随地层压力的变化关系,并与实验测定结果进行了对比分析。结果表明,计算得到的渗透率大于实验直接测定的渗透率,这种差异源于气体滑脱效应;基于Terzaghi有效应力方程计算的无因次渗透率小于对应变内压实验测定的无因次渗透率;基于非线性有效应力方程计算的无因次渗透率与对应变内压实验的无因次渗透率一致。有效应力和气体滑脱效应影响地层条件下渗透率的确定。

关键词：有效应力非线性应力敏感人造裂缝微裂缝

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应力敏感对东方1—1气田开发指标的影响

西南石油大学学报（自然科学版） 2016年第4期38卷 95-100页

作者：郭平赵梓寒汪周华雷昊杨洋 "油气藏地质及开发工程"国家重点实验室.西南石油大学四川成都610500 中国石油西南油气田公司勘探开发研究院四川成都610041 中海石油(中国)有限公司湛江分公司广东湛江524000 中海石油(中国)有限公司上海分公司上海徐汇200030

东方1—1气田中深层黄流组气藏为典型异常高压气藏,压力系数在1.9～2.3,气藏开发过程中必然存在明显应力敏感特征。结合室内岩芯实验及数值模拟手段开展系统研究,掌握气藏应力敏感程度及其对气藏生产动态的影响。研究表明,东方1—1气田... 详细信息

东方1—1气田中深层黄流组气藏为典型异常高压气藏,压力系数在1.9～2.3,气藏开发过程中必然存在明显应力敏感特征。结合室内岩芯实验及数值模拟手段开展系统研究,掌握气藏应力敏感程度及其对气藏生产动态的影响。研究表明,东方1—1气田中深层黄流组储层岩芯渗透率与有效应力符合幂函数关系;应力敏感对气井压力分布、压降漏斗存在一定程度的影响,井底附近压力差异最大;考虑应力敏感时,东方1—1气田稳产期由5.75a降低至5.00a、评价期末采出程度降低1.92%。研究成果对合理开发该气藏、确定合理生产制度以及产能评价、计算气藏动态储量等具有指导意义。

关键词：异常高压应力敏感数值模拟采出程度压降漏斗

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应力敏感性致密气藏压裂井动态反演新方法

天然气地球科学 2014年第12期25卷 2058-2064页

作者：徐梦雅冉启全李宁沈冠中中国石油勘探开发研究院北京100083 中国石油天然气勘探开发公司北京100034

针对致密砂岩气藏的储层特征及渗流机理,建立并求解了考虑储层应力敏感性和裂缝导流能力的致密砂岩气藏压裂井不稳定渗流数学模型,进一步开发出应力敏感性致密砂岩气藏压裂井产能递减典型曲线图版,利用图版拟合可以求取致密砂岩气藏应... 详细信息

针对致密砂岩气藏的储层特征及渗流机理,建立并求解了考虑储层应力敏感性和裂缝导流能力的致密砂岩气藏压裂井不稳定渗流数学模型,进一步开发出应力敏感性致密砂岩气藏压裂井产能递减典型曲线图版,利用图版拟合可以求取致密砂岩气藏应力敏感储层参数及压裂工艺参数,形成一套快速有效的致密砂岩气藏压裂井动态反演技术及动态产能确定方法。通过苏里格气藏压裂井实例分析,验证了该应力敏感性致密砂岩气藏压裂井动态反演技术方法的可靠性,有助于致密砂岩气藏的高效开发。

关键词：致密砂岩气藏应力敏感压裂井动态反演产能递减分析

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应力敏感致密砂岩气藏水平井缝网产能研究

石油化工高等学校学报 2018年第4期31卷 46-51页

作者：许昕玥肖传桃许琛许璗梅浩林长江大学地球科学学院湖北武汉430100 江汉油田凯达公司湖北潜江433124

应力敏感是影响致密砂岩气藏多级压裂水平井缝网产能的重要因素之一。针对致密砂岩气藏渗流特征,根据气井压裂后气体渗流规律的变化,基于稳定渗流理论,利用渗流阻力法建立了考虑应力敏感的致密砂岩气藏多级压裂水平井缝网产能公式,并利... 详细信息

应力敏感是影响致密砂岩气藏多级压裂水平井缝网产能的重要因素之一。针对致密砂岩气藏渗流特征,根据气井压裂后气体渗流规律的变化,基于稳定渗流理论,利用渗流阻力法建立了考虑应力敏感的致密砂岩气藏多级压裂水平井缝网产能公式,并利用该公式分析了裂缝参数及应力敏感对气井产量的影响。研究表明,随着裂缝导流能力或缝网渗透率的增大,产气量逐渐增加,但是增加幅度减缓;气井无阻流量随着裂缝半长的增大逐渐增加,同时随裂缝导流能力增大先快速提高后趋于平缓,因此,致密砂岩气藏中增加裂缝半长比增加裂缝导流能力更为重要;应力敏感系数越大,随着生产进行,渗透率降低幅度越大,气井产能降低越多。

关键词：致密砂岩气藏应力敏感压裂水平井缝网产能

大尺度离散裂缝的渗透率应力敏感研究——以顺北油田为例

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断块油气田 2024年第1期31卷 147-153页

作者：李冬梅李会会朱苏阳中国石化西北油田分公司完井测试管理中心新疆轮台841600 西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室四川成都610500

为解决大尺度离散裂缝渗透率应力敏感模型针对性不强的问题,文中基于裂缝介质内秉渗透率和离散裂缝充填长方体支撑物模型,建立了大尺度离散裂缝的内秉渗透率-应力解析模型,分析了裂缝渗透率与孔隙压力、裂缝渗流物理/力学参数的关系。... 详细信息

为解决大尺度离散裂缝渗透率应力敏感模型针对性不强的问题,文中基于裂缝介质内秉渗透率和离散裂缝充填长方体支撑物模型,建立了大尺度离散裂缝的内秉渗透率-应力解析模型,分析了裂缝渗透率与孔隙压力、裂缝渗流物理/力学参数的关系。研究表明:当裂缝面孔隙度大于0.8时,渗透率损失程度随着孔隙度的增加快速增加,导致大尺度离散裂缝和小尺度连续裂缝渗透率应力敏感的差异;同时,弹性模量平均每下降1000 MPa,渗透率应力敏感指数增加19.26%,而泊松比对应力敏感指数的影响并不显著。文中建立的内秉渗透率应力敏感模型在顺北油田生产动态数值模拟研究中取得了较好的应用效果。

关键词：大尺度裂缝内秉渗透率应力敏感力学参数解析模型