低渗透储层应力敏感性和石油开发相关性

低渗透储层应力敏感性和石油开发相关性

孙丽丽

（大庆学府石油科技有限公司，黑龙江大庆163316）

摘要：采用变围压应力敏感实验方法，具体实测了某低渗油藏储集层岩样不同有效压力下的渗透率，根据实测的结果总结了储层渗透率随油藏压力的变化规律以及影响因素，探讨低渗透储层应力敏感性和石油开发相关性。结果表明该低渗油藏储集层应力敏感性数据，在考虑储集层应力敏感性的条件下，油藏产量降低，并且随着敏感性的增强，降低的幅度越来越小。

关键词：低渗透储层;应力敏感;石油开发;产量;相关性

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.10.074

本文主要是通过变围压力实验，探讨低渗透储层应力敏感性和石油开发相关性，从而为石油开采提供可参考的依据。

1低渗透储层应力敏感性实验研究

在实际的石油开发中，有效压力主要为上覆岩石的压力减去孔隙内流体的压力，公式表示为：

式子中有效压力为Peff单位为MPa，上覆岩石压力为乳，单位为MPa，p为地层压力，单位为MPa。

随着有效压力的变化渗透率也发生改变，因此两者之前的关系可以乘幂表示：

式子中有效压力力Ap，单位为MPa;Ap为初始有效压力，单位为MPa;K为岩石初始渗透率，单位为mD;当前渗透率为k，单位为mD.。应力敏感系数为s，单位为mD。

1.1实验流程

实验中煤油用作驱替，也就是动力液，通过平流泵进入到中间容器中，将推动活塞的运动，能够让容器在活塞的作用下移动到另一边，压缩容器中的工作液能够直接进入到岩心的夹持器中，工作液在压力差的作用下也能够渗透到低渗透岩心中，等到流体稳定后测量出流体流出岩心所需要的时间。

1.2实验方法

实验过程中采用围压模拟岩石所承受的有效应力，为了更加精准的反应出地下岩石应力的变化情况，采用围压保持不变，改变流体的压力通过对不同的渗透率的砂岩进行检测。实验中围压稳定在20MPa，温度保持在20℃。实验中流体的压力通过回压阀来进行控带口。保持围压不便，同时降低进出口的压力和回压，测定每一次降压后的渗透率。保持围压不变，增加进出口的压力和回压，测量渗透率。表1为本次实验所测试的岩心基本参数。

2皮力敏感性的影响因素

不同有效应力下渗透率的变化情况。可以看出随着有效应力的增加，渗透率逐渐呈现递减的趋势，但减小的程度逐渐趋于平稳。如(1)号岩石有效应力从4.8MPa增肌到7.2MPa，渗透率从0.16(10-3pLtri下降到0.09(10。¨m，也就是说有效应力下降20%，渗透率要下降60%左右。主要原因是随着有效应力的增加，岩石中一些闭合的压力导致孔隙闭合，进而降低了岩石的渗透能力，后期岩石的喉道逐渐减少，因此对渗透率的影响也会逐渐的降低。随着流体压力的恢复，渗透率很难再恢复到以前的水平，说明了岩石的孔隙结构具有很大的可塑性，一旦破坏了原有的流通渠道，将会很难恢复。

3低渗透储层应力敏感性与石油开发的相关性研究

3.1应力敏感性对生产压差的影响

假设一均质油藏的储层参数为：原油的黏度为lc0=30.mPa.s，渗透率K为5×l0-3r11112，储层的厚度为lOm，产液量为8m3/d。经过实验研究结果显示，应力敏感性对生产井的压降产生影响，应力敏感系数越高，生产的压差越高，两者之间呈现良好的指数关系。

3.2不同韵律下应力敏感性研究

正韵律也就是油层从下到上岩石颢粒由粗变细，反韵律与之相反，加入注采比为0.8，假设不考虑应力敏感性影响下的产量，研究应力敏感性与不同的渗透率之间的关系。应力敏感性对正韵律和反韵律的影响基本上一致。对于渗透率较高的储层，随着压力下降的初始阶段，渗透率较高的储层产量呈现快速的下降趋势，在后期的平稳期内相对比较平缓。对于渗透率比较低的储层下降的趋势比较平缓，到了渗透率中等的储层，所受到的影响处在高渗透率储层和低渗透率储层之间。应力敏感性对层内非均质性造成了一定的影响，大对整个储层的产量造成了不良的影响，在石油的开发过程中要尽量减小应力敏感性。

3.3不同非均质条件下应力敏感性研究

在油藏工程中，储层的非均质特征主要采用统计学方法、洛伦兹方法等进行描述、在描述非均质时，洛伦兹曲线法具有定量性和直观性，并且适应性较好。通过在渗透率为20×l0-3pLt112的条件下，利用洛伦兹曲线法分析不同渗透率变异系数各个小层的渗透率。

假设注采比为0.8，随着石油的开发，地层压力逐渐降低，受到应力敏感性的影响，不同非均质储层的产量也呈现下降的趋势。

可以看出在石油开采的初始阶段，储层非均质性越强，受到应力敏感性的影响越大，产量下降的趋势也逐渐酌快速，在后期阶段在低渗透储层，随着动用程度的增加，产量也也有所增加。开发时间的延长，产量在各个非均质储层下降程度越来越靠近。加入开采的时间为20天，那么产量下降幅度为40%。

3,4不同渗透率下应力敏感性研究

设储层的渗透率变异系数为0.6，通过对比研究不同渗透率下的储层的应力敏感性。可以看出，在相同渗透率变异系数的条件下，随着渗透率的逐渐增加，应力敏感性逐渐增加，而产量下降的趋势也逐渐的增加。

4结论

通过变围压实验，通过对岩石不同渗透率下有效应力的分析发现，岩石渗透率与有效应力之间呈反比，在初期下降比较迅速，在后期比较平稳，且有效应力对渗透率的伤害是永久性的。通过对应力敏感性与生产压差、不同非均质的影响研究，发现产量相同的条件下，应力敏感性与生产压差之间呈指数关系。在石油开采的初始阶段，储层的非均质性越强，受到应力敏感性影响越大。相同的变异系数下，低渗透储层应力敏感性对产量产生较大的影响。

参考文献：

[1]代平.低渗透应力敏感油藏实验及数值模拟研究[D].西南石油大学，2006.

[2]孙健.低渗透油藏数值模拟方法研究[D].西安石油大学，2016.