低滲透儲層應力敏感性和石油開發相關性

孫麗麗

（大慶學府石油科技有限公司，黑龍江大慶163316）

摘要：采用變圍壓應力敏感實驗方法，具體實測了某低滲油藏儲集層巖樣不同有效壓力下的滲透率，根據實測的結果總結了儲層滲透率隨油藏壓力的變化規律以及影響因素，探討低滲透儲層應力敏感性和石油開發相關性。結果表明該低滲油藏儲集層應力敏感性數據，在考慮儲集層應力敏感性的條件下，油藏產量降低，并且隨著敏感性的增強，降低的幅度越來越小。

關鍵詞：低滲透儲層;應力敏感;石油開發;產量;相關性

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

本文主要是通過變圍壓力實驗，探討低滲透儲層應力敏感性和石油開發相關性，從而為石油開采提供可參考的依據。

1低滲透儲層應力敏感性實驗研究

在實際的石油開發中，有效壓力主要為上覆巖石的壓力減去孔隙內流體的壓力，公式表示為：

式子中有效壓力為Peff單位為MPa，上覆巖石壓力為乳，單位為MPa，p為地層壓力，單位為MPa。

隨著有效壓力的變化滲透率也發生改變，因此兩者之前的關系可以乘冪表示：

式子中有效壓力力Ap，單位為MPa;Ap為初始有效壓力，單位為MPa;K為巖石初始滲透率，單位為mD;當前滲透率為k，單位為mD.。應力敏感系數為s，單位為mD。

1.1實驗流程

實驗中煤油用作驅替，也就是動力液，通過平流泵進入到中間容器中，將推動活塞的運動，能夠讓容器在活塞的作用下移動到另一邊，壓縮容器中的工作液能夠直接進入到巖心的夾持器中，工作液在壓力差的作用下也能夠滲透到低滲透巖心中，等到流體穩定后測量出流體流出巖心所需要的時間。

1.2實驗方法

實驗過程中采用圍壓模擬巖石所承受的有效應力，為了更加精準的反應出地下巖石應力的變化情況，采用圍壓保持不變，改變流體的壓力通過對不同的滲透率的砂巖進行檢測。實驗中圍壓穩定在20MPa，溫度保持在20℃。實驗中流體的壓力通過回壓閥來進行控帶口。保持圍壓不便，同時降低進出口的壓力和回壓，測定每一次降壓后的滲透率。保持圍壓不變，增加進出口的壓力和回壓，測量滲透率。表1為本次實驗所測試的巖心基本參數。

2皮力敏感性的影響因素

不同有效應力下滲透率的變化情況。可以看出隨著有效應力的增加，滲透率逐漸呈現遞減的趨勢，但減小的程度逐漸趨于平穩。如(1)號巖石有效應力從4.8MPa增肌到7.2MPa，滲透率從0.16(10-3pLtri下降到0.09(10。¨m，也就是說有效應力下降20%，滲透率要下降60%左右。主要原因是隨著有效應力的增加，巖石中一些閉合的壓力導致孔隙閉合，進而降低了巖石的滲透能力，后期巖石的喉道逐漸減少，因此對滲透率的影響也會逐漸的降低。隨著流體壓力的恢復，滲透率很難再恢復到以前的水平，說明了巖石的孔隙結構具有很大的可塑性，一旦破壞了原有的流通渠道，將會很難恢復。

3低滲透儲層應力敏感性與石油開發的相關性研究

3.1應力敏感性對生產壓差的影響

假設一均質油藏的儲層參數為：原油的黏度為lc0=30.mPa.s，滲透率K為5×l0-3r11112，儲層的厚度為lOm，產液量為8m3/d。經過實驗研究結果顯示，應力敏感性對生產井的壓降產生影響，應力敏感系數越高，生產的壓差越高，兩者之間呈現良好的指數關系。

3.2不同韻律下應力敏感性研究

正韻律也就是油層從下到上巖石顥粒由粗變細，反韻律與之相反，加入注采比為0.8，假設不考慮應力敏感性影響下的產量，研究應力敏感性與不同的滲透率之間的關系。應力敏感性對正韻律和反韻律的影響基本上一致。對于滲透率較高的儲層，隨著壓力下降的初始階段，滲透率較高的儲層產量呈現快速的下降趨勢，在后期的平穩期內相對比較平緩。對于滲透率比較低的儲層下降的趨勢比較平緩，到了滲透率中等的儲層，所受到的影響處在高滲透率儲層和低滲透率儲層之間。應力敏感性對層內非均質性造成了一定的影響，大對整個儲層的產量造成了不良的影響，在石油的開發過程中要盡量減小應力敏感性。

3.3不同非均質條件下應力敏感性研究

在油藏工程中，儲層的非均質特征主要采用統計學方法、洛倫茲方法等進行描述、在描述非均質時，洛倫茲曲線法具有定量性和直觀性，并且適應性較好。通過在滲透率為20×l0-3pLt112的條件下，利用洛倫茲曲線法分析不同滲透率變異系數各個小層的滲透率。

假設注采比為0.8，隨著石油的開發，地層壓力逐漸降低，受到應力敏感性的影響，不同非均質儲層的產量也呈現下降的趨勢。

可以看出在石油開采的初始階段，儲層非均質性越強，受到應力敏感性的影響越大，產量下降的趨勢也逐漸酌快速，在后期階段在低滲透儲層，隨著動用程度的增加，產量也也有所增加。開發時間的延長，產量在各個非均質儲層下降程度越來越靠近。加入開采的時間為20天，那么產量下降幅度為40%。

3,4不同滲透率下應力敏感性研究

設儲層的滲透率變異系數為0.6，通過對比研究不同滲透率下的儲層的應力敏感性。可以看出，在相同滲透率變異系數的條件下，隨著滲透率的逐漸增加，應力敏感性逐漸增加，而產量下降的趨勢也逐漸的增加。

4結論

通過變圍壓實驗，通過對巖石不同滲透率下有效應力的分析發現，巖石滲透率與有效應力之間呈反比，在初期下降比較迅速，在后期比較平穩，且有效應力對滲透率的傷害是永久性的。通過對應力敏感性與生產壓差、不同非均質的影響研究，發現產量相同的條件下，應力敏感性與生產壓差之間呈指數關系。在石油開采的初始階段，儲層的非均質性越強，受到應力敏感性影響越大。相同的變異系數下，低滲透儲層應力敏感性對產量產生較大的影響。

參考文獻：

[1]代平.低滲透應力敏感油藏實驗及數值模擬研究[D].西南石油大學，2006.

[2]孫健.低滲透油藏數值模擬方法研究[D].西安石油大學，2016.