储层岩石的应力敏感.ppt

1、储层岩石的应力敏感,油藏工程专题系列之,李传亮,西南石油大学,引言,产量递减第一影响因素:p,产量递减第二影响因素:k,油井产量,水敏,微粒堵塞,结垢,应力敏感,主要内容,概念,测试,室内评价,油藏评价,表皮效应,低渗透油藏,裂缝性油藏,物性参数随应力条件而变化的性质,ki,k,内应力敏感指数,概念,ko,k,外应力敏感指数,koki,概念,渗透率不是外压的函数,概念,渗透率不是内压的函数,渗透率是骨架应力的函数,渗透率是有效应力的函数,概念,概念,测试,室内评价,油藏评价,表皮效应,低渗透油藏,裂缝性油藏,主要内容,ko,k,ki,k,koki,外应力敏感曲线,测试,室内评价: ko k,矿

2、场评价: ki k,概念,测试,室内评价,油藏评价,表皮效应,低渗透油藏,裂缝性油藏,主要内容,统一取10MPa,b: 应力敏感常数,室内评价,岩石对外应力强敏感,SI0.3, 强 SI0.1, 弱 0.10.3, 中,室内评价,概念,测试,室内评价,油藏评价,表皮效应,低渗透油藏,裂缝性油藏,主要内容,用有效应力转化到油藏条件,测试: 增大外压,油藏: 降低内压,油藏评价,Terzaghi有效应力,油藏评价,岩石对内应力强敏感,油藏评价,油藏评价,油藏评价,本体有效应力,油藏评价,岩石对内应力弱敏感,油藏评价,强应力敏感,Terzaghi有效应力,弱应力敏感,本体有效应力,油藏评价,油藏评价

3、,内、外应力对油藏的作用是不同的,s,p,A,外压增大10MPa 内压降低10MPa,油藏评价,概念,测试,室内评价,油藏评价,表皮效应,低渗透油藏,裂缝性油藏,主要内容,疏松岩石因存在结构变形而呈强敏感,胶结岩石不存在结构变形而呈弱敏感,表皮效应,低渗,中渗,致密介质比疏松介质对应力更敏感,低渗油藏因强应力敏感不宜衰竭开采,表皮效应,低渗,中渗,低渗透油藏对外应力强敏感,一般油藏对内应力弱敏感,SI=6.3%,SI=30.4%,SIp=0.7%,SIp=2.0%,表皮效应,低渗,中渗,低渗比高渗更敏感,SI=6.3%,SI=30.4%,表皮效应,加载,卸载,岩石存在塑性变形?,表皮效应,e,

4、加载: 弹性变形+塑性变形,表皮效应,f,o,卸载: 弹性变形,再加载: 弹性变形,加载,卸载,表皮效应,SI=76.3%,SI=23.81%,塑性变形,弹性变形,岩石敏感程度比卸载还低,表皮效应,加载,卸载,表皮效应,应力敏感与岩石压缩性有关,表皮效应,无需实测,可以忽略,cp=110-4MPa,SIp=0.1%,表皮效应,低渗好开采,低渗,中渗,低渗难开采,相互矛盾,产能对内应力不敏感 对外应力较敏感,外应力,内应力,表皮效应,孔隙度应力敏感,Terzaghi SIp=29.73%,强敏感,100m储层, 地表下沉10m,本体有效应力: SIp=0.22%,弱敏感,表皮效应,孔隙度应力敏感

5、,本体变形过程中的孔隙度不变性原则,ki,k,敏感性地层出现垮塌和地表沉降,表皮效应,本体变形,结构变形,孔隙减小1%，压力升高10MPa,两种应力敏感,表皮效应,北海Ekofisk油藏海床沉降11m,国内油藏,油压,产量,表皮效应,应力敏感有利于驱油,表皮效应,地下溶洞垮塌,表皮效应,天坑地陷,表皮效应,概念,测试,室内评价,油藏评价,表皮效应,低渗透油藏,裂缝性油藏,主要内容,低渗透油藏,普遍认为: 应力敏感强、产量递减快,孔隙度: 15%,渗透率: 50mD,173.81m3/d,140.87m3/d,1年后,递减: 18.9%,中渗透,孔隙度: 5%,渗透率: 1mD,3.87m3/d

6、,3.07m3/d,1年后,递减: 20.7%,自然产能投产,低渗透,低渗透油藏,33.25m3/d,10.78m3/d,1年后,递减: 67.6%,压裂投产,低渗透,小: 10+1mD,低渗透油藏,56.72m3/d,12.48m3/d,1年后,递减: 78.0%,压裂投产,低渗透,大: 20+1mD,超前开采, 后期亏空,低渗透油藏,主要地质特点,孔隙欠发育,渗透能力低,自然产能低,粘土矿物高,微裂缝发育?,易水敏,改善作用有限,低渗透油藏,低渗弱压缩、弱敏感,敏感性地层出现垮塌 和地表沉降,低渗强应力敏感属实验结论,实验结论由系统误差所致,实验结论不代表实践结论,低渗透油藏,低渗透油藏,

7、应力敏感地层1mD,花岗岩、金刚石,土壤、海绵,应力弱敏感地层1mD,研究误区,含水饱和度,颗粒堵塞,生产压差,温度敏感,流体类型,下降1mD, 100mD损失1%, 10mD损失10%,1mD损失100%, 0.1mD损失1000%,低渗透储层不存在强应力敏感,大胆进行衰竭式开采,大量节省研究费用和开发费用,低渗透油藏,概念,测试,室内评价,油藏评价,表皮效应,低渗透油藏,裂缝性油藏,主要内容,裂缝性油藏,裂缝形态,100m 大裂缝,10100m 中裂缝,110m 小裂缝,1m 微裂缝,充填缝,未充填缝,裂缝,充填缝,物理充填缝,化学充填缝,碎屑物充填,应力敏感弱,应力敏感更弱,裂缝性油藏,未充填缝,啮合缝,错位缝,凸-凹相接,凸-凸相接,裂缝性油藏,裂缝性油藏,地面裂缝张开,裂缝性油藏,地下裂缝闭合,裂缝性油藏,地下没有张开的缝,啮合缝,错位缝,钻遇的张开缝: 凹-凹相对部分,裂缝性油藏,f=1%,裂缝能显著改善地层