儲層巖石的應(yīng)力敏感.ppt

1、儲層巖石的應(yīng)力敏感,油藏工程專題系列之,李傳亮,西南石油大學(xué),引言,產(chǎn)量遞減第一影響因素:p,產(chǎn)量遞減第二影響因素:k,油井產(chǎn)量,水敏,微粒堵塞,結(jié)垢,應(yīng)力敏感,主要內(nèi)容,概念,測試,室內(nèi)評價,油藏評價,表皮效應(yīng),低滲透油藏,裂縫性油藏,物性參數(shù)隨應(yīng)力條件而變化的性質(zhì),ki,k,內(nèi)應(yīng)力敏感指數(shù),概念,ko,k,外應(yīng)力敏感指數(shù),koki,概念,滲透率不是外壓的函數(shù),概念,滲透率不是內(nèi)壓的函數(shù),滲透率是骨架應(yīng)力的函數(shù),滲透率是有效應(yīng)力的函數(shù),概念,概念,測試,室內(nèi)評價,油藏評價,表皮效應(yīng),低滲透油藏,裂縫性油藏,主要內(nèi)容,ko,k,ki,k,koki,外應(yīng)力敏感曲線,測試,室內(nèi)評價: ko k,礦

2、場評價: ki k,概念,測試,室內(nèi)評價,油藏評價,表皮效應(yīng),低滲透油藏,裂縫性油藏,主要內(nèi)容,統(tǒng)一取10MPa,b: 應(yīng)力敏感常數(shù),室內(nèi)評價,巖石對外應(yīng)力強敏感,SI0.3, 強 SI0.1, 弱 0.10.3, 中,室內(nèi)評價,概念,測試,室內(nèi)評價,油藏評價,表皮效應(yīng),低滲透油藏,裂縫性油藏,主要內(nèi)容,用有效應(yīng)力轉(zhuǎn)化到油藏條件,測試: 增大外壓,油藏: 降低內(nèi)壓,油藏評價,Terzaghi有效應(yīng)力,油藏評價,巖石對內(nèi)應(yīng)力強敏感,油藏評價,油藏評價,油藏評價,本體有效應(yīng)力,油藏評價,巖石對內(nèi)應(yīng)力弱敏感,油藏評價,強應(yīng)力敏感,Terzaghi有效應(yīng)力,弱應(yīng)力敏感,本體有效應(yīng)力,油藏評價,油藏評價

3、,內(nèi)、外應(yīng)力對油藏的作用是不同的,s,p,A,外壓增大10MPa 內(nèi)壓降低10MPa,油藏評價,概念,測試,室內(nèi)評價,油藏評價,表皮效應(yīng),低滲透油藏,裂縫性油藏,主要內(nèi)容,疏松巖石因存在結(jié)構(gòu)變形而呈強敏感,膠結(jié)巖石不存在結(jié)構(gòu)變形而呈弱敏感,表皮效應(yīng),低滲,中滲,致密介質(zhì)比疏松介質(zhì)對應(yīng)力更敏感,低滲油藏因強應(yīng)力敏感不宜衰竭開采,表皮效應(yīng),低滲,中滲,低滲透油藏對外應(yīng)力強敏感,一般油藏對內(nèi)應(yīng)力弱敏感,SI=6.3%,SI=30.4%,SIp=0.7%,SIp=2.0%,表皮效應(yīng),低滲,中滲,低滲比高滲更敏感,SI=6.3%,SI=30.4%,表皮效應(yīng),加載,卸載,巖石存在塑性變形?,表皮效應(yīng),e,

4、加載: 彈性變形+塑性變形,表皮效應(yīng),f,o,卸載: 彈性變形,再加載: 彈性變形,加載,卸載,表皮效應(yīng),SI=76.3%,SI=23.81%,塑性變形,彈性變形,巖石敏感程度比卸載還低,表皮效應(yīng),加載,卸載,表皮效應(yīng),應(yīng)力敏感與巖石壓縮性有關(guān),表皮效應(yīng),無需實測,可以忽略,cp=110-4MPa,SIp=0.1%,表皮效應(yīng),低滲好開采,低滲,中滲,低滲難開采,相互矛盾,產(chǎn)能對內(nèi)應(yīng)力不敏感 對外應(yīng)力較敏感,外應(yīng)力,內(nèi)應(yīng)力,表皮效應(yīng),孔隙度應(yīng)力敏感,Terzaghi SIp=29.73%,強敏感,100m儲層, 地表下沉10m,本體有效應(yīng)力: SIp=0.22%,弱敏感,表皮效應(yīng),孔隙度應(yīng)力敏感

5、,本體變形過程中的孔隙度不變性原則,ki,k,敏感性地層出現(xiàn)垮塌和地表沉降,表皮效應(yīng),本體變形,結(jié)構(gòu)變形,孔隙減小1%，壓力升高10MPa,兩種應(yīng)力敏感,表皮效應(yīng),北海Ekofisk油藏海床沉降11m,國內(nèi)油藏,油壓,產(chǎn)量,表皮效應(yīng),應(yīng)力敏感有利于驅(qū)油,表皮效應(yīng),地下溶洞垮塌,表皮效應(yīng),天坑地陷,表皮效應(yīng),概念,測試,室內(nèi)評價,油藏評價,表皮效應(yīng),低滲透油藏,裂縫性油藏,主要內(nèi)容,低滲透油藏,普遍認(rèn)為: 應(yīng)力敏感強、產(chǎn)量遞減快,孔隙度: 15%,滲透率: 50mD,173.81m3/d,140.87m3/d,1年后,遞減: 18.9%,中滲透,孔隙度: 5%,滲透率: 1mD,3.87m3/d

6、,3.07m3/d,1年后,遞減: 20.7%,自然產(chǎn)能投產(chǎn),低滲透,低滲透油藏,33.25m3/d,10.78m3/d,1年后,遞減: 67.6%,壓裂投產(chǎn),低滲透,小: 10+1mD,低滲透油藏,56.72m3/d,12.48m3/d,1年后,遞減: 78.0%,壓裂投產(chǎn),低滲透,大: 20+1mD,超前開采, 后期虧空,低滲透油藏,主要地質(zhì)特點,孔隙欠發(fā)育,滲透能力低,自然產(chǎn)能低,粘土礦物高,微裂縫發(fā)育?,易水敏,改善作用有限,低滲透油藏,低滲弱壓縮、弱敏感,敏感性地層出現(xiàn)垮塌 和地表沉降,低滲強應(yīng)力敏感屬實驗結(jié)論,實驗結(jié)論由系統(tǒng)誤差所致,實驗結(jié)論不代表實踐結(jié)論,低滲透油藏,低滲透油藏,

7、應(yīng)力敏感地層1mD,花崗巖、金剛石,土壤、海綿,應(yīng)力弱敏感地層1mD,研究誤區(qū),含水飽和度,顆粒堵塞,生產(chǎn)壓差,溫度敏感,流體類型,下降1mD, 100mD損失1%, 10mD損失10%,1mD損失100%, 0.1mD損失1000%,低滲透儲層不存在強應(yīng)力敏感,大膽進行衰竭式開采,大量節(jié)省研究費用和開發(fā)費用,低滲透油藏,概念,測試,室內(nèi)評價,油藏評價,表皮效應(yīng),低滲透油藏,裂縫性油藏,主要內(nèi)容,裂縫性油藏,裂縫形態(tài),100m 大裂縫,10100m 中裂縫,110m 小裂縫,1m 微裂縫,充填縫,未充填縫,裂縫,充填縫,物理充填縫,化學(xué)充填縫,碎屑物充填,應(yīng)力敏感弱,應(yīng)力敏感更弱,裂縫性油藏,未充填縫,嚙合縫,錯位縫,凸-凹相接,凸-凸相接,裂縫性油藏,裂縫性油藏,地面裂縫張開,裂縫性油藏,地下裂縫閉合,裂縫性油藏,地下沒有張開的縫,嚙合縫,錯位縫,鉆遇的張開縫: 凹-凹相對部分,裂縫性油藏,f=1%,裂縫能顯著改善地層