储层岩石的应力敏感性评价方法.pdf

基金项目:四川省应用基础研究资助项目(04JY029-114 )。收稿日期:20052 032 22 作者简介:李传亮(1962- ),男,四川南充人,教授,从事油藏工程教学与研究。文章编号:10002 3754 (2006 )012 00402 03 储层岩石的应力敏感性评价方法李传亮(西南石油学院油气藏地质及开发工程国家重点实验室,四川成都 610500 ) 摘要:油气藏岩石同时受外应力(外压)和内应力(内压,孔隙压力)的共同作用。油气藏岩石对外应力的敏感程度,用外应力敏感指数进行评价;对内应力的敏感程度用内应力敏感指数进行评价。油气藏的外应力敏感指数远大于内应力敏感指数。由于油气藏生产过程中外应力不发生变化,内应力随开采过程而不断变化,因此,油气藏岩石的应力敏感程度应采用内应力敏感指数。岩石的外应力敏感指数仅受敏感常数的影响,岩石的内应力指数受敏感常数和孔隙度的共同影响。因加载过程存在塑性变形,应力敏感性评价应采用卸载曲线。关键词:油气藏;岩石;渗透率;应力敏感中图分类号:TE135 文献标识码:A 近年来,人们对油气藏的应力敏感性问题进行了大量的实验研究[12 9],但应力敏感程度的评价方法一直没有得到很好的解决。一是没有一个确定的评价标准,二是没有把实验室的测量结果转换成油气藏条件,因此,所谓油气藏的应力敏感性都只是实验室里的结论,而非油气藏自身的性质。 1应力敏感现象所谓应力敏感现象,是指油气藏岩石的渗透率等物性参数随应力条件而变化的性质。通常情况下,油气藏的外应力(外压)为一常数,当从油气藏岩石的孔隙中采出流体时,孔隙压力(内应力,内压) 从原始地层压力 p i下降到 p,岩石因而被压缩,岩石的相关物性参数也跟着发生变化(图 1 )。一些强应力敏感性地层,还伴随有地表的明显沉降和储层的垮塌现象。储层岩石的应力敏感程度用内应力敏感指数来进行评价,以渗透率的应力敏感性为例,储层岩石的内应力敏感指数定义为地层压力下降一定数值时渗透率的损失百分数,即 SI p= K i-K K i (1 ) 式中 SI p———应力敏感指数; K i———原始地层压力(p i)下的储层渗透率, μm 2; K———某个地层压力(p)下的储层渗透率, μm 2。应力敏感指数是一个跨度指标,在分析油气藏的应力敏感性时,须指明地层压力的下降幅度。为了便于油气藏之间的对比和评价,储层岩石的应力敏感指数统一取作地层压力下降 10MPa时的数值。本文给出的评价标准是:当 SI p<01 1时,为弱敏感;当 SI p= 01 1~ 01 3时,为中等敏感;当 SI p>01 3时,为强敏感。 2室内评价式(1 )是油气藏内应力敏感指数的定义式,但却无法进行矿场评价,因为 K i和 K在矿场上都不容易测量。油气藏的应力敏感性评价通常是在实验室的岩心上进行的,一般情况下岩心的内压为常压,通过不断改变外压来测量岩石物性参数的变化。实验可以沿着增大外压的方式进行,也可以沿着减小外压的方式进行。当外压不断增大(加载)时,岩心被压缩, 岩石的相关物性参数也跟着减小;当外压不断减小(卸载)时,岩心膨胀,岩石的相关物性参数也跟着增大(图 2、图 3 )。渗透率随外应力的变化曲线,称作岩石的实测外应力敏感曲线。岩石的外应力敏感曲线基本上呈指数规律变化(图 3 ),可以用下面的方程进行描述·