【摘 要】
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我国致密砂岩储层油气藏的开发有巨大的潜力,而在开发过程中,储层岩石压力情况发生改变从而影响岩石的有效应力和渗透率的现象就是应力敏感性。有效应力理论的选取和应力敏感性的影响规律及评价是渗流研究中面临的主要问题,通常采用Terzaghi有效应力理论和室内实验进行研究,但其适用范围有限,且常规方法缺少对储层岩石孔隙结构真实还原下的渗流模拟。因此,本文从压汞法、铸体薄片和微CT扫描对岩石的微观孔隙特征研究
【基金项目】
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导师李静教授主持的“十三五”国家科技重大专项任务(2016ZX05002-002-008);
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我国致密砂岩储层油气藏的开发有巨大的潜力,而在开发过程中,储层岩石压力情况发生改变从而影响岩石的有效应力和渗透率的现象就是应力敏感性。有效应力理论的选取和应力敏感性的影响规律及评价是渗流研究中面临的主要问题,通常采用Terzaghi有效应力理论和室内实验进行研究,但其适用范围有限,且常规方法缺少对储层岩石孔隙结构真实还原下的渗流模拟。因此,本文从压汞法、铸体薄片和微CT扫描对岩石的微观孔隙特征研究入手,将应力敏感性实验和渗透率有效应力理论相结合,根据实验结果和微CT扫描图像对致密砂岩岩样进行了三维岩心重构以及数值模拟,对致密砂岩储层岩石的微观孔隙结构和应力敏感特性进行了研究分析,并综合多种方法对岩石的应力敏感性强度和对产能的影响进行了对比评价。主要完成的工作及结论如下:(1)通过压汞实验、铸体薄片观察和微CT扫描对岩心进行了微观孔隙特征研究,为更深入地分析岩石的应力敏感性打下基础。对岩心微CT扫描图片进行了图像锐化、最佳阈值选取、图像二值化分割、图像滤波等处理,重构岩心三维模型。(2)开展应力敏感性实验,根据实验数据结合有效应力理论分析渗透率有效应力函数和渗透率随有效应力变化规律,利用响应面法计算有效应力系数,研究有效应力系数和渗透率根据不同压力情况变化规律。结果表明:响应面法得到的有效应力系数更符合实际情况,Terzaghi有效应力理论不适用于致密砂岩储层。经过多种关系模型分析,得出渗透率与有效应力关系拟合效果最好的是乘幂关系,与岩石的微裂缝特征相符合。(3)在岩心三维重构的基础上对岩心的应力敏感性进行数值模拟,根据模拟结果计算不同压力下的渗透率变化趋势。结果表明:较多裂缝中流体流速极小甚至为零,微裂缝之间连通性不好,各个截面渗透率有一定差异,说明岩心内部有较强非均质性,平均模拟渗透率随孔隙流体压力变化的趋势与应力敏感性实验所得趋势相同,但数值稍大,是建模过程中孔隙裂缝识别误差导致的。(4)按照行业标准法、应力敏感系数法和应力敏感指数法评价准中地区致密砂岩储层岩石的应力敏感性强度略有不同,综合对比可知准中地区致密砂岩的应力敏感性为中等强度。推导了考虑应力敏感性的产能公式,证明对于准中地区致密砂岩储层,应力敏感性对产能确有一定影响。
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