5 壓力敏感性傷害特征

1、 低滲透儲層低滲透儲層 壓力敏感性傷害特征壓力敏感性傷害特征 要點：要點：1 儲層壓力敏感性傷害機理儲層壓力敏感性傷害機理2 壓力敏感性傷害實驗壓力敏感性傷害實驗3 壓力敏感性傷害程度壓力敏感性傷害程度4 壓力敏感性傷害的不可恢復(fù)量壓力敏感性傷害的不可恢復(fù)量5 壓力敏感性傷害對油田開發(fā)的影響壓力敏感性傷害對油田開發(fā)的影響6 壓力敏感性傷害的防治措施壓力敏感性傷害的防治措施 （一）儲層壓力敏感性傷害機理（一）儲層壓力敏感性傷害機理1.1 壓力敏感性傷害定義油藏在開發(fā)前地層壓力和地層上覆壓力處于平衡狀態(tài)。儲層具有一定的孔隙度和一定的滲透率。當(dāng)油田投入開發(fā)后，尤其是在投產(chǎn)后依靠天然能量開發(fā)階段和采取

2、消耗式開采的情況下，隨著地層流體的采出，地層壓力逐漸降低。這時儲層巖石骨架在上覆地層壓力的作用下承受了額外的力，稱之為有效壓力。有效壓力的大小為儲層上覆地層壓力與巖石中孔隙壓力之差。有效壓力 =上覆地層壓力地層壓力 在有效壓力的作用下，巖石骨架會受到壓縮而發(fā)生變形，巖石孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而影響巖石的孔隙度和滲透率，使其發(fā)生變化。這種因地層壓力降低而引起的儲層滲透能力的降低稱之為壓力敏感性傷害。1.2 孔喉結(jié)構(gòu)受力分析與變形：油田投產(chǎn)后，隨著地層流體的采出，地層孔隙壓力逐漸降低，這時巖石骨架受到有效上覆壓力P 的作用?？缀斫Y(jié)構(gòu)受力示意圖1.2 孔喉結(jié)構(gòu)受力分析與變形： 1.2.1 孔隙體變形

3、孔隙體為拱形結(jié)構(gòu)，在有效壓力p的作用下，孔隙壁表面層巖石受到壓縮應(yīng)力。在壓縮應(yīng)力的作用下，巖石顆粒之間的膠結(jié)物如泥質(zhì)，會產(chǎn)生一定的塑性變形，但顆粒之間結(jié)構(gòu)會變的更為穩(wěn)定，具有較強的抗擠壓能力，孔隙體變形量較小。在巖石孔隙結(jié)構(gòu)中孔隙度的大小主要取決于孔隙體的體積，在有效壓力的作用下，孔隙體體積變化不大。因此，孔隙度變化也不大。1.2 孔喉結(jié)構(gòu)受力分析與變形： 1.2.2 喉道變形 喉道的結(jié)構(gòu)與孔隙體的結(jié)構(gòu)相反，為一反拱形結(jié)構(gòu)。在有效壓力的作用下，喉道壁表面層巖石受到拉伸壓力。在拉伸壓力的作用下，表面層巖石顆粒間的膠結(jié)物極易變形，尤其是泥質(zhì)含量較高的巖石。這種變形，使巖石變的更加疏松，顆粒間的結(jié)構(gòu)

4、更不穩(wěn)定。在應(yīng)力增加的情況下產(chǎn)生較大的變形，使喉道直徑急劇減小，甚至完全閉合。巖石的滲透率主要受喉徑的制約。喉徑的減小和部分喉道的閉合使巖石滲透率有較大的降低，即造成所謂的壓力敏感性傷害。 （二）壓力敏感性傷害實驗（二）壓力敏感性傷害實驗2.1 壓力敏感性傷害曲線 1原始滲透率為0.464810-3m26.608310-3m2，屬特低滲儲層巖石。 2.2 壓力敏感性傷害實驗曲線 2原始滲透率為28.975310-3m2和17.651510-3m2，屬一般低滲儲層巖石。 2468101214161214161820222426283032 史131-37 史131-45K ( 10-3 m2)

5、P(MPa)(b) 2.3 壓力敏感性傷害實驗曲線 3 原始滲透率為131.697810-3m2屬中滲儲層巖石。 246810121416114116118120122124126128130132134 史131-32K ( 10-3 m2) P (MPa)(c) （三）壓力敏感性傷害程度（三）壓力敏感性傷害程度 3.1 壓力敏感性傷害程度曲線24681012141601020304050607080 史131-78 史131-68 史131-32 史131-45 史131-37 史131-82 史131-15 史128-23 史127-13 史127-14K/K i (%) P (MPa)

6、KKiP關(guān)系曲線 3.2 壓力敏感性傷害程度分析3.2.1 儲層巖石傷害程度和巖石原始滲透率有關(guān)。在有效壓力均為14.8 MPa的情況下，傷害程度曲線基本上可分為兩組：原始滲透率較低的巖石滲透率：0.464810-3m24.341510-3m2傷害程度：49.89462.646。原始滲透率較高的巖石，滲透率：2.822610-3m2131.697810-3m2，傷害程度：10.54625.2533。壓力敏感性傷害對低滲透油田更為嚴(yán)重。 3.2壓力敏感性傷害程度分析3.2.2 壓力敏感性傷害特征v 壓力敏感性傷害主要表現(xiàn)在壓力降低的初期階段。v 當(dāng)有效壓力繼續(xù)增加時，傷害程度繼續(xù)增大，但增大幅度

7、逐漸減小，并逐漸趨于穩(wěn)定。246810121416114116118120122124126128130132134 史 131-32K ( 10-3 m2) P (MPa)(c)（四）（四）壓力敏感性傷害的壓力敏感性傷害的 不可恢復(fù)量不可恢復(fù)量4.1 地層分類4.1.1 彈性地層：分選好，泥質(zhì)含量少，膠結(jié)牢固的地層。巖石受力時會發(fā)生變形，如果在屈服應(yīng)力之內(nèi)，當(dāng)應(yīng)力恢復(fù)原狀時，變形也能恢復(fù)原狀，為可逆變形。4.1 地層分類 4.1.2 塑性地層： 分選差，泥質(zhì)含量高，膠結(jié)疏松的地層。巖石受力時會發(fā)生不可逆變形。 4.1.3 彈塑性地層： 應(yīng)力恢復(fù)原始狀態(tài)后，巖石變形可部分恢復(fù)，但不會恢復(fù)到原始

8、狀態(tài)。 巖石滲透率也有一定的恢復(fù)，也不會恢復(fù)到原始滲透率，存在一定的不可恢復(fù)量。造成一定的永久性傷害。4.2 滲透率的不可恢復(fù)量v 實際儲層多屬彈塑性地層。v 在地層壓力降低的情況下，會發(fā)生壓力敏感性傷害。v 當(dāng)?shù)貙訅毫謴?fù)到原始狀態(tài)時，儲層滲透率有一定的恢復(fù)，但不會恢復(fù)到原始滲透率。v 存在一定的不可恢復(fù)量，即造成一定程度的永久性傷害。v 不可恢復(fù)量的大小和儲層巖石成分有關(guān)，尤其是膠結(jié)物的成分、含量和膠結(jié)程度有關(guān)。泥質(zhì)含量高、膠結(jié)疏松的儲層，不可恢復(fù)量要大一些。 4.3 不可恢復(fù)量和原始滲透率的關(guān)系不可恢復(fù)量的大小和原始滲透率沒有嚴(yán)格的關(guān)系。但從實驗結(jié)果看，滲透率低的儲層不可恢復(fù)量要大一些。滲透率在17.6515131.6978的巖心不可恢復(fù)量在0.2466%5.2486%。滲透率在0.96896.6083的巖心不可恢復(fù)量在2.3554%21.1310%。 （五）壓力敏感性傷害對壓力敏感性傷害對 油田開發(fā)的影響油田開發(fā)的影響 5.1 儲層中的壓力變化與滲透率分布5.1.2 生產(chǎn)井井底附近壓力敏感性傷害最嚴(yán)重儲層中生產(chǎn)井附近地層壓力最低，壓力敏感性傷害也最嚴(yán)重。井底附近地層滲透率值只為供液邊界處滲透率值的45%左右，即滲透率值在井壁附近下降了55%。 壓力敏感性傷害程度和距半徑的 關(guān)系曲線5.2 壓力敏感性傷害對油井產(chǎn)能的影響在地層壓力