5 壓力敏感性傷害特征

1、 低滲透儲(chǔ)層低滲透儲(chǔ)層 壓力敏感性傷害特征壓力敏感性傷害特征 要點(diǎn)：要點(diǎn)：1 儲(chǔ)層壓力敏感性傷害機(jī)理儲(chǔ)層壓力敏感性傷害機(jī)理2 壓力敏感性傷害實(shí)驗(yàn)壓力敏感性傷害實(shí)驗(yàn)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(duì)油田開發(fā)的影響壓力敏感性傷害對(duì)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(chǔ)層壓力敏感性傷害機(jī)理（一）儲(chǔ)層壓力敏感性傷害機(jī)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(chǔ)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(shí)儲(chǔ)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(chǔ)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(huì)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(chǔ)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(shí)巖石骨架受到有效上覆壓力P 的作用。孔喉結(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(huì)產(chǎn)生一定的塑性變形，但顆粒之間結(jié)構(gòu)會(huì)變的更為穩(wěn)定，具有較強(qiáng)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(shí)驗(yàn)（二）壓力敏感性傷害實(shí)驗(yàn)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(chǔ)層巖石。 2.2 壓力敏感性傷害實(shí)驗(yàn)曲線 2原始滲透率為28.975310-3m2和17.651510-3m2，屬一般低滲儲(chǔ)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(shí)驗(yàn)曲線 3 原始滲透率為131.697810-3m2屬中滲儲(chǔ)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(chǔ)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(duì)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(shí)，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(shí)會(huì)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(shí)，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(shí)會(huì)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(huì)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(huì)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(shí)際儲(chǔ)層多屬?gòu)椝苄缘貙印 在地層壓力降低的情況下，會(huì)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(shí)，儲(chǔ)層滲透率有一定的恢復(fù)，但不會(huì)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(chǔ)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(chǔ)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(shí)驗(yàn)結(jié)果看，滲透率低的儲(chǔ)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(duì)壓力敏感性傷害對(duì) 油田開發(fā)的影響油田開發(fā)的影響 5.1 儲(chǔ)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(chǔ)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(duì)油井產(chǎn)能的影響在地層壓力