用微观方法研究油田长8油层特低渗透砂岩油藏的岩石应力敏感性

2014-02-26李光耀胡洪彬王健长庆油田第三采油厂吴起作业区717699

化工管理 2014年15期

李光耀胡洪彬王健(长庆油田第三采油厂吴起作业区717699)

油气储层上部的岩层荷载由岩石骨架和孔隙内的流体共同承受，在油气开采过程中，地下的流体被开采出去，储层的空隙压力也就随之降低，岩石骨架承受的岩层荷载也就更大，长期下去就会导致储层发生弹塑性形变，储层物性变化上表现为渗透率持续降低，这一现象被称为岩石应力敏感性。这方面的研究也很多，有学者认为岩石应力敏感性只与岩石的硬度有关，也有学者将影响因素分成内外因素，认为岩石应力敏感性是多种因素综合影响的结果。本文以鄂尔多斯盆地的某油田长6储层为例，以微观实验方法分析其岩石应力敏感性。

一、长8油层特征概述

第一，物性特征。对该油田岩心物性进行检测发现，孔隙度在7.2%-17.3%之间，渗透率在3.384×10-3um2-0.105×10-3um2之间，平均渗透率为0.605×10-3um2，与相邻区块进行比较厚得出该长8油层属于特低渗透、低孔储层。

第二，岩石学特征。该长8油层的岩石以中-细粒长石岩屑砂岩、岩屑长石砂岩、长石砂岩为主，颗粒中等大小，结构成熟度高，以次棱状为主。长石的含量最高，为54.2%，石英和岩屑的含量分别为28.4%和8.4%，另外还有9%的填隙物。

第三，裂缝特征。对长8油层的岩心和岩石薄片进行分析发现，该区以斜交层面的构造缝和成岩破裂缝为主，未填充，有助于提高储层的渗流能力。该油层的成岩作用强烈，在强烈的成岩作用和后期的构造挤压作用下，构造缝和破裂缝发育。

二、微观方法的岩石应力敏感性研究

1.实验方法

本文采用的微观实验方法就是岩心驱替实验，采集圆柱形的岩心，两个孔隙型岩心，4个裂缝型岩心，分析岩心渗流能力的变化规律，以此来评价岩石的应力敏感性。由于本油田的长8油层的孔隙度、裂缝发育较差，我们设定了1、2.5、5、7.5、10、15、20MPa有效应力，测定岩心的渗流能力变化情况。

2.孔隙应力敏感性

将采集到的2个孔隙型岩心进行微观实验，发现其渗透率对有效应力变化的敏感程度较低，随着有效应力的增加，岩心渗透率缓慢降低，如图1所示。从图中可以明显看出，在有效应力刚开始增加阶段(2.5—10MPa)，渗透率下降快；在有效应力增加的后期阶段(10-20MPa)，岩心的渗透率下降缓慢。当有效应力增加到一定程度后，继续增加有效应力，岩心的渗透率不变，说明此时有效应力对渗透率的影响已达到极限。实验中施加给两个岩心的有效应力从2.5MPa逐渐增加到20MPa，渗透率分别下降了34.2%和28.5%，属于中等偏弱到弱的应力敏感性。而且，这两个孔隙型岩心渗透率的变化规律表现为，前期阶段渗透率下降快，后期下降慢，而且，卸载时的渗透率低于加载时的渗透率，表明渗透率的变化具有滞后性。

图1 长8油层孔隙型岩心应力敏感性曲线

特低渗透油层的孔隙应力敏感性表现为上述结果是因为应力状态改变导致骨架颗粒和孔喉结构之间的原始关系发生了变化，导致渗流通道也发生了变化。当特低渗透率的砂岩受到挤压时，首先受到压迫的是喉道而不是孔隙，故而有效应力刚开始增加时，岩石渗透率迅速下降，随着有效应力的增加，尚未闭合的喉道逐渐减少，此时的渗透率下降速度逐渐变小。

3.裂缝应力敏感性

对采集的4个裂缝型岩心进行微观实验，通过人工造缝的方式来测定其应力敏感性，发现裂缝的应力敏感性较强。随着有效应力的增加，裂缝型岩石的渗透率迅速降低，到7.5MPa以后，渗透率下降速度放缓，而从2.5-20MPa有效应力中，4个样本的岩石渗透率分别下降86.5%、98.2%、99.3%、98.4%，且这四个裂缝型岩心几乎都不具备裂缝渗流能力。然后再对比卸载和加载曲线，发现卸载后的渗透率恢复率在27.5%以下，这说明长8油层的裂缝应力敏感性强，远远超出孔隙应力敏感性，岩石一旦遭到破坏，就很难在短时间内得到恢复。

随着油田开采深度和广度的延伸，被采出的油气越来越多，而油层的孔隙压力下降，岩石骨架承受的有效应力增加，孔隙结构随着有效应力的变化而发生一定的变化，进而导致油层渗透率的降低，影响油田的产能。而特低渗透率油层的岩石应力敏感性强，随着开采的加深，应力敏感性加大，油层的开采难度也逐渐增大。