火山岩基质储层应力敏感性实验研究

引 言
在实施储层保护技术的过程中 , 必须进行储层 的敏感性评价 。对孔隙性砂岩油藏的储层 , 通常进 ( 酸敏 、 行 “五敏” 碱敏 、 水敏 、 盐敏和速敏) 评价实验 。 而对裂缝性油藏的储层 ,除进行 “五敏” 评价实验外 , 还要进行储层的应力敏感性评价 。 在钻井过程中 , 对裂缝性储层的应力敏感性进 行评价的目的 ,就是要找出裂缝性储层的渗透率随 有效应力的变化规律 ,以便与地层的坍塌压力 、 破裂 压力等结合起来确定不同深度地层合理的安全密度 窗口 。在开发过程中 , 评价的目的在于找出裂缝性 储层的导流能力和裂缝的水力学宽度随有效应力的 变化规律 ,以便合理地确定油藏的开发方式 、 工作制 度和开采速度 ,维持适当的地层能量 ,从而保护油藏 产能 ,提高最终采收率 。 储层中裂缝的分布是相当复杂的 , 首先应研究 单缝渗透率 、 水力学开度和传导系数随有效应力的 变化规律 ,然后再通过研究裂缝网络渗透率 、 水力学 开度和传导系数随所受应力的变化规律来综合评价 裂缝性储集层的应力敏感性[ 1 ,2 ,3 ] 。为此 ,作为基础 工作 ,本研究使用基质渗透率为零的天然致密砂岩 和碳酸岩的岩心分别进行造缝 , 利用岩心流动仪进 行实验 ,结合理论推导 ,研究了由这两类岩石制成的 单条裂缝在不同的有效应力条件下渗透率 、 水力学 开度和传导系数的变化 。
显然 ,式中的常数 a 表示裂缝性岩心在零有效 应力下的油相渗透率 。 a 值越大 , 岩心在零有效应 力下的油相渗透率越大 ; b 表示岩心渗透率随有效 应力的变化程度 。 b 值越大 , 岩心的渗透率随有效 应力的变化速率越高 , 其值可通过岩心流动实验测 出 。 a 值大小主要由初始开裂度决定 , b 值大小除 了与裂缝的初始开裂度有关外 , 还与裂缝性岩心的 岩性 、 岩石强度 、 裂缝的表面形态以及构成裂缝的两 对应表面的接触情况等因素有关 。 裂缝性岩心的油相渗透率随有效应力的变化由

储层的敏感性特征及开发过程中的变化摘要：由于储层岩石和流体的性质，储层往往存在多种敏感性，即速敏、水敏、盐敏、酸敏、碱敏、应力敏感性和温度敏感性等七种敏感性。

不同的敏感性产生的条件和产生的影响都有各自的特点。

本文主要从三个部分研究分析了储层的敏感性特征。

即：粘土矿物的敏感性；储层敏感性特征；储层敏感性在开发过程中的变化。

通过这三个方面的研究，希望能给生产实际提供理论依据，进而指导合理的生产。

关键词：粘土矿物；储层；敏感性1．粘土矿物的敏感性特征随着对储层研究进一步加深，除了进行常规的空隙结构和空隙度、渗透率、饱和度等的研究外，还必须对储层岩心进行敏感性分析，以确定储层与入井工作液接触时，可能产生的潜在危险和对储层可能造成伤害的程度。

由于各种敏感性多来至于砂岩中粘土矿物，因此它们的矿物组成、含量、分布以及在空隙中的产出状态等将直接影响储层的各种敏感性。

1.1 粘土含量在粒度分析中粒径小于5um者皆称为粘土，其含量即为粘土总含量。

当粘土矿物含量在1%~5%时，则是较好的油气层，粘土矿物超过10%的一般为较差的油气层[1]。

1.2 粘土矿物类型粘土矿物的类型较多，常见的有蒙皂石、高岭石、绿泥石、伊利石以及它们的混层粘土[2]。

粘土矿物的类型和含量与物源、沉积环境和成岩作用阶段有关。

不同类型的粘土矿物对流体的敏感性不同，因此要分别测定不同储集层出现的粘土矿物类型，以及各类粘土矿物的相对含量。

目前多彩采用X射线衍射法分析粘土矿物。

常见粘土矿物及其敏感性如表1所示。

1.3 粘土矿物的产状粘土矿物的产状对储层内油气运动影响较大，其产状一般分为散状（充填式）、薄层状（衬底状）和搭桥状[1]。

在三种粘土矿物类型中，以分散式储渗条件最好；薄层式次之；搭桥式由于孔喉变窄变小，其储渗条件最差。

除此之外，还有高岭石叠片状，伊/蒙混层的絮凝状等，而且集中粘土矿物的产状类型也不是单一出现的，有时是以某种类型为主，与其它几种类型共存。

第 3期
李传亮 :储层岩石应力敏感性认识上的误区 ———回应刘晓旭博士
2 7
机理十分不妥 。
压差与应力敏感并无直接关系 (生产压差主要与
在分析胶结方式对储层应力敏感性时 ,刘博士 速度敏感存在密切关系 ) 。如果生产压差很大 ,但
认为“泥质胶结 ,由于泥质颗粒易变形 ,颗粒产生 油藏压力没有下降 ,则储层并不会表现出明显的应
说法 ,实验加载过程中微缝隙应该会变大 ,并且微缝 理论应该是不能成立的 。”但实验过程中 ,增加外压
隙两端的压差增加 ,岩心渗透率应该一直增加 ,这与 必然使岩心与封套之间的微间隙变小 ,渗透率也必
实际实验中低渗透率岩心在加载过程中表现出的渗 然降低 (图 3) 。很难理解刘博士如何从笔者的分析
透率下降的现象相反 ;卸载过程中微缝隙应该是变 中得出了“实验加载过程中微缝隙应该会变大 ”、
压开采的油藏永远不会出现应力敏感 。正因为如 应力敏感性 ,而中高渗透岩石不存在明显的应力敏
此 ,在评价储层潜在的应力敏感性时需要假设地层 感 (图 1) 。因为此种实验结果的普遍存在 ,目前关
压力统一下降 10 M Pa[ 7 ] ,如果缺少了这样一个前
提 ,评价油藏应力敏感性也将失去意义 。另外 ,有
第 15卷第 3期 2008年 6月
文章编号 : 1006 - 6535 ( 2008) 03 - 0026 - 03
特种油气藏 Special O il and Gas Reservoirs
Vol115 No13 Jun1 2008
储层岩石应力敏感性认识上的误区
———回应刘晓旭博士
李传亮
(油气藏地质及开发工程国家重点实验室 西南石油大学 ,四川 成都 610500)

摘要本文通过岩心观察、气体孔隙度、渗透率测定，对该区域Jia组岩心进行了物性分析；通过铸体薄片、普通薄片、扫描电镜及X射线衍等手段对储层岩石学特征、孔隙微观特征、粘土矿物微观特征进行了分析；使用压汞手段对储层岩心孔喉结构特征进行了分析。

开展变围压与变内压对照实验、储层敏感性评价实验，针对该区域致密储层的特性，从多个角度对其应力敏致敏机理展开了研究，开展了压汞及应力敏感性对照实验，人工造缝样品与基质样品应力敏对比实验，裂缝充填与不充填、不同充填物进行充填对比实验、不同连通性应力敏对比实验、应力敏多次加载实验以及不同含水饱和度下的应力敏对比实验。

本文最终得出如下结论认识：1.变内压与变围压的实验方法均能一定程度上反映出储层受应力敏损害的情况，但考虑到研究区域储层结构复杂多为低孔渗地层故选择变内压的实验方式更好的模拟实际地层受净应力发生应力敏损害的情况。

2.研究区域平均损害率高于85%，属于强应力敏。

从平面上看，西部中部井区表现出强应力敏，MN井区相对较弱表现出中等偏弱至中等偏强。

三个小层有细微差异，但整体表现仍为强应力敏；纵向上看，除开MN井区J1a1小层到J1a2小层有减弱趋势，其余井区整体表现出强应力敏损害且最大损害率变化不大。

故储层整体上表现强应力敏，且中部井区表现出中等偏强到强不可逆损害率。

3．研究区域内应力敏损害曲线大致分为三种类型：中速应力敏损害，同时伴随着强不可逆损害；快速应力敏损害，同时伴随着弱不可逆损害；中速应力损害，同时伴随着中等不可逆损害。

4．对应力敏损害机理的研究主要在孔喉因素、裂缝因素、多次加载因素、含水饱和度因素等，通过实验结合地质资料发现导致研究区域应力敏强的主要因素是微孔隙发育和微裂缝发育，因此本文主要在孔喉因素与裂缝因素这两方面做双重介质研究损害机理，从而解释了产生三种类型应力敏损害曲线的原因。

5.致密砂岩中裂缝存在时应力敏十分严重，因此，在现场生产开发过程中，应尽量避免采用衰竭式开采，并及时补充地层能量，防止因净应力增大而导致储层渗透性急剧下降而导致开发过程中的减产甚至不出。

《火山岩气藏微观孔隙结构及核磁共振特征实验研究》篇一一、引言随着能源需求的日益增长，对火山岩气藏的开采与利用成为了能源勘探与开发的重要方向。

火山岩气藏因其特殊的成藏机理和复杂的物理结构，具有较高的储气和产能潜力。

而其微观孔隙结构和核磁共振特征作为描述其物理特性的重要参数，对于火山岩气藏的勘探、开发及生产具有重要指导意义。

本文旨在通过实验研究火山岩气藏的微观孔隙结构及核磁共振特征，以期为火山岩气藏的开采与利用提供理论依据。

二、实验材料与方法（一）实验材料本实验所需材料包括火山岩样品、核磁共振仪器等。

火山岩样品需来自不同的地区和层位，以获得具有代表性的样品。

（二）实验方法1. 样品处理：对火山岩样品进行切片、抛光等处理，以获得适用于实验的表面。

2. 微观孔隙结构观察：利用光学显微镜、扫描电镜等手段观察火山岩样品的微观孔隙结构。

3. 核磁共振实验：采用核磁共振仪器对火山岩样品进行测试，记录其核磁共振特征。

三、火山岩气藏微观孔隙结构分析（一）孔隙类型火山岩气藏的微观孔隙类型主要包括溶孔、裂缝、气孔等。

其中，溶孔是火山岩中常见的孔隙类型，其形成与火山岩的熔融、冷却、蚀变等过程密切相关；裂缝则是由于地壳运动、岩石变形等原因形成的；气孔则是由于火山喷发过程中气体逸出而形成的。

（二）孔隙结构特征火山岩气藏的孔隙结构具有复杂性和多尺度性。

在微观尺度上，孔隙大小分布不均，连通性较差。

此外，不同类型孔隙的空间分布和组合关系也各不相同，这决定了火山岩气藏的储气和产能潜力。

四、核磁共振特征分析（一）核磁共振原理核磁共振技术是一种无损检测技术，通过施加磁场和射频脉冲使岩石中的氢核发生共振，从而得到岩石的物理特性信息。

在火山岩气藏中，核磁共振技术可以用于分析岩石的孔隙结构和流体分布。

（二）核磁共振特征参数核磁共振特征参数包括T2谱、孔隙度、渗透率等。

T2谱反映了岩石中不同大小孔隙的分布情况；孔隙度则表示岩石中孔隙的体积占岩石总体积的比例；渗透率则表示流体在岩石中的流动能力。

《火山岩气藏储层特征及数值模拟研究》篇一一、引言随着全球能源需求的不断增长，天然气作为一种清洁、高效的能源，其开采和利用日益受到重视。

火山岩气藏作为天然气的重要储集层之一，其储层特征及开发利用已成为当前研究的热点。

本文旨在探讨火山岩气藏的储层特征，以及通过数值模拟方法对火山岩气藏的开发过程进行深入研究，为火山岩气藏的开采和开发提供理论依据和技术支持。

二、火山岩气藏储层特征火山岩气藏的储层特征主要包括岩性特征、孔隙特征、渗流特征和地质构造特征等方面。

1. 岩性特征火山岩气藏主要由火山岩组成，包括玄武岩、安山岩、流纹岩等。

这些岩石具有孔隙度高、渗透率好、非均质性强等特点。

不同类型岩石的孔隙度和渗透率差异较大，对气藏的储集和渗流特性产生重要影响。

2. 孔隙特征火山岩气藏的孔隙类型主要包括原生孔隙和次生孔隙。

原生孔隙主要由岩石自身的结构特点决定，而次生孔隙则是在地质作用过程中形成的。

孔隙的大小、形状和连通性对气藏的储集和渗流特性具有重要影响。

3. 渗流特征火山岩气藏的渗流特征主要表现为非均质性和各向异性。

由于岩石类型的差异和孔隙结构的复杂性，导致气藏在空间上的渗透性能存在较大差异。

同时，火山岩的裂隙发育和方向性也使得气藏在不同方向上的渗透性能存在差异。

4. 地质构造特征火山岩气藏的形成与地质构造密切相关。

火山活动过程中的岩浆流动、喷发和冷凝等作用，以及后期的构造运动，都会对气藏的分布和储集性能产生影响。

因此，了解地质构造特征对于认识火山岩气藏的分布规律和开发利用具有重要意义。

三、数值模拟研究数值模拟是研究火山岩气藏的重要手段之一。

通过建立数学模型，模拟气藏在不同开发条件下的渗流过程，可以深入了解气藏的储集和渗流特性，为开发方案的制定提供依据。

1. 数学模型建立根据火山岩气藏的储层特征和渗流规律，建立相应的数学模型。

模型包括描述气藏渗流过程的偏微分方程、描述岩石物理性质的参数以及描述边界条件的方程等。

通过求解这些方程，可以获得气藏在不同开发条件下的渗流规律。

《火山岩气藏储层特征及数值模拟研究》篇一一、引言火山岩气藏是当今能源开发领域的重要组成部分，其储层特征直接关系到气藏的开采效率和经济效益。

因此，对火山岩气藏储层特征及数值模拟的研究显得尤为重要。

本文旨在深入探讨火山岩气藏储层的物理性质、地质特征及数值模拟技术，为该类型气藏的开发与利用提供科学依据。

二、火山岩气藏储层特征（一）岩性特征火山岩气藏主要由火山岩组成，包括玄武岩、安山岩、流纹岩等。

这些岩石具有多孔、多裂隙的特点，为天然气提供了良好的储集空间。

火山岩的成分、结构、孔隙度和渗透率等特性因火山活动时期的差异而有所不同。

（二）储层物理性质火山岩气藏储层的物理性质主要包括岩石的密度、孔隙度、渗透率等。

这些性质直接影响着气藏的储集能力和开采效率。

一般而言，火山岩的孔隙度和渗透率较高，有利于天然气的储集和运移。

（三）地质特征火山岩气藏通常分布于盆地、凹陷等构造单元中，受断裂、不整合等地质因素的控制。

其空间分布、埋藏深度及规模等均受地质条件的影响。

此外，火山岩气藏往往与油页岩、煤系等地层紧密相关，具有较高的采收率和经济效益。

三、数值模拟研究（一）数值模拟方法针对火山岩气藏的数值模拟，主要采用地质统计学方法、流体动力学方法等。

这些方法能够有效地描述储层的物理性质、地质特征及流体的运动规律，为开采方案设计提供重要依据。

（二）模型建立与验证在数值模拟过程中，首先需要建立储层的地质模型和流体模型。

通过收集地质资料、岩石物理数据等信息，结合地质统计学方法，建立三维地质模型。

然后，利用流体动力学方法，对储层中的流体运动进行模拟，并验证模型的准确性。

（三）开采方案设计及优化基于数值模拟结果，可以制定出合理的开采方案。

通过调整井位、生产参数等措施，优化开采过程，提高采收率。

同时，数值模拟还能够预测气藏的开采动态，为气藏的长期开发提供科学依据。

四、结论本文通过对火山岩气藏储层特征的深入研究，揭示了其物理性质、地质特征及与天然气储集和运移的关系。

收稿日期：20110511；改回日期：20110928基金项目：国家重大科技专项“页岩气开发机理及技术政策研究”（2011ZX05018－005）作者简介：郭为（1986－），男，2009年毕业于中国石油大学（北京）石油工程专业，现为中国科学院渗流流体力学研究所在读硕士研究生，研究方向为油气田开发。

文章编号：1006－6535（2011）06－0095－03页岩气藏应力敏感效应实验研究郭为1，2，熊伟1，2，高树生1，2（1.中国科学院渗流流体力学研究所，河北廊坊065007；2.中油勘探开发研究院廊坊分院，河北廊坊065007）摘要：页岩气藏降压开采过程中，地层压力和井底压力的变化导致气藏产生应力敏感效应，使气藏流体的流动动态和气藏产能受到影响。

为了明确开采压力的下降对气藏渗透率变化的影响，实验通过改变内压与围压这2种方式，对页岩气藏的应力敏感效应进行了研究。

研究结果表明：页岩的渗透率随着内压的降低而下降，随着上覆岩层压力的增加而下降；页岩渗透率与内压的变化存在明显的指数关系；页岩对外压的敏感效应远远大于对内压的敏感效应。

该研究对确定页岩气藏产能及制订气井合理生产制度具有一定意义。

关键词：页岩气藏；降压开采；渗透率；内压；外压；应力敏感效应中图分类号：TE122.3文献标识码：A引言地层应力敏感效应［1－4］是指油气层的渗透率随有效应力的变化而发生改变的现象。

有效应力通常定义为上覆岩层压力与流体压力之差。

在实验过程中，为了得到有效应力，通常采用增加围压测试方法，也可采用定围压变内压方式得到。

随着有效应力的改变，岩石的孔隙结构也会发生改变，从而影响岩石的渗透性，产生应力敏感。

国内的一些学者［5－8］对砂岩、致密砂岩、火山岩和煤等岩心进行了应力敏感性实验，发现不同的岩心具有不同的应力敏感性。

1实验内容1.1实验仪器及岩心由于页岩的渗透率非常低，实验室常规测量岩心渗透率的实验装置已经不能满足实验要求，本实验用渗流所新引进的PoroPerm －200型孔渗仪，用脉冲方法进行渗透率测量，该仪器的渗透率测量精度可以精确到1ˑ10－9μm 2。

火山岩基质储层应力敏感性实验研究————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：火山岩基质储层应力敏感性实验研究-工程论文火山岩基质储层应力敏感性实验研究崔永CUI Yong；王丽影WANG Li-ying（延安大学石油学院，延安716000）摘要：目前，储层应力敏感性评价主要建立在常规应力敏感性实验的基础上，也有部分学者开展了变孔隙压力的应力敏感性评价实验，所得结论和常规实验有较大的出入，但并没有给出合理的解释。

为了深入研究这一问题，笔者设计了一组变围压的常规应力敏感性和变孔隙压力的高压应力敏感性评价对比实验，并对实验结果进行了详细的对比分析研究。

结果表明，Terzaghi有效应力理论用于致密火山岩基质储层有一定的局限性，采用本体有效应力理论计算较为合适。

如果采用本体有效应力分析该组对比实验，两种实验方法所得结果具有较高的一致性。

实验结果表明，地层衰竭开发过程中，岩石骨架所受应力的变化范围很小，由于应力改变而引起的岩心渗透率变化很小，可以忽略不计。

关键词：火山岩基质储层；应力敏感性；Terzaghi有效应力；本体有效应力中图分类号：P618 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）17-0187-03作者简介：崔永（1990-），男，陕西榆林人，本科，学生，专业：石油工程、油气勘察方向，长期跟老师做《克拉玛依气田火山岩气藏储层评价及渗流机理研究》科研项目；王丽影（1982-），女，河南商丘人，博士，延安大学讲师，毕业于中国科学院渗流流体力学研究所，一直从事低渗油气田开发方向的研究。

0 引言火山岩油气藏储集空间复杂多样，不考虑裂缝因素，基质一般属于低/特低渗储层。

火山岩储层评价参数很多，岩石应力敏感性是其中的一个重要参数。

已有大量学者研究了火山岩基质储层的应力敏感性，杨满平[1]等通过常规应力敏感实验分析，认为流纹岩孔隙度的下降幅度为5%~22%，渗透率的下降范围在6%~19%之间，明显要低于一般的沉积岩。

《火山岩气藏储层特征及数值模拟研究》篇一一、引言随着能源需求的持续增长，对新型能源的开发与利用变得日益重要。

火山岩气藏作为一种非常规天然气资源，具有储量大、分布广的特点，因此对其储层特征及数值模拟研究具有重要的理论和实践意义。

本文旨在探讨火山岩气藏的储层特征，并对其开展数值模拟研究，以期为相关领域的开发提供理论依据和技术支持。

二、火山岩气藏储层特征1. 地质背景火山岩气藏主要分布在火山活动频繁的地区，其形成与火山喷发、岩浆活动密切相关。

火山岩类型多样，包括玄武岩、安山岩、流纹岩等。

这些岩石经过漫长的地质作用，形成了丰富的天然气资源。

2. 储层物性火山岩气藏储层具有多孔、多裂隙的特点，孔隙度和渗透率较高。

储层中含气量丰富，且气体成分以甲烷为主。

此外，储层还具有非均质性和各向异性的特点，这些特点对气藏的开发和利用具有重要影响。

3. 储层类型根据火山岩的成因和结构特点，可将火山岩气藏储层分为火山喷发相、火山沉积相和潜火山相三种类型。

不同类型储层的物性、含气量和开采难度存在差异，因此需要根据实际情况进行具体分析。

三、数值模拟研究1. 数值模拟方法本文采用地质统计学方法和流体动力学方法进行数值模拟研究。

地质统计学方法主要用于分析储层的空间分布和物性参数，流体动力学方法则用于模拟气藏的流动和开采过程。

2. 模型建立与参数设定根据火山岩气藏的地质背景和储层特征，建立合适的数值模型。

模型中需要设定的参数包括岩石物性参数、流体物性参数、边界条件等。

这些参数的准确性对模拟结果的可靠性具有重要影响。

3. 模拟结果与分析通过数值模拟，可以获得火山岩气藏的的压力分布、流场分布、开采动态等信息。

通过对模拟结果的分析，可以了解气藏的开发潜力和开采难点，为制定开发方案提供依据。

四、结论通过对火山岩气藏储层特征及数值模拟研究，可以得出以下结论：1. 火山岩气藏具有多孔、多裂隙、非均质性和各向异性的特点，这些特点对气藏的开发和利用具有重要影响。

[ 5 ] 李铁军 , 罗晓容 1 碎屑岩输导层内油气运聚非均一 性的定量分析 [ J] 1 地质科学 , 2001 , 探家 , 2000 , 5 ( 1) : 36 ( 4 ): 402 -4131 [ 6] 谢泰俊 1 琼东南 盆地天然 气运移输 导体系及 成藏模式 [ J] 1 勘 17 -211 235 -2391 [ 7] 龚再生 , 杨甲明 1 油气成藏 动力学及油 气运移 模型 [ J ] 1 中国 海上油气 ( 地质 ) , 1999 , [ 8] Bek ele E, 13 ( 4 ): Person M, M ars ily G1Petroleum m igrat ion pathw ays and
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
基金项目 : 四川省应用基础研究资助项目 ( 04JY 029 - 114) 。 收稿日期 : 2005-03-22
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
由于把油气藏的应力敏感指数统一定义为地层压 力下降 10M Pa 时的数值, 因此 , 式 ( 11) 可以写成 SI p = 1 - e
- 10bU
( 12 )
式 ( 12) 就是用实测的岩 石外应力敏感 曲线评 K = Ko e ( 2) R ) ) ) 岩石的外应力 , M Pa ; K o ) ) ) 外应力为 0
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。

火山岩油藏储层伤害因素分析及室内实验评价方法研究与应用X呼惠娜1,2(1.长江大学石油工程学院;2.吐哈油田公司工程技术研究院,新疆吐哈　434000) 摘　要:长期以来的油气勘探开发历史中,主要研究对象均是与沉积作用有关的一些岩石,而火山岩作为储层的研究较少,尤其是储层保护技术方面的研究比较缺乏,目前急需对火山岩油藏储层伤害因素分析思路及室内试验评价方法开展有关方面的研究,并可望获得突破性进展。

截止目前,吐哈油田开发火山岩油藏已历时5年,针对火山岩油藏储层开发也进行了大量的室内实验研究与探索,初步得出相应的技术研究思路及室内实验评价方法,为后期同类型油藏的高效开发提供有力的技术借鉴。

关键词:火山岩;油藏;储层;伤害;实验;方法 中图分类号:P 618.130.5 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)05—0150—03 吐哈火山岩油藏储层以火山灰岩为主,但岩性、物性复杂。

储层泥岩、碳酸盐岩含量高,含量分别为16.3～24.58%、1.74～10.8%;裂缝、溶洞发育,裂缝充填物多为敏感性矿物,储层在钻井完井及生产作业过程易受到严重的伤害。

1　油藏特征认识该油藏储集空间主要是溶蚀孔隙和裂隙,储层孔隙喉道以细-微喉道为主。

表1火山岩油藏与常规砂岩油藏储层岩石矿物组分对比统计表油藏类型碎屑岩(%)方沸石(%)碳酸盐(%)粘土(%)粘土矿物相对含量(%)火山岩油藏67.661-27.00.3-10.816.3-29.7K CISI /S吐哈砂岩油藏30-80- 1.18- 2.478-156.783.5815.1672.66 1.82火山岩油藏34.3322.322.67-20.76储层岩石中粘土矿物含量和碳酸盐岩含量均高于砂岩油藏(表1),其中粘土矿物含量平均为19.97%,主要由伊利石、高岭石和绿泥石、蒙皂石组成,裂缝充填物主要成分为沸石、绿泥石或方解石;碳酸盐含量主要分布在0.3～10.8%之间。

石油地质与工程2021年3月PETROLEUM GEOLOGY AND ENGINEERING 第35卷第2期文章编号：1673–8217（2021）02–0098–05致密火山岩储层水平井压裂参数优化与现场试验尚立涛1，刘宇2，张杨1，齐士龙2，乔岩1，李存荣2（1．中国石油集团工程技术研究院有限公司，北京102206；2．中国石油大庆油田有限责任公司，黑龙江大庆163453）摘要：致密火山岩储层天然裂缝发育差，低孔、低渗、致密、非均质性强，需要应用水平井大规模分段压裂工艺实现有效开发。

随着储层物性变差，可缩小压裂裂缝间距保持单井产量；为明确最优改造裂缝间距与施工规模，基于储层孔渗特征、相渗特征、流动特征的认识以及不同裂缝间距压裂产生的干扰，确定致密火山岩储层最优改造裂缝间距。

应用压裂后分段产气监测，认识分段产量与改造规模关系，明确致密火山岩储层最优改造规模，有效指导压裂方案优化，提高设计针对性与开发效益。

关键词：大庆油田；致密火山岩；水平井压裂；裂缝间距；产量监测；压裂规模优化中图分类号：TE357 文献标识码：AFracturing parameter optimization and field test of horizontal wells in tight volcanic reservoirs SHANG Litao1, LIU Yu2, ZHANG Yang1, QI Shilong2, QIAO Yan1, LI Cunrong2(1. Engineering Technology Research Institute Co., Ltd., China National Petroleum Corporation, Beijing 102206, China; 2. DaqingOilfield Co., Ltd., PetroChina, Daqing, Heilongjiang 163453, China)Abstract: The tight volcanic reservoir is characterized by poor development of natural fractures, low porosity, low permeability, compactness and strong heterogeneity, which requires the application of large-scale staged horizontal well fracturing technology to achieve effective development. With the deterioration of reservoir physical properties, the fracturing fracture spacing can be reduced to maintain single well production; in order to determine the optimal fracture spacing and construction scale, based on the understanding of reservoir porosity and permeability characteristics, relative permeability characteristics and flow characteristics, and the interference caused by fracturing with different fracture spacing, the optimal fracture spacing of tight volcanic reservoir is determined. Through the application of staged gas production monitoring after fracturing, the relationship between staged production and reconstruction scale is understood, and the optimal reconstruction scale of tight volcanic reservoir is determined, which can effectively guide the optimization of fracturing scheme and improve the efficiency and benefit of the design and development.Key words:Daqing Oilfield；tight volcanic rock; horizontal well fracturing; fracture spacing; production monitoring; fracturing scale optimization致密油气储层可应用缝控压裂技术提高单井产量[1]，通过人工裂缝参数的优化来实现井控单元内储量的最大动用。

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第 2 期 高博禹 等 : 储层孔隙度应力敏感性研究
2. 3 孔隙度应力敏感模型
根据岩石孔隙压缩系数的定义 [ 7 ] 以及孔隙体积 应变的概念可知 ,当储集岩石的净上覆应力增量由 1 M Pa 变化到δ M Pa 时 ,其孔隙体积应变为 : δ p = δ c d ∫
1 p
( 3)
将公式 ( 2) 代入公式 ( 3) 得 :
vi - ε p vi <t = vb - ε p vi
ln <t = ln < i - cpδ ( 9)
孔隙压缩系数的定义为 [ 8 ] : cp = 1 d vp δ vp d ( 17)
将公式 ( 6) 代入公式 ( 9) 中并整理得 : cp = δ
1 ln (
ε 1- < i p ) 1 -ε p
( 10)
式中 : vp 为孔隙体积 ,cm3 。 由公式 ( 12) 和公式 ( 17) 可得 :
储层孔隙度应力敏感性研究
高博禹1 ,周涌沂2 ,彭仕宓1
( 1. 石油大学 北京 102200 ; 2. 中国石化 胜利油田分公司 地质科学研究院 ,山东 东营 257015)
摘要 : 在油气藏开发过程中 ,地层压力下降以后 ,研究储层孔隙度应力敏感性具有极其重要的意义 。文中从孔隙体积应变的基本概 念出发 ,推导出理论上的孔隙度应力敏感模型 ,提出了以孔隙应力敏感系数作为评价孔隙度应力敏感性的方法 。孔隙应力敏感系数 是建立在孔隙压缩系数变化的基础之上的 ,因此能比孔隙压缩系数更精确地描述孔隙度的应力敏感性 。以此理论结果指导试验 , 将 理论研究与实验规律相结合 ,在模拟地层条件下 ,对鄂尔多斯盆地下古生界马五段的 18 块岩心样品进行了孔隙度应力敏感性实验 研究 。实验研究表明 ,该方法能更精确地描述储层孔隙度应力敏感性 。实验结果与理论推导结果完全一致 ,进一步证明了理论推导 的正确 。 关键词 : 孔隙压缩系数 ; 孔隙应力敏感系数 ; 应力敏感性 ; 孔隙度 ; 储层 中图分类号 : TE122. 2 文献标识码 :A

1.1 研究目的和意义随着油气资源需求的增加，碎屑岩和碳酸盐岩油藏不断消耗，油气勘探的难度越来越大。

在油气勘探从简单的构造型向复杂隐蔽型油气藏转变的过程中，火山岩在油气成藏中所发挥的重要作用，越来越受到了油气勘探界的广泛重视，已成为国际上油气勘探和油气储量增长的新领域[1]。

火山岩作为油气储层近年来越来越受到石油地质学界的关注. 2006年，在三塘湖盆地卡拉岗组火山岩储层中首次发现商业油气流，这不仅拓宽了吐哈油气勘探领域，而且还提升了整个盆地的勘探潜力。

但是火山岩储层研究是目前国内公认的一个研究难点，对吐哈油田储层研究工作也是一个很大的挑战[2]。

为深入了解马朗凹陷卡拉岗组火山岩储层特征，开展岩性特征、岩相特征，成岩作用特征、储集空间类型及类型特征、储集物性及影响储层物性的因素的精细研究。

建立火山岩储层岩性识别图版、分岩性储层物性解释模型和储层分类评价标准, 为三塘湖盆地中基性火山岩储层评价及勘探方向优选提供地质依据.1.2 国内外研究现状1.2.1 火山岩储集层的分布含工业油气流的火山岩油气藏主要分布于火山活动带及断陷盆地。

它们沿基底断裂呈裂隙式或中心式喷发，而且多期喷发的火山岩互相叠加连片，常常具有较大厚度和分布面积。

环太平洋含油气构造带中，火山岩层是一个重要的油气储集层（表1-1）[3]。

日本北部沿海的新泻、山形和秋田油气区中，许多油气田产于新近纪“绿色凝灰岩”建造中。

这个“绿色凝灰岩”是由凝灰岩、凝灰质砂岩、安山岩、安山集块岩、安山凝灰角砾岩等组成，沿日本岛弧内带晚新近纪地槽型盆地分布。

表1-1太平洋活动带及其边缘沉积盆地中的火山岩储集层[3]1.2.2火山岩储集层的岩石类型前苏联C.B.克卢博夫综合分析世界各国含油气盆地的火山岩储集层，将其岩石类型归纳为三大类［4］:（1）熔岩和熔岩角砾岩熔岩按其化学成分可划分为玄武岩（SiO2<52%），安山岩（SiO2为57%〜62%）, 英安岩（SiO2为65.0%〜68.5%）,流纹岩（SiO2>78%）;熔岩角砾岩指熔岩角砾被相同成分的熔岩所胶结的岩石。

气藏含束缚水储层岩石应力敏感性与产能物性下限研究杨长城,蒋裕强,缪 颢(西南石油大学资源与环境学院,四川成都610500)摘 要:在低渗透油气田的勘探开发过程中,储层岩石的应力敏感性得到了极大的重视,应力敏感的作用与常规的速敏、酸敏、水敏、盐敏和碱敏作用一样对储层的物性变化起着重要的作用;并且直接影响了产能的物性下限。

以四川盆地蜀南河包场地区气藏含束缚水储层的岩石实验分析资料为例,分析了应力敏感性研究机理、应力敏感性与物性下限的关系。

通过模拟了气藏衰竭的开发过程,获知地层孔隙压力下降,即储层有效应力增加对储层有效渗透率的影响。

研究表明,对于包界地区须家河组低渗气藏,其衰竭开发过程中,地层压力下降造成的应力敏感损害不超过50%,即应力敏感性为弱中等偏弱。

低渗透储层的产能界限确定必须考虑固液耦合的影响,当岩样渗透率高于0.3 10-3 m2后,渗透率损害率呈平缓下降趋势,应力敏感损害弱。

关键词:气藏;束缚水;应力敏感性;产能物性中图分类号:TE328 文献标识码:A 文章编号:1004 5716(2008)11 0079 03在我国,对低渗透油气藏的研究越来越受到重视,而低渗透油气储层在开发中所表现出的一些特殊现象如低渗透储层岩石的应力敏感性也得到了相应的重视。

储层岩石的应力敏感性就是在岩石受到的有效应力增加时,孔隙度、渗透率等物性参数出现明显降低的趋势。

前人的文献研究表明,储层岩石的应力敏感性是存在的,并且对储层的渗透性造成了不可忽视的伤害,因此,在实际生产中需要引起重视。

但是上述实验都是利用干燥的岩石样品进行的实验,而在实际的气藏储层中,通常存在一定的含水饱和度。

常规的应力敏感实验是在样品两端建立一个固定的驱替压差,逐渐升高围压,从而得到不同有效应力下的气相有效渗透率。

实验过程与气藏的开发过程不一致,应力的升高实际上模拟了气藏的沉积过程。

由于以常规渗透率为基准,这种实验方法得到的渗透率损害率往往在70%以上,即应力敏感性为强 极强。

图 3 孔隙度与净围压关系
从图 3 上看 ,岩样的空气渗透率越小 ,孔隙度的 变化就越大 ,应力敏感越强 。由于孔隙度的小数点 的位数关系 ,使曲线上出现平台 ,这样通过孔隙度来 研究应力敏感就不方便 。研究储层应力敏感用孔隙 体积比孔隙度好 ,孔隙体积的细微变化都能在曲线
图 5 滑脱系数与净围压关系
结 论
1. 用 CMS - 300 岩芯测定仪测试的参数来研究
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· 34 · 石 油 仪 器 2003 年 12 月
图 4 孔隙体积与净围压关系
3. 滑脱系数与应力敏感的关系 众所周知 ,由于气体流动存在滑脱现象 ,故常要 对常规测试进行克氏校正 。克林金堡理论校正公式 为 K = K克 (1 + bHe/ Pm) ,式中 bHe为滑脱系数 , Pm 为平均压力 。一般来说 ,渗透率越低 ,滑脱现象越严 重 。对于低渗气层渗流能力研究更应该注意这个问 题。 从图 5 看 ,渗透率越小 ,滑脱系数变化随净围压 变化越大 ,所受的应力敏感越强 。渗透率越大 ,滑脱 系数变化随净围压变化不大 ,曲线基本上是一条直 线 。与渗透率越低 ,滑脱现象越严重的观点是一致 的。
会上刘威北项目长作了“不辱使命 ,为研发自主知识产权的地震仪器装备而努力奋斗”的报告 ,向总公司 有关部门领导 、项目领导小组和技术专家汇报了项目运作的观念 、模式和管理机制 ;潘中印副项目长在会上 作了“(BXY) 项目总体设计思路”的汇报 ;仪器 、VSP、海底电缆 、检波器四个课题 ,分别就项目设计初步方案向 会议作了专题汇报 ,同时回答了项目领导小组和技术专家的问题 。会议还专门召集了技术专家与项目人员 的专题座谈会 ,就项目中的技术问题充分交换了意见 。