储层岩石的应力敏感性评价方法

马岭油田BS区延10储层敏感性分析储层敏感性指的是在外来因素的影响下储层的渗流能力下降的现象。

目前，储层敏感性的分析方法主要是通过岩心流动实验来验证，其目的是测定不同的流体介质通过岩心时引起岩心渗透率下降的程度，为实现生产或者增产等作业过程中的油气层保护提供重要的室内实验依据。

文章对研究区延10储层主要敏感性矿物进行了分析，并在此基础上通过储层敏感性室内试验分析对研究区延10储层敏感性做出了初步判断，为以后的储层研究提供有效依据和研究基础。

标签：马岭油田；储层敏感性；矿物储层砂岩中的填隙物位于骨架颗粒之间的孔隙中，无论是自生胶结物还是泥质杂基，它们会先于其他物质与进入地层内的流体发生物理、化学和物理化学作用因此导致地层受到损害，是引起储集层敏感性非常重要的内在因素。

1 主要敏感性矿物根据砂岩铸体薄片鉴定、扫描电镜、X射线衍射等分析结果，本区延10储层中的敏感性矿物主要有以下几种类型。

1.1 水敏性矿物该类矿物指的是在储集层中与水溶液发生作用，引起晶格的膨胀或者分散从而堵塞孔喉，导致渗透率降低的矿物，该类矿物一般阳离子交换容量较大。

若水溶液中阳离子的类型和矿化度不一样，其阳离子交换容量和交换后引起的膨胀、分散、渗透率降低的程度也不尽相同，所以有时也被称作“盐敏矿物”[1]。

研究区延10砂岩储层中不含膨胀性矿物蒙脱石，但含微量的伊/蒙馄层矿物，虽然含量较少，膨胀性较弱，但是它们的位置多处于喉道处，对储层造成伤害也是有可能的。

1.2 酸敏矿物和碱敏矿物1.2.1 硅酸盐矿物的酸敏和碱敏研究区延10储层砂岩中含一定量的黑云母，绿泥石化的黑云母和各类硅酸盐矿物，它们会与酸发生化学反应形成沉淀物。

在酸敏矿物中与酸作用的硅酸盐矿物和氧化硅矿物等都会生成沉淀物。

如果在强碱性（pH>12）的介质中，粘土矿物可能会产生新的硅酸盐沉淀物以及硅凝胶体堵塞孔喉通道[2]。

细粒的石英、长石和胶体状态的粘土物质存在于延10组储层之中，当它们遇到强碱性介质时，会堵塞孔喉，这是因为形成了CaF2、新的硅酸盐沉淀物以及硅凝胶体。

＊本文为中油西南油气田分公司项目[西油勘研课2000(08)]:四川盆地碳酸盐岩储层敏感性评价技术及损害机理研究。

＊＊景岷雪,女,1965年生,高级工程师;1987年西南石油学院开发专业研究生班毕业,长期从事储层保护研究工作。

地址:(610051)四川省成都市府青路一段1号。

电话:(028)86015603。

表1　模拟地层水配方药品KCl N aCl CaCl 2M gCl 2SrCl 2Na 2SO 4N aHCO 3总矿化度(mg /L )含量(mg /L )256628211683585418816327224700碳酸盐岩岩心应力敏感性实验研究＊景岷雪＊＊ 袁小玲(中国石油西南油气田分公司勘探开发研究院开发实验室) 景岷雪等.碳酸盐岩岩心应力敏感性实验研究.天然气工业,2002;22(增刊):114～117 摘　要　储层岩石渗透率受应力变化而减小的现象称为储层岩石的应力敏感性。

研究岩石应力敏感性对于研究使用合理开采制度,保持油气井产能以及储层岩石物性的实验室分析都具有重要意义。

本文通过岩心流动实验,研究分析了升降压稳定时间、升降压幅度、岩心克氏渗透率、岩心空隙结构等因素对碳酸盐岩储层岩石应力敏感性的影响,研究总结了碳酸盐岩应力敏感性的一些特点,提出了进行储层岩石应力敏感性研究的几种实验方法,为储层岩石应力敏感性的研究和应用提供了实验依据。

主题词　碳酸盐岩　储集岩　应力分析　岩心试验　渗透率岩石应力敏感性的重要意义 储层岩石因所受应力发生变化导致裂缝闭合、孔喉通道变形,从而使其渗透率减小的现象称为储层岩石的应力敏感性。

在油气钻井及开采过程中,将导致岩石孔隙和裂缝产生不可逆转的闭合,并将直接造成产能的损失。

另外,研究应力敏感性可校正岩心渗透率实验室测试结果,使之更接近实际情况。

根据国内外实验室测试资料表明,岩石渗透率对有效上覆应力是十分敏感的。

在地层条件下,岩样的渗透率值可能比实验室常规测试值要小25%,有的甚至小50%以上。

问题1. 渗透率越低，应力敏感性越强原因分析。

（直接编到报告的相关位置） 低渗储层岩石孔喉相对细小。

当在有效应力的作用下，小孔喉的微小变化，对微小孔喉直径来说，可能是一个相对较大的减小，从而而导致岩石的渗透能力较大幅度下降，所以有效应力对低渗岩心的渗透率影响比较明显。

相反，对于中、高渗岩心，孔道大，被压缩时，其收缩量相对孔喉直径来说，可以忽略不记，因此，有效应力对中、高渗岩心的渗透率影响不明显。

同时，低渗储层组成岩石骨架的颗粒细小，胶结物含量比较高也是储层应力敏感性的另一个重要原因。

问题2. 应力敏感对产量影响分析。

（下面的内容直接编到报告里就行）6.1 地层压力下降与储层岩石渗透率的关系图6-1是S6区块岩样的渗透率随净围压变化的趋势:随围压的增加，渗透率将逐渐降低。

00.511.522.533.544.505101520253035净围压/MPa渗透率/10-3μm 2图6-1 储层渗透率与净围压的关系对于描述储层压力与渗透率的关系可以采用两种函数拟合，即幂函数和二次多项式函数。

对于油井一般采用幂函数法，而对于气井可采用二次项函数法。

1、幂函数法ci i Kp a K p -⎛⎫∆= ⎪∆⎝⎭（6-1） 式中，i K —岩心初始渗透率，10-3μm 2； K —岩心当前渗透率，10-3μm 2；p ∆—有效压差，MPa ；i p ∆—初始有效压差，MPa ；,a c —实验系数，a 可近似为1.0；c 为应力敏感系数或压敏因子。

该式表明渗透率（K ）与当前有效覆压有关。

c 越大，则应力敏感性越强，当c 为0，即不考虑应力敏感性时，则K 为常数，且等于初始条件下的渗透率值。

2、二次多项式法212o o o eff eff effoKc p c p c K =++ (6-2) K —不同应力条件所对应的渗透率，μm 2； 012,,c c c —拟合系数；()effo effo over P P P P =-—有效应力，MPa ；effo K —原始地层条件下的有效渗透率μm 2；over p —上覆岩石压力，MPa ；p — 孔隙压力，MPa 。

317在油气开发过程中，随着储层内流体不断产出，地层孔隙压力下降，储层岩石骨架受到的有效应力不断上升，造成储层渗流通道发生闭合而导致渗透率下降，而形成应力敏感损害。

弄清储层应力敏感性损害机理及影响因素，为避免钻完井及生产过程中储层伤害，改善油田勘探开发效果具有重要的指导意义。

1 应力敏感性损害机理1.1 渗流通道类型对于裂缝型储层而言，裂缝由两个不光滑不完全耦合的缝面组成，每个面上由碎屑颗粒、自生矿物等形成的微凸体在两个缝面间起支撑作用，从而保持一定渗流空间。

尽管缝面上分布着较多微凸体，但是一般而言是凸起较高、刚度较大的微凸体起主要支撑作用。

随着裂缝闭合，地层压力降低，支撑裂缝面的微凸体就会产生形变，甚至脆性破裂，从而使裂缝开度变窄，裂缝的渗流通道减小，导致裂缝渗透率下降，与此同时两个缝面之间接触的微凸体个数与面积增加，等效地增加了裂缝的闭合刚度，进而导致裂缝闭合的速度降低。

裂缝成因上可以分为构造缝、溶蚀缝、卸载缝等，不同成因的裂缝具有不同的特征。

构造缝缝面往往较为光滑，微凸体分布密度较小，延伸较远；而溶蚀缝缝面上分布着较多大小不一的微凸体，能够有效支撑裂缝。

就微凸体分布而言，构造缝的应力敏感性强于溶蚀缝。

对于孔隙型储层而言，应力敏感发生主要是因为喉道的闭合，而不是孔隙空间的减小。

不同的喉道类型具有不同的应力敏感性，片状、弯片状喉道对储层应力敏感性影响最大，其次是管束状喉道、点状喉道和缩颈状喉道。

相对于裂缝型储层而言，孔隙型储层对应力变化敏感程度相对较低。

1.2 矿物组分储层应力敏感的实质就是有效应力增加导致的岩石颗粒弹塑性形变及颗粒间排列方式的改变，前者称之为本体变形后者称之为结构变形，在实际应力敏感性损害过程中，本体变形和结构变形时同时发生的。

不同矿物的岩石力学特征不同，弹性模量较小的矿物在应力作用下更易发生形变。

其中石英、长石弹性模量较方解石大，更是远远大于云母和粘土类矿物，故石英等矿物抗压能力远远大于粘土类矿物。

长庆致密碎屑岩储集层应力敏感性分析
石玉江;孙小平
【期刊名称】《石油勘探与开发》
【年(卷),期】2001(028)005
【摘要】使用CMS-300岩心自动分析仪,定量研究了长庆气田上古生界致密碎屑岩天然气储集层的应力敏感性,结果表明:岩心分析孔隙度、渗透率(y)与净覆压(x)的关系符合通常的幂指数函数模式(y=a/xm),不同岩样的回归指数(m)和系数(a)高度相关;一般地层条件下的分析渗透率为地面渗透率的5%～80%,而孔隙度绝对值平均降低了0.4%;岩石应力敏感性的强弱与基础的岩性、物性有关,一般岩屑砂岩和含泥砂岩比石英砂岩强,砾岩比砂岩强,低渗透砂岩比高渗透砂岩强.图3表2参
1(石玉江摘)
【总页数】3页(P85-87)
【作者】石玉江;孙小平
【作者单位】长庆油田公司勘探开发研究院;长庆油田公司勘探开发研究院
【正文语种】中文
【中图分类】TE112.23;TE311
【相关文献】
1.新场须二超致密碎屑岩储层气水敏感性分析 [J], 吴见萌
2.平落坝气田中、上侏罗统致密碎屑岩储集层特征 [J], 周存俭;徐国盛;周连德;张萍
3.致密储集层应力敏感性分类评价 [J], 张志强;师永民;李鹤
4.致密储集层加压-卸压过程应力敏感性 [J], 曹耐;雷刚
5.致密油水平井注采储集层四维地应力演化规律--以鄂尔多斯盆地元284区块为例[J], 朱海燕;宋宇家;雷征东;唐煊赫
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2017年04月裂缝型碳酸盐岩储层渗透率应力敏感性分析李成良邵洪志（东北石油大学，黑龙江大庆163318）摘要：储层岩石渗透率受应力变化而减小的现象称为储层岩石的应力敏感性。

研究岩石应力敏感性对于使用合理开采方案,保持油气井产能以及储层物性的实验室分析都具有重要意义。

以前研究多关注于孔隙型储层的应力敏感性,缺少对裂缝型碳酸盐储层的应力敏感性研究[1]。

本文针对碳酸盐岩储层裂缝的研究，选取不同宽度人工缝岩样,进行应力敏感性实验研究。

通过在相同的压力梯度下，测量不同裂缝岩心的渗透率变化，得到裂缝宽度对渗透率应力敏感性的影响。

关键词：碳酸盐岩；裂缝；渗透率；应力敏感性1实验原理和过程1.1实验原理首先制备具有不同裂缝宽度的岩心若干。

制作裂缝模拟材料要选择具有一定抗折性的固体薄片，该薄片在岩心制备过程中可以嵌入岩石骨架中，在岩心制备成功后可以用化学方法使该薄片生成水、气体或者其他不与岩石反应不滞留在岩石中的物质。

本实验采用的不同厚度的铝箔片，在岩心制备过程中嵌入到岩心骨架中，制备完成后用NaOH 溶液，溶解铝箔片，在岩心中形不同宽度的裂缝[6]。

设定一定的压力梯度，在此压力梯度下，测量不同裂缝宽度的岩心在每个压力下的渗透率，同过公式计算和作表分析每个岩心的应力敏感性。

最后综合分析裂缝宽度对碳酸盐岩渗透率应力敏感性的影响[2]。

1.2实验的样品制备实验岩心样品材料选自矿场现场的碳酸盐岩，将现场的碳酸盐岩粉碎成粉末备用，用铝箔片在岩心制备过程中嵌入岩心骨架中，带岩心成型后，用NaOH 溶液溶蚀掉铝箔片，在岩心中形成中空模拟裂缝[3]。

选取直径为2mm ，厚度分别为5μm 、10μm 15μm 的铝箔片各两个，用来制备六个岩心。

将碳酸盐岩粉末和环氧树脂充分混合搅拌均匀后放入岩心压制模具中，模具为直径2.5cm ，长度10cm ，然后向模具中加入准备好的一个铝箔片，用10MPa 的压力压制好岩心，其余五个岩心也用同样的压力压制。

146页岩气层基块致密，但天然裂缝发育，页岩气藏的经济开发必须要实施大规模水力压裂，使得页岩气层具有相当规模的裂缝系统。

而裂缝性致密储层具有强应力敏感性。

目前国内外对砂岩储层的应力敏感研究比较深入，而页岩储层的应力敏感研究相对较少。

针对研究区页岩气藏的特点，研究了储层应力敏感实验方法，选取天然裂缝岩心开展了模拟实际开发过程中的储层应力敏感实验 [1] 。

结合应力敏感室内实验等分析手段，对比评价了不同渗透率级别裂缝岩心的应力敏感性，研究成果有利于深化认识页岩气层开发过程中的应力敏感性。

1 实验方法实验采用变孔压的方法，将样品装入岩心夹持器，提高围压和流体压力值，直到流体压力达到实际地层压力值同时保持流体压力值不变，将围压增至实际上覆压力值 [2] 。

保持围压和驱替压力，使岩心充分恢复至地层应力状态，关闭连通岩心入口端和出口端的阀门，通过回压泵降低岩心出口端压力，使岩心两端建立压差，初始压差根据岩心初始渗透率选择，待气体流动稳定后，记录岩心出口端、入口端的压力和出口端流量。

保持围压不变，同步降低夹持器出、入口端的流压，逐步增大净围压，并根据出口端的流量情况不断增大岩石两端的压差，记录各净围压下的数据。

分别记录稳定流量后岩心两端的压力值以及出口端流，计量废弃压力点渗透率后，保持围压不变，同步升高夹持器出、入口端的流压，逐步减小净围压，并根据出口端的流量情况不断减小岩石两端的压差，记录各净围压下的数据，同时分别记录稳定流量后岩心两端的压力值以及出口端流量。

2 结果与分析根据设计的实验流程，开展了模拟地层压力条件的页岩储层应力敏感实验，测试了渗透率随有效应力的变化关系。

由于模拟地层条件的储层应力敏感实验压力高、危险大、周期长，实验过程中孔隙度的准确计量难度大，主要开展了龙马溪组8块天然裂缝岩心的渗透率应力敏感实验 [3] 。

分析实验数据可以看出，岩心以有效应力约49MPa（有效应力增加约28MPa）为分界点，渗透率随有效应力的增加表现为明显的两段，有效应力低于49MPa之前（初期阶段）渗透率降低幅度较大，有效应力高于49MPa之后（后期阶段）渗透率降低幅度较小 [4] 。

低渗透储层应力敏感性研究摘要：为更深入研究低渗透储层的应力敏感性，以变径毛管束模型为基础，从理论上证明低渗透储层的强应力敏感性；并通过保持围压不变、改变流体压力的试验方法研究有效应力、孔隙结构及应力加载方式对储层渗透率的影响；针对低渗透气藏压敏效应较强，随着储层压力的下降，有效应力不断变化，引起气藏产能逐渐降低的特点，通过固定围压，改变内压（四升四降内压）的方法来研究内压变化对储集层渗透率的影响，同时分析评价渗透率的应力敏感性。

综合分析应力敏感现象在低渗透气藏开采过程中的影响程度，为低渗透气藏的合理开采提供参考。

关键词：低渗透储层石油敏感性一、引言在气藏开发过程中，储集层压力逐渐下降，从而使储层有效应力增加。

有效应力增大时，储层的孔隙空间受到压缩而使孔隙结构发生变化，主要表现在孔隙、裂缝和喉道体积缩小，严重时甚至可引起裂缝通道和喉道的闭合。

对于低渗砂岩气藏而言，这些变化将使岩心的渗透率明显下降。

岩心渗透率体现了岩石的渗透能力，其大小决定了储层流体的渗流状况，因此储集层渗透率的变化必然会影响储集层的地下渗流能力，从而影响气井的产能。

流体在岩石中渗流时，除流体自身性质外，岩石的特征及其相互作用对流体渗流也存在巨大影响。

随着流体的采出或注入，岩石骨架的受力情况可能发生变化，导致其变形，从而影响储层的物性参数。

然而，目前大多数应力敏感性的研究仅限于室内渗透率随应力变化的测试，缺乏相应的理论基础研究。

应力敏感性的存在使得岩石渗透率下降，极大地影响油田的正常生产，但是目前关于应力敏感对油田生产的影响还缺乏定量研究，难以指导油田的合理开发。

本文以变径毛管束模型为基础，从理论上分析了孔隙度及渗透率随应力变化的规律，论证了低渗透储层的强应力敏感性，通过室内试验的方法研究了岩石内部孔隙结构、外部有效应力的大小及加载方式对渗透率应力敏感性的影响，并在此基础上对不同储层条件下的应力敏感性作了深入研究，为低渗透油田开发方案的合理制定提供了理论及试验依据。

考虑温度因素的储层敏感性预测方法近年来，随着石油资源的日益枯竭和环境污染的加剧，对油气储层的有效开发和管理日益成为焦点。

而储层敏感性预测是油气勘探开发中关键的一环，其能够为储层优化开发和管理提供科学依据和指导。

而在考虑储层温度因素的情况下，预测储层敏感性的方法就显得尤为重要。

储层敏感性是指储层岩石对采油活动的敏感程度，这种敏感程度反映了岩石物性与采油活动之间的相互影响关系。

储层敏感性预测方法可以通过分析储层岩石的物性参数及层位结构、耐受破坏能力等方面，对储层对采油活动的响应进行定量分析和评估。

传统的储层敏感性预测方法主要以地质统计分析为主，忽略了温度因素对储层敏感性的影响。

实际上，储层温度是影响储层敏感性的重要因素之一。

温度会改变储层岩石的物性参数和层位结构，从而影响储层的响应。

针对这种情况，本文提出了一种考虑储层温度因素的敏感性预测方法，其主要包括以下步骤：（1）储层物性参数测试和分析首先，对储层进行物性测试，包括孔隙度、渗透率、饱和度、流体粘度等参数的测定，并对测得的数据进行分析和处理。

这些参数是决定储层敏感性的关键因素，可以通过统计分析等手段研究其变化规律和敏感性关系。

（2）搜集和分析温度数据通过地质勘探和测井工作，获取储层的温度数据，分析其分布规律和变化趋势。

同时，将获得的温度数据与物性参数进行匹配，以研究温度对物性参数变化的影响，进而评估储层敏感性。

（3）储层敏感性评估模型构建针对以上收集和分析的数据，可以建立储层敏感性评估模型，该模型可以通过统计学方法建模，并考虑到温度对储层敏感性的影响，从而对储层敏感性进行更加准确的预测和评估。

（4）预测模型验证建立模型后，需要对模型进行验证，以确定模型的准确性和可靠性。

其中，可以通过地球物理数据和实际开采数据和采油实验数据作为参考，评估模型的准确性、稳定性和预测效果。

综上所述，考虑温度因素的储层敏感性预测方法可以更全面地评估储层的响应，提高储层的开发和管理效率，具有重要的研究价值。