低渗砂岩渗透率应力敏感性对气井产能的影响

《低渗砂岩渗透率应力敏感性对气井产能的影响》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第14卷第2期重庆科技学院学报（自然科学版）2012年4月低渗砂岩渗透率应力敏感性对气井产能的影响121王俊杨颖马淑芬（1.西南石油大学国家重点实验室，成都610500；2.冀东油田陆上作业区地质研究所，唐山063200）摘要：在应力敏感性实验中，采用改变围压的方法近似模拟储层所受压力变化，研究应力变化对储集层渗透率的影响。根据实验结果建立渗透率与有效应力之间的经验关系式，并基于Terzaghi有效应力理论考虑应力敏感性的产能方程，分析应力敏感性对气井产能的影响。关键词：低渗；渗透率；应力敏感性；气井产能中图分类号：TE31

2、2文献标识码：A文章编号：1673-1980（2012）02-0032-04随着中高渗储层的开发，低渗储层资源在能源0.30结构中的比重越来越大，然而低渗储层会因其特有0.252的低孔、低渗等性质而表现出应力敏感性等。应力mμ0.203-0敏感性是指骨架应力和孔隙流体压力共同作用产生/1率0.15的压差对微观孔隙结构的影响。天然气不断被采出透渗0.10地层后，孔隙流体压力也会随之下降，渗透率因此减小，由此引发的渗透率应力敏感性必然会影响气井0.05的产能。本文根据变围压应力敏感实验得到的结果，0010203040[1]推导出

3、基于Terzaghi有效应力理论的应力敏感性有效应力/MPa产能方程，并计算出产量的下降幅度。（a）加载0.251实验方法与结果分析0.201.1实验方法2mμ选取岩样4进行实验，孔隙度为5.48%，气3-0.150测渗透率为0.358×10-3μm2。实验装置主要包括/1率透0.10氮气瓶、岩心夹持器、回压阀、中间容器、3个泵渗以及若干压力表，实验流体为氮气，实验方法参0.05［2］照SY/T5358-2002标准设计。改变围压，测定0每一个围压下对应的渗透率值。0510152025303540有效应力/MPa1.2实验结

4、果分析岩样4渗透率与有效应力的关系实验结果可通过图1岩样4渗透率与有效应力的关系图1反映，图中的有效应力为围压与内压的简单差值。石的渗透率为一个常数。实际上，渗透率随孔隙流体可以发现，随着有效应力的增加，渗透率逐渐减小。压力发生变化。在气井的生产过程中，渗透率是孔隙流体压力的函数。2渗透率随孔隙流体压力的变化关系对于低渗砂岩岩石，渗透率与有效应力之间的在研究储层岩石渗流问题时，一般认为储层岩关系满足乘幂关系，于是可以得到渗透率与孔隙流收稿日期：2011-10-07基金项目：国家重点实验室国际合作项目（PLN0901）作者简介

5、：王俊（1983-），女，四川资中人，西南石油大学在读硕士研究生，研究方向为低渗油气田开发。·32·王俊，杨颖，马淑芬：低渗砂岩渗透率应力敏感性对气井产能的影响体压力之间的函数关系式：kv軆=－荦p（6）ccμ22k=c1(σeff)=c1(σ-kp)（1）-1式中：p—压力梯度，10MPa/cm；μ—流体黏度，当地层处于原始状态时，孔隙流体压力为原始mPa·s。地层压力pi，渗透率有效应力系数为地层压力下对实际气体的状态方程：应的值ki：pMc2ρ=（7）c2zRTki=c1(σeff)=c1(σ-kipi)（2）其中：z

6、—偏差因子，无因次；R—气体常数；p—压根据式（1）和式（2），有：力，MPa；T—绝对温度，K。ck2ik=c2(σ-kp)（3）将式（6）和式（7）带入式（5）中，整理得到：(σ-kp)iikp▽·荦荦p荦=0（8）式（3）即鄂北低渗砂岩岩石渗透率与孔隙流体μz压力的一般函数关系式。结合Terzaghi有效应力理引入拟压力函数：论，可以进一步得到对应的渗透率与孔隙流体压力pkp的关系式。φ=2乙dp（9）μzp0基于Terzaghi有效应力理论的渗透率与孔隙流根据式（9），有：体压力关系式（即式（3）），式中的ki=k=

7、1.0，则可得：2kpc▽φ=▽p（10）k2k=i(σ-p)（4）μzc2(σ-pi)结合式（8）和式（10），有：23▽φ=0（11）气井产能公式推导22222坠()坠()坠()其中，▽是拉普拉斯算子，▽=i+j+k。推导考虑渗透率应力敏感性的气井产能公式。222坠x坠y坠z3.1物理模型则气体平面径向稳定渗流的微分方程是：设某水平均质各向同性圆形等厚地层中心一口2dφ1dφ完善井，其地层边缘能提供充足的供给。设，供给边+=0（12）2rdrdr界为re，供给压力（地层压力）为pe，井半径和泄气半（2）考虑渗透率应力敏感

8、性的渗流数学模型及求径分别为rw和re，地层厚度为h，气体黏度为μ，井底解。物理模型的边界条件是：压力为pwf。气体渗流符合线性渗流规律且呈平面径在井底r=r处：向稳定渗流。wφ=φ（13）3.2渗流数学模型及求解wf渗流数学模型一般包含渗流微分方程和定解条在井底r=re处：件。常见的渗流