地层压力变化对渗透率的影响实验研究.pdfVIP

江汉 石 油职 工 大 学 学报 2012年03月 JournalofJianghanPetroleumUniversityofStaffandWorkers 第25卷 第 2期 地层压力变化对渗透率的影响实验研究 李世杰 (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] 储层岩石在地下随有效应力改变而发生变形，从而影响其渗流特性。利用从美国引进的三轴向岩石力学 测试系统，从岩石的力学特性入手，研究了储层岩石在地层压力下降和压力回弹过程 中的变形特征及渗透率变化规 律。实验发现，储层岩石的受力变形不是完全弹性的，在地层流体压力回弹过程中，部分变形不可恢复，地层压力恢复 时机越晚，产生的塑性变形越大，地层压力恢复后的渗透率保留率越低。对于某些储层岩石，当上覆压力增大，超过其 抗压强度后 ，又会产生裂缝，从而改善其渗透性能。 [关键词] 地层压力；渗透率；应力应变 [中图分类号] TE21；TE34 [文献标识码] A [文章编号] 1oO9—301X(2012)02一oO26一O3 随着油气开采的深入，地层压力在不断发生着变化， 骨架上的有效上覆压力和有效水平应力的增加。在实验 各种增产措施也会使瞬时局部应力发生改变，造成岩石 室内，可分别通过施加轴向应力差和围压(围压作用在岩 原有的应力状态发生变化，导致岩石受力变形[】]，从而改 样的四面八方)来模拟这一过程。渗透率测试采用常用 变其渗透性能。Geertsnm在 1957年提出了孔隙流体压 的瞬态法。由于篇幅所限，下面只给出了几种典型实验 力下降，会使多孔介质本身以及介质内的流体体积同时 曲线。 发生变化的看法[2]。对多孔介质的渗流特性研究，许多 2．1 全应力应变过程中的渗透率变化规律 学者 已经做 了大量工作，并且有 了成熟 的理论方 ∞ 驰 m o 图1、图2是两种典型砂岩，在模拟地层围压和孔隙 法|3卜【，有些研究，由于实验条件的限制，只能建立在改 压力条件后，进行轴向加载，模拟上覆压力变化全过程的 变有效围压的基础上嘲 ]，但是，随着研究方法的改进 应力应变曲线和渗透率与轴向应变的关系曲线。 和实验技术的发展，对储层岩石渗流机理的进一步研究 胶结砂岩 (地面kc一0．fi7~10-3m， 和认识仍有一定的发展空间。本文利用先进的设备，对 ■ ， ‘ 在三轴应力条件下，岩石的变形对渗透率的影响做了初 … 一 径 向应变1 。 径 向麻变2 ，f。 - —__一 液测i参遥卑． 。 步的实验研究。研究结果将为油气开采不同时期开发方 案的评价与调整提供依据。 墨 『 1 实验方法 l 一 ．．c．i I 实验方法：在三轴压力舱中，用围压模拟水平地应 (径阿)应变 ，mm ／mm (轴r¨J) 力，用孔压模拟地层流体压力，通过施加轴向应力模拟储