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裂缝性储层的应力敏感性研究

杨建政  
【摘要】: 本文深入探讨了裂缝性储层的应力敏感损害的规律和机理,为合理开采这类储层提供理论依据。通过对裂缝面的形态进行精确测量和描述,基于赫兹弹性接触理论可以对裂缝的实际接触过程进行分析和模拟,得到裂缝闭合和应力的关系,也可以在CMS-300上通过气测直接得到裂缝渗透率随应力的变化曲线,经过回归分析发现裂缝渗透率和应力的关系可以负指数函数来表示。根据平行板模型研究了裂缝的流动特征,由等效渗流阻力可以得到裂缝渗透率和裂缝开度、间距的关系。裂缝性储层的一个重要特征是渗透率具有强烈的各向异性,通过对各向异性介质渗流规律的研究发现采用张量理论可以对此进行很好的描述。基于叠加原理,本文建立了裂缝网络的分析模型并推导出任意方位裂缝的渗透张量的表达式,据此可对裂缝性储层的各向异性进行定量评价。不同方位的裂缝所处的地应力状态不同,本文建立了不同方位裂缝所受的法向应力和有效应力的模型。根据单缝的应力敏感曲线和地下裂缝的受力状态可对地下裂缝的应力敏感性进行分析,包括预测裂缝开度和裂缝渗透率随应力的变化。结合裂缝网络的渗透张量模型可对裂缝网络的应力敏感性进行分析,本文编制了相应的计算程序。钻开井眼时,井壁围岩的应力重新分布,形成的二次应力对井壁周围裂缝影响比较大,本文首先推出了井壁附近二次应力分布的弹性解析表达式,并分析了井壁围岩裂缝的受力情况,其中周向应力影响最大,然后进行了应力敏感性分析,尤其是不同方位、井内液体压力以及不同井眼轨迹对裂缝闭合的影响。


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