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裂缝性砂岩油层应力敏感性及裂缝宽度研究

兰林  
【摘要】:裂缝性油气藏分布广泛,资源量十分丰富。裂缝的存在一方面改善了流体渗流通道;另一方面由于裂缝的强应力敏感性,加剧了钻井完井过程中工作液漏失,严重损害储层。应力敏感性和漏失结合起来研究裂缝宽度可为储层保护和开发试采方案制定提供依据。 本文以川中公山庙构造沙溪庙和凉高山组油层为研究对象,概述了裂缝性砂岩油层的地质特征。研究区沙溪庙组基块孔隙度主要分布在3~5%之间,凉高山组为1~3%,渗透率均主要分布在(0.005~0.05)×10~(-3)μm~2之间。基块孔喉细小,毛细管压力高;储层粘土矿物类型丰富,以绿泥石、伊利石和高岭石为主,还含有少量伊/蒙间层矿物;区内微裂缝和高角度构造裂缝不同程度地发育,平均裂缝密度可达1条/米。 论文探讨了多孔介质的有效应力模型,分析了砂岩粒度和含水饱和度对应力敏感性的影响,裂缝宽度随有效应力变化关系。基于流体敏感性实验中渗透率损害率计算是以地层水测定的渗透率为基准,指出了目前执行的行业标准在判定应力敏感程度方面的缺陷,强调应力敏感性评价应以原地有效应力时测得渗透率作为渗透率损害率的计算基准,并将其与行业标准、应力敏感系数法进行了对比,结果表明,行业标准法夸大了应力敏感损害程度,而基于原地应力的应力敏感性评价法更符合工程实际,也与应力敏感性系数法具有很好的相关性。研究区用应力敏感性系数法评价了基块和裂缝岩样的应力敏感性,损害程度分别为中等偏弱和中等偏强。 基于钻井液径向扩散假设,建立了裂缝宽度计算模型,用VB编写了裂缝宽度计算程序。钻井漏失时井筒与地层之间的正压差一般超过10MPa,模型计算出的裂缝宽度为393~776μm。研究区钻井液屏蔽暂堵实验表明发生漏失时裂缝宽度下限为150~200μm,而由漏失模型得到的裂缝宽度均大于200μm,从侧面说明计算结果满足漏失发生的先决条件。裂缝宽度有限元预测表明,当正压差为3MPa时,井壁裂缝宽度分布在200~350μm范围内,考虑漏失时的裂缝应力敏感性,裂缝宽度可达400~700μm,与漏失模型计算结果一致。 利用漏失数据求取井底裂缝宽度,丰富了裂缝宽度的获得手段,可与其它裂缝探测技术一道为储层保护工作液设计和油气井动态分析提供重要参数。


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