用微觀方法研究油田長8油層特低滲透砂巖油藏的巖石應力敏感性

李光耀 胡洪彬 王健(長慶油田第三采油廠吳起作業區717699)

油氣儲層上部的巖層荷載由巖石骨架和孔隙內的流體共同承受，在油氣開采過程中，地下的流體被開采出去，儲層的空隙壓力也就隨之降低，巖石骨架承受的巖層荷載也就更大，長期下去就會導致儲層發生彈塑性形變，儲層物性變化上表現為滲透率持續降低，這一現象被稱為巖石應力敏感性。這方面的研究也很多，有學者認為巖石應力敏感性只與巖石的硬度有關，也有學者將影響因素分成內外因素，認為巖石應力敏感性是多種因素綜合影響的結果。本文以鄂爾多斯盆地的某油田長6儲層為例，以微觀實驗方法分析其巖石應力敏感性。

一、長8油層特征概述

第一，物性特征。對該油田巖心物性進行檢測發現，孔隙度在7.2%-17.3%之間，滲透率在3.384×10-3um2-0.105×10-3um2之間，平均滲透率為0.605×10-3um2，與相鄰區塊進行比較厚得出該長8油層屬于特低滲透、低孔儲層。

第二，巖石學特征。該長8油層的巖石以中-細粒長石巖屑砂巖、巖屑長石砂巖、長石砂巖為主，顆粒中等大小，結構成熟度高，以次棱狀為主。長石的含量最高，為54.2%，石英和巖屑的含量分別為28.4%和8.4%，另外還有9%的填隙物。

第三，裂縫特征。對長8油層的巖心和巖石薄片進行分析發現，該區以斜交層面的構造縫和成巖破裂縫為主，未填充，有助于提高儲層的滲流能力。該油層的成巖作用強烈，在強烈的成巖作用和后期的構造擠壓作用下，構造縫和破裂縫發育。

二、微觀方法的巖石應力敏感性研究

1.實驗方法

本文采用的微觀實驗方法就是巖心驅替實驗，采集圓柱形的巖心，兩個孔隙型巖心，4個裂縫型巖心，分析巖心滲流能力的變化規律，以此來評價巖石的應力敏感性。由于本油田的長8油層的孔隙度、裂縫發育較差，我們設定了1、2.5、5、7.5、10、15、20MPa有效應力，測定巖心的滲流能力變化情況。

2.孔隙應力敏感性

將采集到的2個孔隙型巖心進行微觀實驗，發現其滲透率對有效應力變化的敏感程度較低，隨著有效應力的增加，巖心滲透率緩慢降低，如圖1所示。從圖中可以明顯看出，在有效應力剛開始增加階段(2.5—10MPa)，滲透率下降快；在有效應力增加的后期階段(10-20MPa)，巖心的滲透率下降緩慢。當有效應力增加到一定程度后，繼續增加有效應力，巖心的滲透率不變，說明此時有效應力對滲透率的影響已達到極限。實驗中施加給兩個巖心的有效應力從2.5MPa逐漸增加到20MPa，滲透率分別下降了34.2%和28.5%，屬于中等偏弱到弱的應力敏感性。而且，這兩個孔隙型巖心滲透率的變化規律表現為，前期階段滲透率下降快，后期下降慢，而且，卸載時的滲透率低于加載時的滲透率，表明滲透率的變化具有滯后性。

圖1 長8油層孔隙型巖心應力敏感性曲線

特低滲透油層的孔隙應力敏感性表現為上述結果是因為應力狀態改變導致骨架顆粒和孔喉結構之間的原始關系發生了變化，導致滲流通道也發生了變化。當特低滲透率的砂巖受到擠壓時，首先受到壓迫的是喉道而不是孔隙，故而有效應力剛開始增加時，巖石滲透率迅速下降，隨著有效應力的增加，尚未閉合的喉道逐漸減少，此時的滲透率下降速度逐漸變小。

3.裂縫應力敏感性

對采集的4個裂縫型巖心進行微觀實驗，通過人工造縫的方式來測定其應力敏感性，發現裂縫的應力敏感性較強。隨著有效應力的增加，裂縫型巖石的滲透率迅速降低，到7.5MPa以后，滲透率下降速度放緩，而從2.5-20MPa有效應力中，4個樣本的巖石滲透率分別下降86.5%、98.2%、99.3%、98.4%，且這四個裂縫型巖心幾乎都不具備裂縫滲流能力。然后再對比卸載和加載曲線，發現卸載后的滲透率恢復率在27.5%以下，這說明長8油層的裂縫應力敏感性強，遠遠超出孔隙應力敏感性，巖石一旦遭到破壞，就很難在短時間內得到恢復。

隨著油田開采深度和廣度的延伸，被采出的油氣越來越多，而油層的孔隙壓力下降，巖石骨架承受的有效應力增加，孔隙結構隨著有效應力的變化而發生一定的變化，進而導致油層滲透率的降低，影響油田的產能。而特低滲透率油層的巖石應力敏感性強，隨著開采的加深，應力敏感性加大，油層的開采難度也逐漸增大。

結束語

特低滲透砂巖油層的巖石應力敏感性強，滲透率恢復低，應注重其損傷機理、損傷模型等的研究，找出滲透率恢復率低的原因，并據此制定有效開采保護措施，避免對油層產生無法恢復的損害。

[1]齊亞東，戰劍飛，李曉明，等.特低滲透砂巖儲層應力敏感性實驗[J].科技導報，2012,30(3)：49-52.

[2]廖紀佳，唐洪明，朱筱敏，等.用微觀方法研究西峰油田長8油層特低滲透砂巖油藏的巖石應力敏感性[J].中國石油大學學報(自然科學版)，2012,36(2)：27-33.