一种应力敏感性的测试方法技术

本发明专利技术涉及一种应力敏感性的测试方法，具体步骤如下：1)对待测试岩心样本加载轴向应力；2)采用低于速敏临界流速的流体对岩心进行水驱，将注入压力维持在设定值的流速作为实验流速；3)按照设定的流体压力间隔设置回压，记录设定的流体压力下的岩心渗透率，得到流体压力与岩心渗透率的对应关系，进而得到待测试岩心的应力敏感性结果。利用向岩心加载围压，以模拟现场工况中岩心受到的压力大小，再向岩心加载轴向压力，使岩心预先获得张应力，以提高流体压力通过岩心时，岩心的应力敏感性。按照设定的注入压力对岩心进行水驱，并保持水驱流速不变，通过间隔改变回压的方式，记录流体压力与岩心渗透率的关系，得到岩心的应力敏感性曲线。曲线。曲线。

【技术实现步骤摘要】
一种应力敏感性的测试方法


[0001]本专利技术涉及一种应力敏感性的测试方法，属于石油勘探开发及油藏工程领域。

技术介绍

[0002]应力是指物体由于外因(受力、湿度、温度场变化等)而变形时，在物体内各部分之间产生相互作用的内力，以抵抗这种外因的作用，并试图使物体从变形后的位置恢复到变形前的位置。应力敏感性是指多孔介质孔隙体积(孔隙度)、渗透率随有效应力改变的变化量。储层应力敏感性是指由于储层应力条件改变引起的车层渗透率发生变化的现象。由于低渗致密储层具有岩性致密、低孔低渗、气藏压力系数低、圈闭幅度低、自然产能低等特点，使得在低渗致密储层及微裂缝发育储层中关于储层应力敏感性的研究越来越受重视。
[0003]目前，石油行业采用的应力敏感性测量标准为SY/T5358
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2010。标准认为，油气藏开采过程中，随着储层内部流体的产出，储层孔隙压力降低，储层岩石原有受力平衡状态发生改变，导致岩石发生弹性或塑性变形，从而引起孔隙结构及孔隙体积发生变化，改变多孔介质的渗流能力，应力敏感性实验的目的在于了解岩石所受净上覆应力改变时孔喉道变形、裂缝闭合或张开的过程导致岩石渗流能力变化的程度。但是现有的应力敏感性测试方法同现场应用存在一定的距离，关于应力敏感性实验方法的研究主要是解决目前方法中存在的测量问题。具体存在的问题如下：
[0004]1)现有实验方法和处理只能处理流体压力较小的实验，对于高压注水实验，储层内部岩石颗粒应力条件表现为张应力条件下的数据无法获得；
[0005]2)获得的实验数据无法与现场数据合理对应，实验数据无法有效应用在计算中。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种应力敏感性的测试方法，用以解决实验数据无法与现场数据合理对应，导致实验数据难以在现场计算中应用的问题。
[0007]本专利技术的一种应力敏感性的测试方法，具体步骤如下：
[0008]1)对待测试岩心样本加载轴向应力；
[0009]2)采用低于速敏临界流速的流体对岩心进行水驱，将注入压力维持在设定值的流速作为实验流速；
[0010]3)按照设定的流体压力间隔设置回压，记录设定的流体压力下的岩心渗透率，得到流体压力与岩心渗透率的对应关系，进而得到待测试岩心的应力敏感性结果。
[0011]本专利技术提供一种应力敏感性的测试方法，利用向岩心加载围压，以模拟现场工况中岩心所受到的压力大小，再向岩心加载轴向压力，使岩心预先获得张应力，以提高流体压力通过岩心时，岩心的应力敏感性。按照设定的注入压力对岩心进行水驱，并保持进行水驱的流速不变，通过间隔改变回压的方式，记录流体压力与岩心渗透率的关系，进而得到岩心的应力敏感性曲线。
[0012]进一步地，步骤3)中，对流体压力与岩心渗透率的对应关系进行修正得到待测试
岩心的应力敏感性结果；所述修正方法为，根据现场数据，获取现场裂缝重张压力，将流体压力与岩心渗透率的对应关系生成的曲线进行平移，使曲线拐点对应的流体压力值等于现场裂缝重张压力；所述曲线拐点为，对应曲线上随着流体压力的增加，岩心渗透率发生突变的点；所述裂缝重张压力为，随着流体压力的增加，岩心渗透率发生突变的值。
[0013]获取现场裂缝重张压力值对已获得的应力敏感性曲线进行矫正，将曲线拐点的横坐标平移为现场重张压力值后，获得曲线为修正后，更加准确的应力敏感性曲线。
[0014]进一步地，步骤2)中，采用低于速敏临界流速的流体对岩心进行水驱时，若注入压力大于设定值，则降低流体速度，若注入压力小于设定值，则增加流体速度，直到注入压力维持在设定值。
[0015]通过改变流体速度的大小保持注入压力恒定，利用通过间隔改变回压的方式，记录流体压力与岩心渗透率的关系，进而得到岩心的应力敏感性曲线。
[0016]进一步地，步骤3)中，当所述曲线出现拐点时，在曲线拐点附近增加流体压力与岩心渗透率的记录点。
[0017]在曲线拐点附近，增加多组测试数据，加密曲线拐点附近流体压力与岩心渗透率的记录点。
[0018]进一步地，在步骤1)中，还对待测试岩心样本增加围压，用于模拟底层压力。
[0019]进一步地，步骤3)中，控制回压的方法为，通过回压控制系统进行控制，在有流体流经岩心样本后，当回压控制系统出口压力高于设定回压后，回压控制系统中的回压阀才能打开。
[0020]进一步地，注入压力维持的设定值为2.8～3.2MPa。
[0021]进一步地，对待测试岩心样本增加的围压为30MPa。
[0022]进一步地，间隔设置回压的时间间隔大于30min。
[0023]进一步地，步骤1)中，待测试岩心样本准备的方法为：从储层中钻取岩心，进行洗油、烘干，再使烘干的岩心充满地层水直到达到饱和。
附图说明
[0024]图1为流体加载压力颗粒受力示意图；
[0025]图2为轴向加载压力颗粒受力示意图；
[0026]图3为应力敏感性实验装置示意图；
[0027]图4为实验曲线与零轴向压力曲线示意图；
[0028]图5为4块岩心应力敏感性实验曲线；
[0029]图6为1号岩心平移后获得的储层应力敏感性曲线。
具体实施方式
[0030]为了实现上述目的，本专利技术提供一种应力敏感性的测试方法。利用三轴应力岩心加持器加载围压，以模拟现场工况中岩心所受到的压力大小；再利用三轴应力加持器对岩心加载轴向压力，使得岩心颗粒预先获得张应力，以提高流体压力的敏感性。按照一定流体压力间隔设置实验回压，并记录流体驱替的岩心压力，计算不同回压条件下的渗透率，绘制渗透率与平均流体压力关系曲线，该曲线就是岩心应力敏感性的实验曲线。再根据现场裂
缝重张压力对实验曲线进行修正，得到可以适用于现场工作情况的数据曲线。
[0031]本专利技术采用变回压实验方式对应力敏感性的进行测试，变回压实验方式是指在实验中，保持岩心围压恒定，在岩心出口增加回压；在一定流体驱替的速度下，通过改变回压，调整孔隙中的流体压力，实现岩石颗粒所受净应力的改变。
[0032]岩心在变回压实验中会受到轴向上的流体压力，具体受力方向和大小如下所述：岩心中各个颗粒的堆积模式近似类比为如图1所示的堆积模式，包括颗粒1、颗粒2、颗粒3和颗粒4，在流体压力的加载下，颗粒1、颗粒2、颗粒3和颗粒4的受力方向如图1所示。颗粒3和颗粒4分别受到方向向右和方向向左，大小相同的张应力。在流体压力的加载下，岩心的渗透率会逐渐增加。但仅仅依靠流体压力，岩心渗透率的拐点出现时间会比较晚，且为了绘制流体压力和渗透率的曲线图所利用的X轴的横坐标之间间隔较大，精准性不高。
[0033]本专利技术为提高流体压力的敏感性，预先对岩心增加一定的轴压，如图2所示，在轴向(Y方向)施加压力。图2中标出了该堆积模式下的颗粒3的受力分解，颗粒1、2受到轴向(Y方向)应力，大小相等，方向相反，值为δ
y
，颗粒3，4受到的径向(X方向)应力，大小相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应力敏感性的测试方法，其特征在于，具体步骤如下：1)对待测试岩心样本加载轴向应力；2)采用低于速敏临界流速的流体对岩心进行水驱，将注入压力维持在设定值的流速作为实验流速；3)按照设定的流体压力间隔设置回压，记录设定的流体压力下的岩心渗透率，得到流体压力与岩心渗透率的对应关系，进而得到待测试岩心的应力敏感性结果。2.根据权利要求1所述的应力敏感性的测试方法，其特征在于，步骤3)中，对流体压力与岩心渗透率的对应关系进行修正得到待测试岩心的应力敏感性结果；所述修正方法为，根据现场数据，获取现场裂缝重张压力，将流体压力与岩心渗透率的对应关系生成的曲线进行平移，使曲线拐点对应的流体压力值等于现场裂缝重张压力；所述曲线拐点为，对应曲线上随着流体压力的增加，岩心渗透率发生突变的点；所述裂缝重张压力为，随着流体压力的增加，岩心渗透率发生突变的值。3.根据权利要求1所述的应力敏感性的测试方法，其特征在于，步骤2)中，采用低于速敏临界流速的流体对岩心进行水驱时，若注入压力大于设定值，则降低流体速度，若注入压力小于设定值，则增加流体速度，直到注入压...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵隆坎，毕明柱，王少朋，张新新，高辉，王旭，何学文，党文斌，肖琳，许艳争，周立娟，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司华北油气分公司，
类型：发明
国别省市：