油气储层开发程度对地质力学的影响规律

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  摘要:为了研究油气储层在开采过程中所引起的孔隙压力变化特征对地质力学所造成的影响。需要建立多个介质弹性储层地质力学模型,分析正应力与剪应力之间的关系,从而研究储层压力变化,对储层附近的应力所带来的影响,恐惧压力的变化会使断层附近产生剪应力,并且造成储层地应力场的大小发生明显变化,在检验应力的影响下,低应力的大小发生程度会呈现线性降低,低应力方向也会发生偏转,偏转角是孔隙压力变化以及断层夹角之间的函数关系,在充分考虑到脱水作用以后,储层压力的变化会对上面覆盖层的地应力造成一定的影响。
  关键词:油气储层;地质力学;影响规律
  油气田在开发过程中,随着储层内流体的不断被采出,孔隙压力也会发生明显变化,在注水井附近又会形成异常的高压状态。结合相应的实验研究结果表明孔隙压力变化对地应力的变化尤为重要。因此在实际开采过程中,只有确保地应力控制在合理范围内,才能够确保钻井的安全性。压力衰竭游荡实施增产作业时衰竭所引起的低应力变化,会对裂缝的扩展收支模型造成直接影响。假如低应力发生剧烈变化,很有可能导致油气藏边缘的断层激活,严重威胁到油田的开采。因此加強对油气田在开采过程中合理控制储层地应力场的研究尤为重要。
  1地质特征
  通过对油藏的地质进行分析,我国部分油藏的地质特性均以席状砂、坝砂为主,且地层的厚度变化不是特别大,地形也比较平稳,通过利用电位曲线来进行监测地质,可以看出地形中的幅度变化比较大。油藏的地质特征比较复杂,而且开发难度比较大,主要的开发难点为:油层物性不理想,没有自然产能,储层之间相互联系,施工难度大,在进行油藏的开发中,不仅要控制各个储层之间的沟通,还要实现压裂砂的支撑,由于在压裂的过程中储层虑失率比较大,会造成采收率低的情况,常规的注水方式会造成能耗增加的现象,并且受到经济技术条件的限制,如果说该油藏储量比较少,要求布置井距必须要合理,只有这样才能完成驱替压差,但是在这个过程中,对于井网和井距的确定难度比较大。
  在油藏中主要的渗流机理就是体相流体和边界流体,但是由于油藏中孔隙比较小,边界流体所占的比例比较大。流体在岩石的空隙中往往会产生一些化学作用,对渗流规律造成很大的影响,油水在油层中进行流动的过程中,会受到这些因素的影响而产生阻力。只有克服掉这些阻力,才能让流体流动起来,边界流体往往会存在这些附加阻力,当孔隙两端的压力达到一定数值以后,岩石孔隙中的流体才会进行流动,会产生启动压力,想要克服启动压力单纯依靠自然产能是不可能完成的。
  2储层开发对储层地应力大小的影响
  油气田开发会导致储层水平内方向的低应力发生明显变化,通过对地应力的研究可以看出游前在长期开发过程中,地应力实测数据会发生明显改变。水平最小的地应力变化量与孔隙度压力变化相会呈现成正比例关系,储层压力降低水平,最小的地应力也会呈现出下降区。对于不同边界条件和地层性质的邮政,可以建立单轴压缩模型,结合相应的比例系数分析研究结果。根据孔溪县弹性理论的研究结果可以看出,储层力学性质为均质各向同性的底层单向压缩,且忽略横向变形的条件下水平对应力的变化与空气压力会呈现出正比例关系。
  3储层开发对储层地应力方向的影响
  通过对密闭断层控制的油气储层进行分析,如果断层走向与原始的水平地应力方向存在差异性,这会在断层附近形成有曲的剪应力。此时断层地带的低应力方向不会与原来的低应力方向保持一致,而且会形成一定的夹角,根据相应的地穴质力学模型分析油气储层在开发过程中对地应力方向的影响规律,其主要的模型包括储层存在非渗透性断层,另外在实际开采过程中要忽略地层温度的变化。
  4低应力对开发的影响
  地应力对油田的开发影响主要体现在净网部署,注水管理和压力改造等方面。由于我国部分油站的储层物形下非均质性较强,天然裂缝发育不完全,通过水力压裂改造是其中的一种重要的增产措施,在进行水利压力过程中,人工压裂的裂缝形态与延伸方向会受到地应力状态的控制。通常情况下,人工压裂缝一般会垂直于最小主应力的方向进行分布。通过对第一应力研究可以看出,地应力状态与压力裂缝之间的关系。压裂缝的形态会受到最大主应力状态的控制,因此人工压力裂缝的走向与水平最大主应力的方向一致。
  裂缝强制闭合和快速反排会导致地层岩石的体积发生应变。体积应变是指岩石多孔介质在变形过程中岩体的体积会发生改变,在流一固耦合渗流和变形模型间起着传递耦合的作用。利用数值模拟可以得出,地层最小水平主应力和最大水平主应力之间的差值,进而可以确定进行第2次施工的设计参数。
  由于裂缝强制闭合和快速反排会对最小水平主应力和最大水平主应力的差值产生影响,在进行裂缝强制闭合和快速反排后,地层中最小水平主应力和最大水平主应力的差值会变小,根据所得差值进行人工裂缝优化,继续加砂可以实现裂缝转向。
  通过大量的实验证明并结合储层的实际特点,可以得出在一样的地质条件下,如果想要新裂缝转向压裂技术发挥得更好,充分发挥自身的作用,在进行新裂缝转向压裂技术设计时就应该减少缝间距的影响,缩短人工裂缝和天然裂缝之间的距离,并且需要对施工的规模进行扩大,才能提高人工裂缝的波及范围以及转向功能,使人工裂缝和天然裂缝形成裂缝网络,进而提高油层中的渗流能力,在很大程度上能够提高油井的开采量。
  5结束语
  综上所述,油气储层在长期处在不平衡的状态下会直接导致地层的孔隙压力发生明显改变,并且会进一步造成促成低应力大小和方向发生明显变化,其中低应力大小的变化幅度可以通过线性模型进行计算而得出其敏感性和储层岩石力学参数和断层封闭状态等有着直接关系,因此在实际开采过程中,一定要控制好地层地应力的改变,才能够有效提高油田的开采效率。
  参考文献
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