储层应力应变与裂缝体积密度定量关系研究——以史南油田史深100块沙三段中亚段为例

低渗透储层是中国陆相沉积盆地重要的油气储层类型,而裂缝是低渗透砂岩储层油气的有效储集空间和主要渗流通道,影响着低渗透砂岩油气藏的开发方案部署和开发效果。建立应力应变与裂缝体积密度之间的定量关系是实现构造裂缝定量预测的关键。以史南油田史深100块沙三段中亚段储层砂岩样品为例,在物理测试和裂缝参数统计的基础上,根据岩石应变能和裂缝表面能守恒原理建立了理论力学模型,探讨了单轴压缩状态下储层应力与裂缝体积密度之间的定量关系。结果表明:裂缝体积密度和应变能密度呈线性关系,将储层应力值为0.85倍单轴压缩强度时的应变能密度作为产生裂缝所需克服的弹性应变能密度切实可行,只要进行少量的岩石单轴压缩实验就可获得应力应变和裂缝体积密度的定量关系。

裂缝体积密度与页岩气产能关系探究

目前页岩气储层压裂后产能评价主要通过储层压裂改造体积大小(SRV)进行计算,一般认为改造体积越大,页岩气产能效果越好,但往往没有考虑储层内部缝网密度对于页岩气产能的影响。如何结合储层内部缝网密度对页岩气产能进行合理评价是页岩气产能预测标准需要解决的问题。通过对页岩水力压裂储层内部缝网结构的分析,提出了基于裂缝体积密度的压裂改造效果的评价方法,首先通过滤失模型计算出裂缝体积,再结合SRV参数,使用SRV计算方法计算出储层压裂改造范围,然后依据压裂作业过程中满足的能量守恒与物质守恒定理,计算滤失体积,进而求出裂缝体积,用单位储层内裂缝体积占比,即裂缝体积密度,作为页岩气产能效果的评价标准。实验数据的分析结果表明:在SRV对于页岩气产能评价效果不明显的情况下,裂缝体积密度对于页岩气产能仍然保持很高的相关性,对页岩气储层压裂改造效果具有很好的评价指导作用。

基于岩石破裂特征及能量演化的致密砂岩脆性指数优选

脆性参数是致密油"三品质"评价中完井品质评价的重要敏感参数之一。采用岩芯三轴岩石力学参数测试方法,基于岩石破裂特征及岩石破裂过程中的能量演化优选出适用于鄂尔多斯盆地定边油田长7段致密砂岩储层的脆性指数计算方法。首次应用裂缝体积密度计算方法对岩石破裂复杂程度进行了定量表征,表征结果与岩石的弹性模量、抗压强度呈正相关;与泊松比、峰值应变呈负相关。通过对岩石力学参数各向异性系数C_1和C_2的分析,认为弹性模量和泊松比对各向异性更为敏感,两者构建的脆性参数更能体现岩石的脆性特征。基于岩石破裂的能量演化过程,将峰值强度前后能量变化大小与变化速率相结合,构建脆性评价新指标B_(EC),其与裂缝体积密度及前人提出的脆性评价指标均具有较好的相关性。以B_(EC)为衡量标准优选出适合研究区致密砂岩储层的脆性指数E/μ,该指数与研究区直井试油试采的初周日产液呈正比关系。研究结果为研究区水平井水力压裂施工时指示有利压裂层段提供了科学依据。