非线性应力作用下裂缝砂岩应力敏感性特征

doi:10.11885/j.issn.1674-5086.2020.12.03.01

西南石油大学学报(自然科学版) ›› 2023, Vol. 45 ›› Issue (1): 127-135.DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2020.12.03.01

非线性应力作用下裂缝砂岩应力敏感性特征

刘绪钢^1,2, 周涌沂¹, 张骏强², 肖文联², 任席瑶³

1. 中国石化华北油气分公司, 河南郑州 450006;
2. 油气藏地质及开发工程国家重点实验室·西南石油大学, 四川成都 610500;
3. 四川省科源工程技术测试中心, 四川成都 610031

收稿日期:2020-12-03 发布日期:2023-02-24
通讯作者: 肖文联,E-mail:joshxiao@163.com
作者简介:刘绪钢,1978年生,男,汉族,河南巩义人,高级工程师,主要从事致密低渗气藏开发研究与生产管理工作。E-mail:liuxugang.hbsj@sinopec.com
周涌沂,1970年生,男,汉族,四川武胜人,教授级高级工程师,主要从事油气田开发等方面的研究与管理工作。E-mail:zyynmamtf@163.com
张骏强,1995年生,男,汉族,四川成都人,硕士研究生,主要从事油气田开发等方面的研究工作。E-mail:1632955126@qq.com
肖文联,1983年生,男,汉族,四川渠县人,教授,博士,主要从事非常规油气藏渗流物理及油气田开发等方面的教学与科研工作。E-mail:joshxiao@163.com
任席瑶,1994年生,男,汉族,四川自贡人,助理工程师,硕士,主要从事非常规油气藏渗流物理科研及同位素实验方面的工作。E-mail:374668257@qq.com
基金资助:
国家自然科学基金面上项目（51874248）；四川省科技计划应用基础研究项目（2019YJ0420）；西南石油大学非常规油气渗流物理青年科技创新团队（2018CXTD10）

Effect of Nonlinear Effective Pressure on Stress Sensitivity in Fracture Sandstones

LIU Xugang^1,2, ZHOU Yongyi¹, ZHANG Junqiang², XIAO Wenlian², REN Xiyao³

1. North China Oil and Gas Branch, SINOPEC, Zhengzhou, Henan 450006, China;
2. State Key Laboratory of Oil and Gas Reservoir Geology and Exploitation, Southwest Petroleum University, Chengdu, Sichuan 610500, China;
3. Keyuan Engineering Technology Testing Center of Sichuan Province, Chengdu, Sichuan 610031, China

Received:2020-12-03 Published:2023-02-24

摘要/Abstract

摘要： 为了实现和评价变围压应力敏感实验关系转换为变内压应力敏感实验的等效关系，进而获取储层岩石渗透率与地层压力的关系，采用室内实验的方法，针对含微裂缝和人造裂缝的致密砂岩开展了变围压应力敏感实验、变内压应力敏感实验和特殊应力敏感实验；基于变围压实验数据，结合有效应力方程计算得到了实验岩样的渗透率随地层压力的变化关系，并与实验测定结果进行了对比分析。结果表明，计算得到的渗透率大于实验直接测定的渗透率，这种差异源于气体滑脱效应；基于Terzaghi有效应力方程计算的无因次渗透率小于对应变内压实验测定的无因次渗透率；基于非线性有效应力方程计算的无因次渗透率与对应变内压实验的无因次渗透率一致。有效应力和气体滑脱效应影响地层条件下渗透率的确定。

关键词: 有效应力, 非线性, 应力敏感, 人造裂缝, 微裂缝

Abstract: To implement the transformation of the relationships between permeability and confining pressures in changing-confining-pressure stress sensitivity experiments into the ones in changing-pore-pressure stress sensitivity experiments, and obtain the relationships between permeability and pore pressure, changing- confining -pressure stress sensitivity experiments and special stress sensitive experiments in tight sandstones with microfractures and artificial fractures are carried out. At the same time, based on the experimental data in changing-confining-pressure stress sensitivity experiments and the effective stress equations, the relationships between permeability and pore pressure are calculated, and are compared with the results in changing-pore-pressure stress sensitivity experiments. The results indicate that calculated permeabilities are larger than those measured directly, which is caused by the Klinkenberg effect, dimensionless permeabilities measured directly are equal to those calculated with the nonlinear effective principle, while larger than those calculated with Terzaghi effective principle. Both effective stress and slippage effect affect the determination of permeability in situ.

Key words: effective stress, nonlinear, stress sensitivity, artificial fracture, micro-crack

中图分类号:

TE311

刘绪钢, 周涌沂, 张骏强, 肖文联, 任席瑶. 非线性应力作用下裂缝砂岩应力敏感性特征[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2023, 45(1): 127-135.

LIU Xugang, ZHOU Yongyi, ZHANG Junqiang, XIAO Wenlian, REN Xiyao. Effect of Nonlinear Effective Pressure on Stress Sensitivity in Fracture Sandstones[J]. Journal of Southwest Petroleum University(Science & Technology Edition), 2023, 45(1): 127-135.

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