頁巖孔隙結(jié)構(gòu)對儲層傷害率影響的研究

＊余 力

（貴州省煤田地質(zhì)局實(shí)驗(yàn)室 貴州 550081）

頁巖孔隙結(jié)構(gòu)對儲層傷害率影響的研究

＊余 力

（貴州省煤田地質(zhì)局實(shí)驗(yàn)室 貴州 550081）

本文介紹了頁巖孔隙結(jié)構(gòu)、應(yīng)力敏感性、儲層傷害率三者的聯(lián)系。通過壓汞測試實(shí)驗(yàn)和應(yīng)力敏感性測試實(shí)驗(yàn)對孔徑-儲層傷害率進(jìn)行了進(jìn)一步分析。

頁巖；孔隙結(jié)構(gòu)；應(yīng)力敏感性；儲層傷害率

1.頁巖孔隙結(jié)構(gòu)

隨著我國油氣開采量的不斷增加，人們想方設(shè)法的去研究油氣的開采，由于頁巖的孔隙中蘊(yùn)藏著豐富的油氣資源，因此研究微觀的孔隙結(jié)構(gòu)對油氣的開采有著重要的意義。其中，孔隙結(jié)構(gòu)的研究對頁巖勘探開采也有重要指導(dǎo)作用，而且對頁巖氣在納米級孔隙中的滲流機(jī)理和后期的產(chǎn)能預(yù)測研究具有重要指導(dǎo)意義。根據(jù)應(yīng)用化學(xué)學(xué)會和國際理論對孔隙的定義， Chalmers等將頁巖孔隙劃分為微孔(＜2 nm) ，中孔(介孔) ( 2-50 nm) ，大孔 (＞50 nm) 三類。

2.頁巖應(yīng)力敏感性

在煤層氣開發(fā)中，應(yīng)力敏感性，是指鉆井、完井及開發(fā)過程中，基質(zhì)內(nèi)應(yīng)力和有效地應(yīng)力的變化使煤儲層滲透率發(fā)生改變的現(xiàn)象。應(yīng)力敏感性評價是儲層保護(hù)方案設(shè)計(jì)、合理工作制度確定的重要依據(jù)，尤其對于低滲致密儲層更顯得意義重大。國內(nèi)外學(xué)者關(guān)于頁巖儲層應(yīng)力敏感性的研究已取得了顯著的成果，發(fā)現(xiàn)頁巖孔隙的尺寸是影響其應(yīng)力敏感性的重要因素。

3.頁巖儲層傷害率

儲層本身潛在的傷害因素有：巖石骨架顆粒成分、膠結(jié)類型、孔隙結(jié)構(gòu)、儲層敏感性礦物、巖石表面性質(zhì)及儲層流體性質(zhì)等，這些因素受外界條件影響會導(dǎo)致儲層滲透率降低。應(yīng)力敏感性是評價儲層傷害率的一個重要指標(biāo)。

4.實(shí)驗(yàn)

基于頁巖孔隙結(jié)構(gòu)、應(yīng)力敏感性、儲層傷害率之間的聯(lián)系，本文主要研究孔隙結(jié)構(gòu)與儲層傷害率之間的關(guān)系。

(1)實(shí)驗(yàn)設(shè)備

脈沖式孔隙度滲透率儀（巖心公司PoroPDP200）、壓汞儀（麥克默瑞AutoPore9500）

(2)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)評價

①三個不同孔徑的頁巖樣品進(jìn)行壓汞實(shí)驗(yàn)測試。

②對應(yīng)的樣品進(jìn)行壓力敏感性測試，計(jì)算出應(yīng)力敏感性傷害率。

圖1 2016-yy756

圖2 2016-yy158

圖3 2016-yy555

表1

圖4 2016-yy756

圖5 2016-yy158

圖6 2016-yy555

表2

5.實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

圖1、圖2、圖3為壓汞法測定的三個樣品的孔徑分布圖，三個樣品最大進(jìn)汞量對應(yīng)的孔徑分別是78．5nm、25．9nm、17．8nm。表1中2016-yy756平均孔徑119．3nm，孔隙分類為大孔；2016-yy158平均孔徑25．8nm，孔隙分類為介孔；2016-yy555平均孔徑13．8nm，孔隙分類為微孔。圖4、圖5、圖6為樣品的應(yīng)力敏感性曲線圖，可以看到，隨著模擬地應(yīng)力的增大，樣品滲透率是隨之減小的。表2是相對應(yīng)的應(yīng)力敏感性傷害率和傷害率等級。由此可以看出，頁巖樣品孔徑越大，應(yīng)力敏感性的變化趨勢越大，敏感性傷害率越大，反之，孔徑越小，敏感性傷害率越小。

6.結(jié)論

頁巖儲層的各種傷害因素，不僅影響增產(chǎn)效果，還會增加各類井下作業(yè)的工作量和成本，甚至還會影響此頁巖氣區(qū)的最終采氣率。因此，十分必要的。根據(jù)儲集層存在的應(yīng)力敏感性特征及應(yīng)力敏感性程度評價，可提出防止和減少傷害的可行性措施，對頁巖氣的開發(fā)、油氣增產(chǎn)、保護(hù)氣層有著十分重要的指導(dǎo)意義。

[1]CHALMERS，BUSTIN，POWER．2012．Characterization of gas shale pore systems by porosimetry, pycnometry, surface area, and field emission scanning electron microscopy/transmission electron microscopy image analyses: Examples from the Barnett, Woodford, Haynesville, Marcellus, and Doig units[J]． AAPG Bulletin,96(6):1099 －1119．

[2]Jelmert T A, Selseng H． Permeability funetion de seribeseore Permeability instress – sensitive roeks． Oil&Gas Journal, 1998, 12

[3]walsh J B． Effeet of porepressure and Confining Pressureon Fraeture Permeability． Int． J． of Rock Meehanies, Min． Sei． &Geoph, Abstraets, 1981, 18:429～435

[4]Jones F O． A Laboratory Study of the Effeets of Confining Pressure on Fraeture Flow and Storage Capaeity In Carbonate Rocks． JPT, 197,1:21～27．

余力（1985～），男，貴州省煤田地質(zhì)局實(shí)驗(yàn)室，研究方向：巖礦測試。

(責(zé)任編輯高鎮(zhèn)峰）

Study of the Influence of Shale Pore Structure on Reservoir Damage Rate

Yu Li
（Guizhou Coalfield Geological Bureau Laboratory, Guizhou, 550081）

This paper introduces the relation between shale pore structure, stress sensitivity and reservoir damage rate . By the pressuring mercury testing experiment and stress sensitivity testing experiment, it takes further analysis of aperture - reservoir damage rate.

shale；pore structure；stress sensitivity；reservoir damage rate

T

A