砂岩储层射孔压实带孔隙度与渗透率损伤研究

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1、第36卷第6期岩土力学Vol.36No.62015年6月RockandSoilMechanicsJun.2015DOI：10.16285/j.rsm.2015.06.002砂岩储层射孔压实带孔隙度与渗透率损伤研究11123薛世峰，逄铭玉，朱秀星，张林，朱生虎1.中国石油大学（华东）工程力学系，山东青岛266580；2.胜利石油工程有限公司测井公司，山东东营257000；3.斯伦贝谢北京钻井动力学仿真中心，北京100022摘要：射孔孔眼是储层油气进入生产井筒的通道，聚能射孔过程会在孔眼周围砂岩储层产生不同程度的损伤。基于射孔效能物理试验和数值模拟，提出了一种用于定量评价射孔压实带孔隙

2、度和渗透率损伤程度的方法。应用塑性随动强化材料模型表征高应变率冲击载荷下的砂岩形变特性，通过显式动力分析程序LS-DYNA数值模拟孔眼压实区域的砂岩动力学响应，获得了砂岩骨架应力、塑性应变、体积应变等关键数据，结合射孔压实带孔隙度与渗透率演化模型，量化分析了砂岩射孔压实带损伤程度。以胜利油田粒间孔隙砂岩靶为例，数值结果与靶心流动效能测试、CT扫描数据能够较好地吻合，验证了定量评价方法的有效性。结果表明，聚能射孔对压实区域砂岩的损伤主要表现为塑性挤压和剪胀两种机制。在孔道内壁区域，砂岩骨架主要受剪胀作用，孔隙度增加；但塑性挤压又改变了原始孔隙结构，造成流动通道阻塞，渗透率降低。关键词

3、：砂岩；聚能射孔；压实带；孔隙度；渗透率；损伤程度中图分类号：TU451文献标识码：A文章编号：1000－7598(2015)06－1529－08Studyofporosityandpermeabilitydamageofperforationcompactionzoneinsandstonereservoir11123XUEShi-feng，PANGMing-yu，ZHUXiu-xing，ZHANGLin，ZHUSheng-hu(1.DepartmentofEngineeringMechanics,ChinaUniversityofPetroleum,Qingdao,Shando

4、ng266580,China;2.WellLoggingCompany,ShengliOilEngineeringCo.,Ltd.,Dongying,Shandong257000,China;3.SchlumbergerBeijingDrillingDynamicCenter,Beijing100022,China)Abstract:Theperforationtunnelisthechannelfortransportingthehydrocarbontothewellbore.Theshapedchargeperforationoperation,however,usually

5、leadstosomedamagetothesurroundingsandstone.Basedontheperforationefficiencytestsandnumericalsimulations,anewmethodisdevelopedtoquantitativelyevaluatetheporosityandpermeabilitydamagedegreeofthecompactedzone.Thekinematic-hardeningplasticflowlawisusedtodescribethesandstonedeformationunderhighstrai

6、nrateloading.Thendynamicresponsesofnear-tunnelsandstoneduringperforationprocessaresimulatedbyusingtheexplicitdynamicanalysiscodeLS-DYNA.Somekeydata,suchasthesandstonematrixstress,plasticstrainandvolumetricstrainareobtained.Subsequently,thedamagedegreeofcompactedzoneisquantitativelyanalyzedbyus

7、ingthesedatatogetherwiththeporosityandpermeabilityevolutionmodels.BycomparingnumericalresultswiththeexperimentalresultsofcoreflowefficiencyandCTscanningdatafromtheinterparticleporesandstonetargetsinShenglioilfield;goodagreementsareachie