地层损害诊断应用岩石变形压实通过数值

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1、应用岩石变形/压实数值地层损害的诊断Well-Test模拟文摘测试分析是一种很有用的工具來评估和“明确”储层特性和性能在生产丿应力•墩感度诱导。曲于地层损害不口J逆的岩石变形自然减少渗透，从而改变石油/天然气生产。摘要木研究的口的是评估分析以及试验随着生产的耗竭导致渗透率降低和后续形成储层决定机制。因此，常规试井分析必须要改变，包括描述升石变形控制方程孔隙水压力的变化。在这部作品中一个叫3D流体流动/岩石力学完全耦合试井模型占和地层损害被发展出来。该数值模型具有良好的测试分析等降、压力积累和多试验渗透系数降低描述物水库。开发出来的控制方程圆柱坐标用来更好地模拟流量的儿

2、何形状描述流域在大多数好测试。此外，它假定的机械岩右特性的功能是平均冇效应力（例如，非线性摇滚变形）。典型的现场条件，结杲表明，结合岩石变形表现的影响由孔隙水压力的消耗、储层压实的表现覆盖大约在9.5英尺的气井井筒周围产生高地层损害。这次的损坏是不可逆的。渗透率只能通过井井筒脚附近的刺提高一些。可以说传统的井筒测试分析技术，由于形成伤害储层物可以导致错误的判断井流动动态性能。新的研究结果illustratethat油藏压力分布平而图可以用来作为一个“可视化”工具来识别地层损害通过变形/压试井分析。上述的联合效杲的过早诊断将为气田开发策略提供评价和数字地层损害。介绍它已

3、经显示（1・8）储层应力墩感岩石性质可能会明显改变孔隙水压力的变化，最大的空隙水压力的变化是在井眼和最大的偏差初始应力状态发现在井舉和彳也相邻的地方。这意味着在分析传统假设测试模式，如不断fluid-flow和岩石力学的岩石特性、不断应力状态不能再使用在以前的研究中,Osorio等问题表明生产减少与地层损害有关压力变化的损耗产生的应力状态导致岩石变形，覆压实、轴向载荷和损失这可能导致侧向支持地层损害其至远在远离井筒，或相邻的生产层研究测试的影响当上述假设不再存在并确定渗透率降低的机理芍后续井地层损害，必须解决描述岩石solid-part控制方程变形加上微分方程描述的孔

4、隙水压力的变化，由于其强大的非线性行为，解决这一组微分方程必须的进行计算。本文提出一种3D，点■分散型，有限的试井模型对试井和在储层岩石变形引起的地层损害。物质系统是体现在柱坐标和离散坐标的一种方法网格。在假设下壳体控制方程的主要依据：1）等温、油相流体流动；2）岩石坚硬部分变形表现为一个非线性弹性介质；和3）机械和液体流动是假定的平均有效应力函数。在一个二阶近似空间是被用来解决这组方程离散非线性一个fully-implicit程序适用于达到最大的数值稳定性结果，集代数方程组排列作为一个4x4分块矩阵系统相应的四种基本中每一个未知（如门增量位移在r-,0-和z■方向和

5、孔隙压力）数值的手段是用來解决这个方程组的迭代序列包括非线性特性的评价想孔隙压力和应力的功能状态。数学流体流动/岩石力学的耦合变形岩石的固体部分表现为一个非线性弹性介质和小应变，流体流量和岩十•力学性质是平均有效应力和有所变动的层间距离的函数，该模型可应用于两个无限和有限作用的储层。物理模型代表连续不断的同心缸套的水平位置（图1）,水平的，该系统分为弧角人小不同，壳体控制方程在柱坐标代表i个更现实的模拟流体几何模型人多数测试井都具有这种排水区，数学公式的模型來□两种不同的理论模型。一个流体流动模型描述孔隙流体的运动和一个防渗墙的变形模型描述坚硬的岩石。、流休流动压力模

6、型四项基本原则用来辅助控制流体流动方程。流体质量守恒、固体质量守恒，达西定律，状态传移方程。从算数角度来讲，这些关系被列入如下：流体质量守恒:1次Pf枷訂、1次Pf啊詁6、p冲IJrdr1伽0)Vtdtlf00CZ(1)固体质量守恒_1_6

7、/＞卫-0心"］_1_*川-血伽］_rdrrcOd［Ps(i-fyife1砂用［0-0)］〜—&—花—W—+幺(2)达西定律:状态转移方程为等温流体压缩性dp[cf二（4）pf3p在下文中，下标「，8,和z指的是r,e,和乙下标I和s指的是液相和固相,符号▽表示梯度。在方程式4中，p是密度，©是有效孔隙度，u是粘度，V是体积，

8、q是源头/汇点的术语表示每单位体积（按照惯例，我们采用减去标志代表一个源和加号表示汇点）K是渗透率，p是流体粘度，P是流体压力，t是时间,c是压缩性，下标f是指流体。结合方程1234（适用于可压缩流体）给出以下流体流动压力方程：在这儿，Vp孔隙体枳，公式3假设固体源头/汇点是零根据Zimmerman理论空隙休积在公式5中可以被表示。在上面，ev是体积应变（在这项研究屮得到的应力是止的如果压缩的）岩石模型材料的压缩性在-•个没有封套材料可压缩性测量试验屮测试，C是体积压缩系数表达的是在恒定的空隙压力上总体积的体积平均应力。这儿，a是平均应力，将公式6带