应力敏感

油气层岩石在井下受到上覆岩层压力（P v ）和地层孔隙压力（P r ）共同作用。其中P v 仅与埋藏深度和上覆岩石的密度有关。由于岩石受力条件的变化导致有效应力(r v P P -)增加，从而造成孔隙与裂缝流道被压缩，导致油气层渗透率下降的现象称为应力敏感损害。应力敏感损害主要发生在疏松砂岩及裂缝性地层。影响应力敏感损害的主要因素包括压差、油气层自身能量以及油气藏的类型。进行应力敏感性评价实验的主要目的在于建立储层渗透率与有效应力之间的关系。

储层岩石在井内实际承受的有效应力可由式（2-7）求得：

孔隙上覆岩层有效－P P =σ（2-7）

在本实验中，由于围上覆岩层P ≈P ，驱替孔隙

0.5P P ≈，因此可得到式2-8： 驱替围有效－0.5P P ≈σ（2-8）

目前应力敏感性评价实验主要可用两种不同的方式进行，一种是将围压保持恒定（如3.5 MPa ），逐渐增加驱替压力以获得不同的有效应力（有效应力逐渐减小）；另一种是将驱替压力（即流量）保持恒定，逐渐增大围压以获得不同的有效应力（有效应力逐渐增加）。本实验研究主要选用后一种方式。

一般采用应力敏感指数来评价应力敏感性。应力敏感性引起的渗透率损害率有两种计算方式：

第一种计算方式是以式2-9计算应力敏感性引起的渗透率损害率2k D ： o

k K K K D 1min 12'-=×100％ (2-9) 其中：2k D ——应力不断增加至最高点的过程中产生的渗透率损害最大值； 1K ——第一个应力点对应的岩样渗透率，×10－3µm 2；

min K '——达到临界应力后岩样的渗透率的最小值，×10－3µm 2。

第二种计算方式是以式2-10计算应力敏感性引起的渗透率损害率3k D ： 1113K K K D r k '

-'=×100％ (2-10) 其中：3k D ——应力回复至第一个应力点后产生的渗透率损害率；

1K '——第一个应力点对应的岩样渗透率，×10－3µm 2；

r K 1——应力回复至第一个应力点岩样的渗透率，×10－3µm 2。 因应力敏感性引起的渗透率损害程度评价指标见表2-11：

表2-11 应力敏感性评价指标