塔里木深层高温高压气藏应力敏感性研究：机理、影响与开发对策.docxVIP

塔里木深层高温高压气藏应力敏感性研究：机理、影响与开发对策

一、研究背景与意义

（一）塔里木深层气藏勘探开发现状

塔里木盆地作为我国能源勘探开发的重要区域，在国家能源战略布局中占据着举足轻重的地位。这里是我国深层气藏的高度富集区，其中克拉2、迪那2等气藏更是典型代表，展现出独特而复杂的地质特征。这些气藏普遍具有埋藏深度大的特点，深度超过3000米，部分区域甚至更深。地层压力极高，超过60MPa，这使得气藏内部处于一种高压强的环境，对勘探开发设备和技术提出了严苛要求。同时，高温也是一大挑战，温度高于120℃，在这样的高温条件下，不仅气藏内流体的物理性质发生变化，而且会对储层岩石的力学性质产生影响，增加了勘探开发的技术难度和复杂性。此外，这些气藏还呈现出低孔低渗的特性，孔隙度和渗透率较低，导致气体在储层中的流动阻力增大，开采难度显著提高。

近年来，随着勘探技术的不断进步，在塔里木盆地又陆续发现了致密气藏和裂缝性气藏。致密气藏的岩石颗粒细小，孔隙结构复杂，气体在其中的渗流能力极弱；裂缝性气藏则由于裂缝的存在，使得储层的非均质性更强，气体的流动规律更加难以把握。这些新类型气藏的发现，进一步凸显了储层应力敏感性对产能的关键影响。应力敏感性是指岩石在受到应力变化时，其孔隙结构和渗透率发生改变的特性。在塔里木深层气藏中，应力敏感性的作用不容忽视，它已经成为制约气藏高效开发的核心问题之一。

（二）应力敏感性研究的工程价值

在深层气藏的开采过程中，随着天然气不断被采出，地层压力逐渐下降。根据有效应力原理，地层压力的下降会导致有效覆压增加，而有效覆压的变化直接作用于储层岩石。岩石在这种压力变化下会发生变形，进而引发孔隙结构的改变。原本连通的孔隙可能会因岩石变形而变小甚至闭合，孔隙喉道也会变窄，这一系列变化使得储层的渗透率急剧下降，而且这种渗透率的损伤往往是不可逆的。

储层渗透率的下降对气藏开发的各个环节都产生了深远影响。在储量计算方面，不准确的渗透率数据会导致对气藏储量的误判，可能高估或低估储量，影响后续开发规划的准确性。产能预测也依赖于准确的渗透率信息，应力敏感性导致的渗透率变化使得产能预测变得更加困难，不准确的产能预测会影响气田的生产计划和经济效益评估。开发方案的制定更是与储层渗透率密切相关，不合理的开发方案可能会加速渗透率的下降，降低气藏的采收率，造成资源的浪费。

因此，深入揭示塔里木深层高温高压气藏的应力敏感规律具有重要的现实意义。通过掌握应力敏感规律，可以优化气藏的开发工作制度。例如，合理控制生产压差，避免因压差过大导致有效覆压急剧变化，从而减少对储层渗透率的损害。还可以根据应力敏感特征，选择合适的开采技术和工艺，如采用先进的压裂技术，在增加储层渗透率的同时，尽量减少对储层的伤害。这些措施不仅能够提高气藏的采收率，还能降低开发风险，保障气藏的长期稳定高效开发，为我国的能源供应提供可靠支持。

二、塔里木深层气藏地质特征与应力环境

（一）储层岩石学与孔隙结构特征

矿物组成

塔里木深层气藏的储层岩石矿物组成复杂多样，主要以石英、长石为主。石英具有硬度高、化学性质稳定的特点，在漫长的地质历史时期中，能够较好地抵抗各种地质作用的改造，为储层提供了基本的骨架支撑。长石则在成岩过程中，可能会发生不同程度的溶蚀和交代作用，对储层的孔隙结构产生影响。例如，斜长石的溶蚀可以形成次生孔隙，增加储层的储集空间。

除了石英和长石，储层中还含有一定量的黏土矿物，如伊利石、蒙脱石等。以B区块致密气藏为例，黏土含量高达15%-20%。黏土矿物的存在对气藏的应力敏感性有着重要影响。伊利石晶体结构呈层状，其颗粒细小，比表面积大，遇水后容易发生膨胀，从而堵塞孔隙喉道，降低储层的渗透率。蒙脱石的亲水性更强，吸水膨胀性更为显著，在应力变化时，更容易导致孔隙结构的破坏，进而诱发应力敏感现象。当储层受到有效应力增加的作用时，黏土矿物的膨胀会加剧孔隙喉道的收缩，使得气体的渗流通道变得更加狭窄，严重影响气藏的产能。

孔隙类型

塔里木深层气藏的孔隙类型丰富，以粒间孔、溶蚀孔为主。粒间孔是在沉积过程中，颗粒之间自然形成的孔隙空间，其大小和形状与颗粒的分选性、磨圆度以及排列方式密切相关。在分选较好、颗粒呈均匀分布的储层中，粒间孔的连通性较好，有利于气体的储存和渗流。然而，在深层气藏中，由于受到上覆地层压力的压实作用以及成岩过程中胶结物的充填，粒间孔的孔隙度和渗透率往往会降低。

溶蚀孔则是在成岩后期，由于地层流体中的酸性物质对岩石中的易溶矿物（如长石、碳酸盐岩等）进行溶蚀而形成的。这种孔隙类型的出现，为储层增加了额外的储集空间，改善了储层的物性。在塔里木盆地的一些地区，由于地层水中含有丰富的有机酸，对岩石中的长石进行溶蚀，形成了大量的溶蚀孔，提高了储层的含气性。

对于裂缝性