低渗透储层很特殊吗——回应窦宏恩先生

李传亮

(油气藏地质及开发工程国家重点实验室 西南石油大学，四川 成都 610500)

低渗透储层很特殊吗
——回应窦宏恩先生

李传亮

(油气藏地质及开发工程国家重点实验室 西南石油大学，四川 成都 610500)

低渗透储层存在许多错误认识，如岩石高压缩性、强应力敏感、启动压力梯度和滑脱效应。这些都是实验室里的结论，都没有经过实践的检验，都不是科学认识，它们是由实验的系统误差所致。大量的生产实践已经表明，低渗透储层不存在强应力敏感。泥岩烃源层中的油气能够运移，说明启动压力梯度并不存在。低渗透储层其实并不特殊，与中高渗透储层也没有本质的区别，只是孔隙稍小、物性稍差、泥质稍多、产能稍低而已。中高渗透储层没有出现的奇特现象，低渗透储层也不会出现。

低渗透;油藏;岩石压缩系数;应力敏感;启动压力梯度

引 言

传统的体积法测量的岩石压缩系数呈现出逻辑反转的规律，即低孔高压缩和高孔低压缩(Hall图版)［1］，这显然违背了固体力学的基本原理。笔者在文献［2］中纠正了这一规律，并在文献［3］中给出了岩石压缩系数的测量新方法(弹性模量法)。新方法的测量结果已呈现出正确的逻辑关系，即低孔低压缩和高孔高压缩。

低渗透储层还存在许多其他的错误认识，如启动压力梯度、强应力敏感和滑脱效应等。然而，窦宏恩先生对笔者的观点很不认同，曾经发文质疑笔者的观点［4－5］，笔者也曾做出过回应［6－7］。窦先生最近又撰文质疑笔者的观点［8］，现就有关问题继续做出回应。

1 科学的检验标准问题

窦先生在文献［8］中提出了一个新的命题，即“实验是检验真理的唯一标准”，而哲学中认为“实践是检验真理的唯一标准”。实践包括人类的生产活动、社会活动和科学试验，其中并没有特别指明实验，而试验与实验是有区别的!试验是在原型上做的科学研究，实验是在模型上做的科学研究。一个认识是否正确，可以直接通过生产实践进行检验，也可以通过科学试验进行检验，但却不能通过实验进行检验。开展科学试验的目的，是为了规避直接生产带来的风险。一般是先进行科学试验，试验成功之后再推广到生产。油田上开辟生产试验区的目的就在于此。而实验则是在科学试验之前进行的一种科学探索。由于实验条件与生产条件相差甚远，实验结果不一定可靠，也不能直接推广到生产，实验结果是否正确必须通过科学试验或生产实践进行检验。化学驱油的室内实验效果再好也不能立即推广，必须通过一定的科学试验(先导试验)证明确实有效之后才能够推广。事实证明，许多实验结果都是错误的，如Hall图版和低渗透储层的强应力敏感等。窦先生的新命题显然违背了哲学的基本原理。

笔者曾经撰文认为低渗透储层不存在强应力敏感、渗流过程不存在启动压力梯度和滑脱效应［9－11］，窦先生认为这些认识都没有经过任何的实践检验［8］，其实是窦先生不了解情况，笔者的这些认识都直接来自于生产实践，而不是来自于实验。实验认识需要生产实践的检验，而实践认识则是直接被检验过了的。例如，低渗透致密储层生产过程中没有出现地层垮塌和地表沉降现象，而高渗透疏松地层生产过程却出现了地层垮塌和地表沉降现象［12－13］，因此，低渗透储层不存在强应力敏感是一个实践结论，何谈没有被实践检验?而室内实验得出的低渗透储层存在强应力敏感的结论，恰恰与生产实践相违背，是没有经过实践检验的认识。

2 岩石的压缩系数问题

窦先生在文献［8］中认为“岩石压缩系数”与“岩石孔隙压缩系数”不是同一个概念，而笔者并未说过它们是同一个概念!笔者在文献［7］中认为，岩石有9个压缩系数，孔隙体积的压缩系数只是其中之一。但是，油藏工程只使用孔隙压缩系数，另外8个都不使用，因此，在这种情况下人们才把孔隙体积的压缩系数直接称为岩石压缩系数，这么做并不会产生混乱，而且也是为了简洁和与流体压缩系数相对应。

笔者曾经建立了岩石孔隙体积的压缩系数与骨架压缩系数以及孔隙度之间的关系式［2］:

式中:φ为岩石的孔隙度;cp为孔隙压缩系数，MPa－1;cs为骨架压缩系数，MPa－1。

分别由下式定义:

式中:p为岩石的孔隙压力，MPa;σs为骨架应力，MPa;Vp为孔隙体积，m3;Vs为骨架体积，m3。

窦先生认为笔者提出的式(1)不正确，他在文献［4］中给出的关系式(8)才是正确的，即:

笔者在回应文章中未对式(4)进行评价［6］，窦先生质疑为何不评价［8］，现在分析一下式(4)的错误。

式(4)中的cf定义如下:

式中:Vb为岩石的外观体积，m3。

窦先生认为cf是指在围压不变的情况下，单位岩石体积在压力变化一个压力单位时孔隙体积的变化率(单位为MPa－1)。式(5)定义的cf是外观体积的变化率［4］，而非窦先生所认为的孔隙体积的变化率。其实，式(5)定义的岩石压缩系数应该用符号cbp表示，即岩石外观体积对孔隙压力的压缩系数。cf在油层物理中完全是另外一个概念［14－15］。

由于岩石的3个体积满足下面的关系式:

因此，窦先生得出下式:

式中:csp为岩石骨架体积对孔隙压力的压缩系数，MPa－1。

由下式定义:

窦先生由式(7)得出下式:

然后又引用下式:

窦先生认为式(10)引自斯坦福大学教授Gary Mavko、Tapan Mukerji和 Jack Dvorikin的著作《岩石物理手册》，可是窦先生文章中的参考文献［9］并不是该著作［4］，不知引自何处?

窦先生认为式(10)中的cpp为在孔隙压力不变情况下单位岩石孔隙体积的压缩系数，现在需要确定什么是单位孔隙体积的压缩系数?压缩系数一般定义为单位压力的体积变化率。窦先生没有给出压缩系数cpp的定义式，笔者不便猜测。但按照式(8)中csp的定义方式，cpp的第1个下标p应代表孔隙体积，第2个下标p应代表孔隙压力，可窦先生认为孔隙压力不变，不知cpp该如何计算?

窦先生认为式(10)中的cs为岩石骨架的压缩系数，也是没有给出定义，不知是哪个压缩系数，因为骨架的压缩系数有3个，但从符号分析应该为本文式(3)定义的压缩系数。

在引用式(10)后，窦先生又引用了下式［4］:

由式(10)和式(11)直接得出了上面的式(4)。既然由引用的式(10)和式(11)可以得出式(4)，窦先生给出式(5)～(9)又有何用?

根据前面的分析，cpp应该与cp为同一个压缩系数，这样一来式(11)就完全错误了。

窦先生在摘要中认为“岩石的压缩系数较岩石孔隙体积压缩系数小”［8］，这种说法有何依据?岩石有多个压缩系数，有比孔隙压缩系数大的，也有比孔隙压缩系数小的，却不能一概而论!

3 启动压力梯度和应力敏感问题

笔者否定启动压力梯度的存在是按照科学研究的基本原则行事的，“科学不允许有例外”是科学研究的基本原则，若某个理论存在一个例外，这个理论即可被否定［16－18］。

如果说低渗透储层中的流体流动需要启动压力梯度，那么渗透率更低的泥岩地层中的启动压力梯度数值会更大，流体更加不可能流动，可是泥岩烃源层生成的油气顺利运移进入了储集层，说明泥岩没有启动压力梯度，砂岩更加不可能有。窦先生认为油气运移是一种学说、而不是理论［8］，不知油气运移之说来自哪里?爱因斯坦的学说也不能称为理论吗?

窦先生认为笔者没有证明启动压力梯度不存在的实验数据，说明窦先生还不了解科学研究的基本方法，大自然把试验研究都做好了，笔者还有必要再进行实验研究吗?窦先生认为大量的国内外实验数据证明了启动压力梯度的存在［8］，可这也仅仅是实验数据，还没有被科学试验或生产实践所检验，怎么能够算得上是科学认识呢?

笔者在文献［6］中认为“储层岩石的应力敏感与岩石的压缩性密切相关，若岩石为刚体不可压缩，就不可能产生变形，也就不可能存在应力敏感”。窦先生认为笔者假设“岩石为刚体不可压缩”的条件不符合油藏开发实际［8］，难道笔者是认为地下的岩石为刚体不可压缩吗?

窦先生认为“目前许多油井都实施超前注水，降低了应力敏感的影响，使低渗透油藏递减减缓，不正是说明了低渗透储层有较强的应力敏感性?”现在要问窦先生的是，全世界的注水开发油藏甚多，都因为注水而使产量递减减缓，是不是所有注水开发的油藏都有极强的应力敏感?

笔者认为“疏松高渗透强应力敏感储层的开发，将出现地层垮塌和地表下沉现象”，窦先生认为这是错误认识，并认为“地层垮塌、地表下沉与诸多因素有关，区域构造应力、采出地下过量物质都会造成垮塌和下沉”［8］，窦先生的诸多因素其实只有2个:区域构造应力和采出地下过量物质。油藏短时间的开采过程中，区域构造应力基本保持不变，显然不是应力敏感的主要因素，因此，采出地下过量物质就是唯一的影响因素了，这个观点与笔者完全相同，笔者也一直在认为因为采出油藏流体而导致地层压力的下降，进而导致地层垮塌和地表沉降。

其实，应力敏感并不会影响油井的产量，相反还有利于驱油，因为孔隙必须把其中的油气排出之后才能压缩，才能出现所谓的应力敏感，因此，那种认为应力敏感对生产不利的观点是极其错误的［12］。窦先生认为笔者将“流体”和“流体流动”混淆［8］，而笔者何时将二者混淆了?

窦先生认为开发压裂是为了降低启动压力梯度［8］，但是裂缝在地层中的延伸范围十分有限，裂缝外面地层的启动压力梯度会因为压裂而有所降低吗?

笔者在文献［6］中认为“低渗透储层的自然产能低，不压裂也能出油”，而窦先生却反驳“若不压裂，无论等待多长时间，都不可能出现工业油流”［8］，窦先生的反驳与笔者的观点没有任何交集——笔者认为能出油，而窦先生说的工业油流。

窦先生说笔者认为“低渗透储层开发无应力敏感性”［8］，笔者并未说过低渗透储层无应力敏感性，而是“低渗透储层不存在强应力敏感”［9］。

4 结束语

低渗透储层其实并不特殊，与中高渗透储层也没有本质的区别，只是孔隙稍小、物性稍差、泥质稍多、产能稍低而已，通过压裂提高单井产能，通过井网优化提高波及，通过水质控制降低水敏和堵塞，是低渗透油藏开发的关键技术。至于滑脱效应、岩石压缩性和应力敏感、启动压力梯度等研究内容，对开发工作毫无意义，而且还会误导低渗透储层的开发实践。

其实，低渗透储层与中高渗透储层之间的界限是十分模糊的，而且还经常变化，中高渗透储层开发过程中没有出现的奇特现象，低渗透储层也不会出现，像滑脱效应、岩石强压缩性和强应力敏感、启动压力梯度等，都属于实验假象，是研究过程中出现的偏差，应当及时纠正，让科学研究回到理性的轨道上来。

［1］Hall H N.Compressibility of reservoir rocks［J］.Trans，AIME，1953，(198):309 －311.

［2］李传亮.岩石压缩系数与孔隙度的关系［J］.中国海上油气(地质)，2003，17(5):355 －358.

［3］李传亮.岩石压缩系数测量新方法［J］.大庆石油地质与开发，2008，27(3):53 －54.

［4］窦宏恩.质疑不存在启动压力之观点［J］.特种油气藏，2009，16(1):53 －57.

［5］窦宏恩，白喜俊.低渗透和高渗透储层都存在应力敏感性［J］.石油钻采工艺，2009，31(2):121－124.

［6］李传亮.应科学看待低渗透储集层——回应窦宏恩先生［J］.特种油气藏，2009，16(4):97－100.

［7］李传亮.低渗透储层存在强应力敏感吗?——回应窦宏恩先生［J］.石油钻采工艺，2010，32(1):121－126.

［8］窦宏恩.正确对待岩石孔隙压缩系数是认识低渗透储层的基础［J］.特种油气藏，2010，17(5):119－122.

［9］李传亮.低渗透储层不存在强应力敏感［J］.石油钻采工艺，2005，27(4):61 －63.

［10］李传亮，杨永全.启动压力其实并不存在［J］.西南石油大学学报，2008，30(3):167 －170.

［11］李传亮.滑脱效应其实并不存在［J］.天然气工业，2007，27(10):85 －87.

［12］李传亮，涂兴万.储层岩石的2种应力敏感机制［J］.岩性油气藏，2008，20(1):111 －113.

［13］ Sulak R M，Danielsen J.Reservoir aspects of Ekofisk subsidence［J］.JPT，1989，41(7):709 －716.

［14］何更生.油层物理［M］.北京:石油工业出版社，1994:23－25.

［15］李传亮，姚淑影，李冬梅.油藏工程该使用哪个岩石压缩系数? ［J］.西南石油大学学报，2010，32(2):182－184.

［16］李传亮，张学磊.对低渗透储层的错误认识［J］.西南石油大学学报，2009，31(6):177－180.

［17］李传亮.启动压力梯度真的存在吗?［J］.石油学报，2010，31(5):867 －870.

［18］李传亮.动边界其实并不存在［J］.岩性油气藏，

2010，22(3 ):121 －123.

Are low permeability reservoirs very special—— Reply to Mr．Dou Hong －en

LI Chuan－liang
(State Key Laboratory of Oil＆Gas Reservoir Geology and Exploitation，Southwest Petroleum University，Chengdu，Sichuan610500，China)

There are many misunderstandings about low permeability reservoirs，such as high rock compressibility，strong stress sensitivity，threshold pressure gradient and slippage effect，which all are misleading laboratory conclusions，not verified by practice，not scientific cognitions and resulted from experimental errors．A great quantity of production practice has manifested that low permeability reservoirs are not subjected to strong stress sensitivity．Oil and gas can migrate in mudstone source rock，meaning that threshold pressure gradient does not exist at all．In fact，low permeability reservoirs are not special and have no essential difference with medium －high permeability reservoirs except for lower porosity，poorer physical property，more shale content，and lower productivity．The peculiar phenomena not seen in medium － high permeability reservoirs also will not appear in low permeability reservoirs．

low permeability;reservoir;rock compressibility;stress sensitivity;threshold pressure gradient

TE311

A

1006－6535(2011)05－0131－04

20101112;改回日期20110314

李传亮(1962－)，男，教授，1983年毕业于大庆石油学院油气田开发工程专业，2000年毕业于中国科学技术大学流体力学专业，获博士学位，现从事油藏工程教学和科研工作。

编辑 姜 岭