EXPERIMENTAL STUDY OF THE STRESS INFLUENCE ON PERMEABILITY OF PRODUCING OIL ROCKS

• Main Author: FLAVIO DA SILVA AZEVEDO
• Other Authors: EURIPEDES DO AMARAL VARGAS JUNIOR
• Language: Portuguese
• Published: PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO 2005
• Online Access: http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=6697@1; http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=6697@2

COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR === Reservatórios de hidrocarbonetos são sistemas dinâmicos que estão constantemente mudando durante a história da produção (depleção). A produção de fluidos, a partir de reservas de hidrocarbonetos, reduz a poro-pressão do reservatório, podendo levar à compactação das rochas devido ao aumento das tensões efetivas. Por outro lado, a injeção de água em um reservatório pode aumentar a poro-pressão e, com isso, diminuir a tensão efetiva. O conhecimento de mudanças de tensão e poro-pressão é essencial para uma boa gestão do reservatório, porque a alteração da tensão in situ durante a produção pode ter um impacto significante na performance do reservatório, variando a permeabilidade da rocha. O objetivo da atual pesquisa é estudar experimentalmente a variação, a anisotropia e a histerese de permeabilidade de rochas produtoras de petróleo (arenitos) sob variação dos estados de tensão hidrostático e triaxial verdadeiro. Para realização dos ensaios foi utilizado um novo equipamento triaxial verdadeiro, que aplica de forma independente as três tensões principais em corpos de prova cúbicos, atingindo, desta maneira, um estado de tensão mais realista para o estudo das propriedades relevantes das rochas. Os resultados dos ensaios apresentaram evidências que estimativas de produção e de reserva de hidrocarbonetos podem ser significativamente melhoradas, quando a permeabilidade é considerada uma variável dinâmica. A permeabilidade dos arenitos Berea, Rio Bonito e Botucatú se mostrou altamente influenciada, tanto pelo estado de tensão hidrostático quanto pelo triaxial verdadeiro. Contudo, o estado hidrostático apresentou maior influência na permeabilidade. === Hydrocarbons reservoirs are dynamic systems that constantly changes during depletion. The production of fluids from a reservoir often reduces pore pressure such that there is an increase in its effective stresses. This may cause compaction which, in turn, may impact matrix permeability. On the other hand, during water injection on reservoirs, the pore pressure increases and effective stress decreases. An understanding of these changes is of fundamental importance to performance predictions and management of the stress- sensitive reservoirs. The main objectives of this work is to experimentally investigate the stress dependence of rock producing oil permeability, its anisotropy and hysteresis under hydrostatic and true triaxial stress conditions. In the present investigation a new true triaxial equipment, one that is able to apply the three principal boundary stresses independently using cubic samples was utilized. This equipment can apply a realistic stress state to the rock samples for measuring of the relevant properties under stress states that mimic the in situ condition. The experimental results have produced evidence that hydrocarbon production and reserve estimates may significantly improve when permeability is considered as a dynamic variable. Permeability in all three formations (Berea, Rio Bonito and Botucatú sandstones) was shown to be strongly stress-dependent both under a hydrostatic stress state and under a true triaxial stress state. Nevertheless, the effect of stress states on permeability has clearly shown that permeability reduction under true triaxial stresses was less than that under hydrostatic stresses.