CN101984217A - 一种裂缝性储层损害评价的岩心预处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于石油天然气勘探开发过程中油气层保护方面的实验方法，涉及石油与天然气储层损害评价的岩心预处理方法，特别是一种裂缝性储层损害评价的岩心预处理方法，它分六个步骤完成，提供了一种可以有效弱化储层裂缝岩心的时间效应，减少裂缝岩心的时间效应对油气层损害评价的影响，可准确诊断油气层损害机理,为工作液优选提供依据的裂缝性储层损害评价的岩心预处理方法。

Description

一种裂缝性储层损害评价的岩心预处理方法
技术领域
本发明属于石油天然气勘探开发过程中油气层保护方面的实验方法，涉及石油与天然气储层损害评价的岩心预处理方法，特别是一种裂缝性储层损害评价的岩心预处理方法。
背景技术
随着常规油气资源产量的大幅下降和油气需求的日益增加，低渗透油藏、致密气藏（包括致密砂岩气藏、致密碳酸盐岩气藏和页岩气藏）亟待大规模开发。然而，致密气藏先天低孔低渗、粘土矿物丰富多样、裂缝发育的特点使其在钻井、完井、测试、修井、增产、开采等开发全过程的每个作业环节表现为易损害且损害后难以解除的特征。储层保护技术的实施，成为低渗透油藏和致密气藏勘探成功和经济开发的关键。储层损害评价及损害机理诊断是制订保护技术方案的科学基础。
对于低渗透油藏和致密气藏，裂缝提供了有效的渗流通道，因此科学合理的评价裂缝对各种流体的敏感性有着非常重要的意义。然而裂缝渗透率存在着极强的时间效应，即在有效应力作用下渗透率随时间变化而改变。裂缝渗透率随时间下降幅度可达到50%以上，如果在敏感性评价中不考虑时间效应将会对评价结果产生严重的影响。
损害评价是储层保护技术的基础，也是储层保护技术这个系统工程中很重要的一个环节。低渗透油藏和致密气藏在储量增长和能源供应方面正在发挥越来越重要的作用。裂缝是低渗透和致密储层的有效渗流通道，当前对于裂缝岩心损害评价方法并未考虑裂缝岩心的时间效应，因此形成一种弱化时间效应的岩心预处理方法，对于评价低渗透、致密储层损害有着重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以有效弱化储层裂缝岩心的时间效应，减少裂缝岩心的时间效应对油气层损害评价的影响，可准确诊断油气层损害机理,为工作液优选提供依据的裂缝性储层损害评价的岩心预处理方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种裂缝性储层损害评价的岩心预处理方法，依次包括以下步骤：
（1）对岩心进行造缝，加入支撑剂以得到合适的裂缝宽度；
（2）对造缝岩心进行测试确定岩心渗透率是否合格，不合格返回步骤（1），合格进入随后步骤（3）；
（3）将渗透率合格的造缝岩心放入饱和地层水或标准盐水的密封容器中进行抽真空，使饱和地层水或标准盐水完全侵入造缝岩心中，将岩心放入饱和地层水或标准盐水的密封容器中进行抽真空时间在48小时；
（4）将抽真空后的造缝岩心装入岩心夹持器中，设置了压力和温度；
（5）用氮气驱替中间容器中实验流体或用平流泵泵入实验流体（地层水或模拟地层水），使流体流速达到设计流速，每隔0.5小时或1小时测试液测渗透率一次，总实验时间不低于6小时；
（6）确定岩心预处理时间，如果连续两个时间点i和i+1对应的渗透率K i 和K i+1 满足，
[(K i -K i+1 )/K i ]×100<5%
则K i 对应的时间为渗透率稳定所需要的时间。
所述的步骤（1）对岩心进行造缝是，第101步，选用地井下岩心3块；第102步，沿轴向将岩心平均分成两半；第103步，半岩心裂缝面两侧抛光；第104步，半岩心中间加入软不锈钢片；??第105步，将两个半岩心造缝后合在一起，然后加入支撑剂以得到合适的宽度，用透明胶布把岩心捆牢，随后进行步骤（2）测试岩心气渗透率。
所述的将岩心放入饱和地层水或标准盐水的密封容器中进行抽真空是，将造缝岩心放入真空干燥器中，饱和溶液瓶中装入足量地层水或标准盐水，饱和溶液瓶通过控制阀与真空干燥器相连接，真空干燥器同时通过管道连接干燥塔与抽真空泵连接，开启抽真空泵，使真空干燥器形成负压，饱和溶液瓶中装入的地层水或标准盐水进入真空干燥器中的岩心，使饱和地层水或标准盐水完全侵入造缝岩心中，造缝岩心放入饱和地层水或标准盐水的密封容器中进行抽真空时间在48小时。
所述的确定岩心渗透率是否合格是通过将步骤（2）造缝岩心放入岩心夹持器6中，通过加压泵7加上15MPa围压在岩心夹持器6上，同时将岩心夹持器6温度控制在60℃，采用氮气瓶8中的氮气作为实验流体，控制节流阀13使节流阀13出口端通过一个压力表11直接到岩心夹持器6上，压力表11压力显示为3.5MPa，每隔0.5h通过计量泵10测试岩心夹持器6的渗透率一次，不断重复多次，如果造缝岩心渗透率超出50~1000×10-3μm2  范围，则返回步骤（1），如果造缝岩心渗透率在50~1000×10-3μm2范围内，则进入随后步骤（3）。
本发明与现有方法相比具有如下有益效果：
本方法可有效弱化裂缝岩心的时间效应，减少裂缝岩心时间效应对油气层损害评价的影响，可为油气层损害机理诊断、工作液优选提供可靠依据。
附图说明
下面结合实施例附图对本发明作进一步说明：
图1 是岩心造缝流程示意图；
图2 是岩心抽空饱和流程示意图；
图3 是岩心液体渗透率测试流程示意图。
图中：1、真空干燥器；2、饱和溶液瓶；3、真空表；4、干燥塔；5、抽真空泵；6、岩心夹持器；7、加压泵；8、氮气瓶；9、中间容器；10、计量泵；11、压力表；12、总阀门；13、节流阀；14、岩心。
具体实施方式
一种裂缝性储层损害评价的岩心预处理方法，依次包括以下步骤：
（1）对岩心进行造缝，加入支撑剂以得到合适的裂缝宽度；
（2）对造缝岩心进行测试确定岩心渗透率是否合格，不合格返回步骤（1），合格进入随后步骤（3）；
（3）将渗透率合格的造缝岩心放入饱和地层水或标准盐水的密封容器中进行抽真空，使饱和地层水或标准盐水完全侵入造缝岩心中，缝岩心放入饱和地层水或标准盐水的密封容器中进行抽真空时间在48小时；
（4）将抽真空后的造缝岩心装入岩心夹持器中，设置了压力和温度；
（5）用氮气驱替中间容器中实验流体或用平流泵泵入实验流体（地层水或模拟地层水），使流体流速达到设计流速，每隔0.5小时或1小时测试液测渗透率一次，总实验时间不低于6小时；
（6）确定岩心预处理时间，如果连续两个时间点i和i+1对应的渗透率K i 和K i+1 满足，
[(K i -K i+1 )/K i ]×100<5%
则K i 对应的时间为渗透率稳定所需要的时间。
步骤（1）对岩心进行造缝如图1步骤所示，第101步，选用鄂尔多斯盆地井下岩心3块；第102步，沿轴向将岩心平均分成两半；第103步，半岩心裂缝面两侧抛光；第104步，半岩心中间加入软不锈钢片；第105步，将两个半岩心造缝后合在一起，然后加入支撑剂以得到合适的宽度，用透明胶布把岩心捆牢，随后进行步骤（2）测试岩心气渗透率。
按照图2岩心抽空饱和流程，将造缝岩心14放入真空干燥器1中，饱和溶液瓶2中装入足量地层水或标准盐水，饱和溶液瓶2通过控制阀与真空干燥器1相连接，真空干燥器1同时通过管道连接干燥塔4与抽真空泵5连接，开启抽真空泵5，通过真空干燥器1和真空泵5管路上连接的真空表3读数观察，使真空干燥器1形成负压，饱和溶液瓶2中装入的地层水或标准盐水进入真空干燥器1中的岩心，使饱和地层水或标准盐水完全侵入造缝岩心中，造缝岩心放入饱和地层水或标准盐水的密封容器中进行抽真空时间在48小时。
岩心液体渗透率测试可通过图3设备和流程进行，如图3所示，将侵有饱和地层水或标准盐水的的岩心14放入岩心加持器6中，通过加压泵7加上15MPa围压在岩心加持器6上，同时将岩心加持器6温度控制在60℃，将氮气瓶8中的氮气驱替到中间容器9中提供中间容器9实验流体，控制中间容器9实验流体流速达到设计流速，每隔0.5h或1h通过计量泵10测试岩心加持器6的渗透率一次，不断重复多次，总实验时间不低于6h。实验结果表明，裂缝渗透率为627.0×10-3μm2的岩心在围压15MPa、温度60℃下，经过3.5h渗透率的变化率小于5%；裂缝渗透率为68.9×10-3μm2和114.0×10-3μm2的岩心在围压15MPa、温度60℃下，经过4h渗透率的变化率小于5%。渗透率测试时，在氮气瓶8出口连接总阀门12，在总阀门12和中间容器9之间串接连接节流阀13，节流阀13进出口端分别连接压力表11，在中间容器9和岩心夹持器6也分别连接压力表11，严格检测压力变化，使压力和温度控制在设定范围内。
本发明中，确定造缝岩心渗透率是否合格可以通过图3设备中移除中间容器9和流程进行。参见图3，移除中间容器9，将步骤（2）造缝岩心放入岩心夹持器6中，通过加压泵7加上15MPa围压在岩心夹持器6上，同时将岩心夹持器6温度控制在60℃，采用氮气瓶8中的氮气作为实验流体，控制节流阀13使节流阀13出口端通过一个压力表11直接到岩心夹持器6上，压力表11压力显示为3.5MPa，每隔0.5h通过计量泵10测试岩心夹持器6的渗透率一次，不断重复多次，总实验时间不低于6h。如果造缝岩心渗透率超出50～1000×10-3μm2范围，则返回步骤（1），如果造缝岩心渗透率在50～1000×10-3μm2范围内，则进入随后步骤（3）。
实验结果表明岩心需要在围压15MPa、温度60℃下，以设计流压渗流4h渗透率才能达到一个相对稳定值。在进行储层损害评价实验前应先使其在15MPa围压下，以设计流压进行渗流4小时后，再开展实验，这样得到的损害评价结果更为合理。

Claims (4)

1.一种裂缝性储层损害评价的岩心预处理方法，依次包括以下步骤：
1）对岩心进行造缝，加入支撑剂以得到合适的裂缝宽度；
2）对造缝岩心进行测试确定岩心渗透率是否合格，不合格返回步骤1），合格进入随后步骤3）；
3）将渗透率合格的造缝岩心放入饱和地层水或标准盐水的密封容器中进行抽真空，使饱和地层水或标准盐水完全侵入造缝岩心中，将岩心放入饱和地层水或标准盐水的密封容器中进行抽真空时间在48小时；
4）将抽真空后的造缝岩心装入岩心夹持器中，设置了压力和温度；
5）用氮气驱替中间容器中实验流体或用平流泵泵入实验流体（地层水或模拟地层水），使流体流速达到设计流速，每隔0.5小时或1小时测试液测渗透率一次，总实验时间不低于6h；
6）确定岩心预处理时间，如果连续两个时间点i和i+1对应的渗透率K i 和K i+1 满足，
[(K i -K i+1 )/K i ]×100<5%
则K i 对应的时间为渗透率稳定所需要的时间。
2.根据权利要求1所述的一种裂缝性储层损害评价的岩心预处理方法：其特征是：所述的步骤1）对岩心进行造缝是，第101步，选用地井下岩心3块；第102步，沿轴向将岩心平均分成两半；第103步，半岩心裂缝面两侧抛光；第104步，半岩心中间加入软不锈钢片；第105步，将两个半岩心造缝后合在一起，然后加入支撑剂以得到合适的宽度，用透明胶布把岩心捆牢，随后进行步骤2）测试岩心气渗透率。
3.根据权利要求1所述的一种裂缝性储层损害评价的岩心预处理方法：其特征是：所述的将岩心放入饱和地层水或标准盐水的密封容器中进行抽真空是，将造缝岩心（14）放入真空干燥器（1）中，饱和溶液瓶（2）中装入足量地层水或标准盐水，饱和溶液瓶（2）通过控制阀与真空干燥器（1）相连接，真空干燥器（1）同时通过管道连接干燥塔（4）与抽真空泵（5）连接，开启抽真空泵（5），使真空干燥器（1）形成负压，饱和溶液瓶（2）中装入的地层水或标准盐水进入真空干燥器（1）中的岩心，使饱和地层水或标准盐水完全侵入造缝岩心中，造缝岩心放入饱和地层水或标准盐水的密封容器中进行抽真空时间在48小时。
4.根据权利要求1所述的一种裂缝性储层损害评价的岩心预处理方法，其特征是：所述的确定岩心渗透率是否合格是通过将步骤2）造缝岩心放入岩心夹持器（6）中，通过加压泵（7）加上15MPa围压在岩心夹持器（6）上，同时将岩心夹持器（6）温度控制在60℃，采用氮气瓶（8）中的氮气作为实验流体，控制节流阀（13）使节流阀（13）出口端通过一个压力表（11）直接到岩心夹持器（6）上，压力表（11）压力显示为3.5MPa，每隔0.5小时通过计量泵（10）测试岩心夹持器（6）的渗透率一次，不断重复多次，如果造缝岩心渗透率超出50～1000×10-3μm2范围，则返回步骤1），如果造缝岩心渗透率在50～1000×10-3μm2范围内，则进入随后步骤3）。
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