CN108204231A - 一种碳酸盐岩储层体积酸压导流能力的评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种碳酸盐岩储层体积酸压导流能力的评价方法，属于油气勘探开发技术领域。采用人工造缝装置对碳酸盐岩岩板进行剖缝和横向滑移，得到含有裂缝的上岩板和下岩板，进行第一导流能力测试，得到第一导流能力的取值，向上岩板和下岩板之间注入酸液，并进行第二导流能力测试，得到第二导流能力的取值，比较第一和第二导流能力的取值，由此可以知道注酸后导流能力提高的程度，由于测试岩板形成裂缝的方式更符合实际地层的情况，所以该碳酸盐岩储层体积酸压导流能力的评价方法可以为实际碳酸盐岩储层体积酸压施工参数优化、酸液体系优选及工艺优化提供科学的指导，同时，该方法操作简单，指导性强，应用范围广。
Description
技术领域
本发明属于油气勘探开发技术领域，特别涉及一种碳酸盐岩储层体积酸压导流能力的评价方法。
背景技术
我国碳酸盐岩储层的气藏资源量十分丰富。对于碳酸盐岩储层而言，其储层物性较差，岩石中石英含量较多，岩石脆性较高，因而就可以通过大规模体积压裂产生的裂缝，错位滑移形成自支撑，进而有效扩大储层的改造体积。2013年，中国石油西南油气田分公司震旦系灯影组致密储层试验了体积压裂，先采用低粘滑溜水或者低粘自生酸前置液进行大液量、大排量体积压裂或者体积酸压，次生裂缝发生滑移错位，再形成复杂缝网，再泵注主体酸对储层进行酸压改造，刻蚀沟通裂缝的压裂工艺，初步取得了一定成果。
在现有碳酸盐岩储层体积酸压导流能力的研究中，一般直接采用光滑或不平整岩板中间添加一定厚度垫片形成固定缝宽的形式来进行测试。
在实现本发明的过程中，本发明人发现现有技术中至少存在以下问题：
现有碳酸盐岩储层体积酸压导流能力的测试中模拟碳酸盐岩体积酸压形成的裂缝，与现场实际的出入较大，不能为实地碳酸盐岩储层体积酸压的开采提供合理的参考，同时，目前也没有针对碳酸盐岩体积酸压导流能力的测试评价方法。
发明内容
鉴于此，本发明提供一种碳酸盐岩储层体积酸压导流能力的评价方法，用于为实地碳酸盐岩储层体积酸压的开采提供参考。
具体而言，所述碳酸盐岩储层体积酸压导流能力的评价方法如下：
一种碳酸盐岩储层体积酸压导流能力的评价方法，所述方法包括：
采用人工造缝装置沿高度方向居中对碳酸盐岩岩板进行剖缝，得到不规则的上岩板和下岩板；
通过将所述上岩板和所述下岩板沿长度方向横向错位滑移，在所述上岩板和所述下岩板之间形成端面不平整的非规则缝；
对所述上岩板和所述下岩板进行第一导流能力测试，记录第一裂缝渗透率和第一平均裂缝宽度，计算得到第一导流能力的取值；
向所述上岩板和所述下岩板之间注入酸液，得到过酸后的所述上岩板和所述下岩板；
对所述过酸后的所述上岩板和所述下岩板进行第二导流能力测试，记录第二裂缝渗透率和第二平均裂缝宽度，计算得到第二导流能力的取值；
比较所述第一导流能力的取值和所述第二导流能力的取值。
进一步地，所述通过将所述上岩板和所述下岩板沿长度方向横向错位滑移，在所述上岩板和所述下岩板之间形成端面不平整的非规则缝之后，所述方法还包括：将所述上岩板和所述下岩板固定到导流室内。
进一步地，所述将所述上岩板和所述下岩板固定到导流室内具体包括：将一端或两端在高度方向超过所述碳酸盐岩岩板总高度二分之一的所述上岩板或所述下岩板固定在导流室下板，另一块岩板固定在导流室上板。
进一步地，所述将所述上岩板和所述下岩板固定到导流室内之后，所述方法还包括：在所述上岩板、所述下岩板的四周和所述上岩板、所述下岩板与所述导流室之间涂抹高温快干红胶，用于将所述上岩板、所述下岩板和所述导流室密封。
进一步地，所述在所述上岩板、所述下岩板的四周和所述上岩板、所述下岩板与所述导流室之间涂抹高温快干红胶之后，所述方法还包括：在所述导流室的中板与上下板之间添加垫片，用于保证所述导流室的中板注入口在所述上岩板和所述下岩板接触面的中心处。
进一步地，所述第一导流能力测试和第二导流能力测试通过注水实现。
进一步地，所述第一导流能力测试和第二导流能力测试中闭合压力的设定采用逐级设定。
进一步地，所述注入酸液为胶凝酸。
进一步地，所述注入酸液的时间长度为15～20min。
进一步地，所述第一导流能力的取值和第二导流能力的取值的计算公式如下：
KWf＝Kf×Wf
式中：KWf为导流能力，单位为μm2·cm；Kf为裂缝渗透率，单位为μm2；Wf为平均裂缝宽度，单位为cm。
本发明实施例提供的技术方案的有益效果：
本发明的一种碳酸盐岩储层体积酸压导流能力的评价方法，采用人工造缝装置沿高度方向居中对碳酸盐岩岩板进行剖缝，得到不规则的上岩板和下岩板，通过将上岩板和下岩板沿长度方向横向错位滑移，在上岩板和下岩板之间形成端面不平整的非规则缝，对上岩板和下岩板进行第一导流能力测试，记录第一裂缝渗透率和第一平均裂缝宽度，计算得到第一导流能力的取值，向上岩板和下岩板之间注入酸液，得到过酸后的上岩板和下岩板，对过酸后的上岩板和下岩板进行第二导流能力测试，记录第二裂缝渗透率和第二平均裂缝宽度，计算得到第二导流能力的取值，比较第一导流能力的取值和第二导流能力的取值，由此可以知道注酸后导流能力提高的程度，由于测试岩板形成裂缝的方式更符合实际地层的情况，所以该碳酸盐岩储层体积酸压导流能力的评价方法可以为实际碳酸盐岩储层体积酸压施工参数优化、酸液体系优选及工艺优化提供科学的指导，同时，该方法操作简单，指导性强，应用范围广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的一种碳酸盐岩储层体积酸压导流能力的评价方法的方法流程图；
图2为第一导流测试前上岩板和下岩板的位置示意图；
图3为第一导流能力测试和第二导流能力测试的测试管路图；
图4为第二导流测试后上岩板和下岩板的位置示意图。
具体实施方式
为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
本发明实施例提供了一种碳酸盐岩储层体积酸压导流能力的评价方法，如图1所示，该方法包括：
步骤101：采用人工造缝装置沿高度方向居中对碳酸盐岩岩板进行剖缝，得到不规则的上岩板和下岩板；
具体地，将井下取出的全直径岩心柱或露头按照酸蚀裂缝导流仪尺寸加工成与岩心夹持器宽度一致、长度稍长的长方体岩板，高度不能超过夹持器所允许的最大高度，沿加工好岩板的长度方向居中划线，将岩板从高度方向初步一分为二，利用岩板人工造缝装置，距离中心线左右各5mm以内位置将两端岩板夹持固定，在一定压力条件下沿居中划线方向人工剖缝形成两块不规则的上岩板和下岩板。
在本实施例中，首先选取井下碳酸盐岩储层全直径岩心柱，直径为100mm、长度200mm，将该岩心柱切割成长160mm、宽50mm、高46mm的长方体岩板，采用砂纸将6个面磨平，再用游标卡尺测量岩板的岩心高度，用油性笔在高度中心位置划线，将该岩板放入人工造缝装置夹持器中，左右调整岩板位置，使上下部造缝压头正对高度中心的划线位置，在一定压力条件下沿居中划线方向人工剖缝形成两块不规则的上岩板和下岩板，如图2所示，同时，需要注意的是，尽量避免岩板破碎。
步骤102：通过将上岩板和下岩板沿长度方向横向错位滑移，在上岩板和下岩板之间形成端面不平整的非规则缝；
具体地，将上下两块岩板宽度对齐后横向滑移错位，形成端面不平整的非重叠缝，同时保证岩板重叠部分长度大于或等于酸蚀裂缝导流仪岩心夹持器长度尺寸，按照酸蚀裂缝导流仪岩心夹持器长度尺寸，将上下岩板多余部分切掉，制成实验所用尺寸岩板。在本实施例中，将上岩板和下岩板沿宽度方向对齐，沿长度方向横向错位，形成端面复杂的不规则裂缝，此时岩板在长度方向有重叠，重叠部分的长度为150mm，岩板的宽为50mm，上岩板和下岩板之间的缝宽在3.8mm内变化，如图3所示，再用岩心切割机将含有复杂裂缝的上岩板和下岩板未重叠部分切掉，采用砂纸打磨切割面，确保上岩板和下岩板岩心端面平整，同时，对岩板表面照相，观察不规则裂缝形态特征。
步骤103：对上岩板和下岩板进行第一导流能力测试，记录第一裂缝渗透率和第一平均裂缝宽度，计算得到第一导流能力的取值；
在进行第一导流能力测试之前，该方法包括将上岩板和下岩板固定到导流室内，将一端或两端在高度方向超过碳酸盐岩岩板总高度二分之一的上岩板或下岩板固定在导流室下板，另一块岩板固定在导流室上板。在上岩板、下岩板的四周和上岩板、下岩板与导流室之间涂抹高温快干红胶，用于将上岩板、下岩板和导流室密封，在导流室的中板与上下板之间添加垫片，用于保证导流室的中板注入口在上岩板和下岩板接触面的中心处。
具体地，选择一端或者两端在高度方向超过碳酸盐岩岩板总高度二分之一的上岩板或下岩板固定在导流室下板，另一块岩板固定在导流室上板，并在岩板周围、岩板与导流室上下板间均匀涂抹高温快干红胶，做密封处理，保证岩板固定在导流室的外板，待红胶干透后，在导流室中板与上下板间添加各种规格厚度的垫片，确保导流室中板注入口在上下两岩板接触面的中心口附近，岩板间缝宽由上下岩板不整合接触面及剖缝岩板面不规则程度决定。
在本实施例中测量上岩板和下岩板端面中心点高度，下岩板一端中心点高度为24mm，选择下岩板固定在导流室下板，上岩板固定在导流室上板，在上岩板、下岩板周围和上岩板、下岩板与导流室直间均匀涂抹高温快干红胶，做密封处理，保证岩板固定在导流室内，待红胶干透后，在导流室中板与下板间添加11mm的密封垫片，在导流室中板与上板间添加8.5mm的密封垫片，导流室中板位于两垫片之间，组装好导流室，上紧10个螺丝。
对于第一导流能力测试而言，第一导流能力测试通过注水实现，并在测试中闭合压力的设定采用逐级设定。首先组装第一导流能力测试管路，如图3所示，再通过注水进行第一导流能力测试，注入流量20ml/min，确定储层闭合压力为50MPa，设定测试闭合压力分别为5MPa、10MPa、20MPa、30MPa、40MPa、50MPa，依次在5MPa、10MPa、20MPa、30MPa、40MPa、50MPa闭合压力下进行第一导流能力测试，在测试完成后，泄放压力、拆管线，完成第一导流能力测试。
其中，第一导流能力的取值的计算公式如下：
KWf＝Kf×Wf
式中：KWf为第一导流能力，单位为μm2·cm；Kf为第一裂缝渗透率，单位为μm2；Wf为第一平均裂缝宽度，单位为cm。
在本实施例中，在闭合压力为50MPa时，测得的碳酸盐岩储层体积酸压第一导流能力的取值为2.297μm2·cm。
步骤104：向上岩板和下岩板之间注入酸液，得到过酸后的上岩板和下岩板；
具体地，组装连接酸岩反应管路，设计过酸排量、过酸量、酸液类型及浓度、实验温度，按照设计参数从裂缝中心注入酸液进行酸与岩石反应实验，并过酸后对酸蚀表面形态进行照相。
其中，在不同注酸排量条件下，裂缝表面上的酸液流动速率不同，控制实验过程中的酸液流速，模拟不同排量下的酸岩反应过程。
酸蚀裂缝导流能力实验流量计算公式如下：
Q实验＝um×w‘×h’
式中：Q实验为实验排量，单位为m3/min；h’为岩板宽度，单位为m；w‘为岩板模拟裂缝宽度，单位为m；um为平均流速，单位为m/min。
酸蚀裂缝导流能力实验中酸量计算公式如下：
式中：Q实验为实验排量，单位为m3/min；h’为岩板宽度，单位为m；L‘为岩板长度，单位为m；σ为面容比，单位为m-1。
在本实施例中，首先组装好注入酸液的管路，设置实验温度为140℃，以排量200ml/min注入20％的胶凝酸，注入酸液的时间长度为15～20min。在注酸结束后，再注入清水10min，以达到降温和冲洗岩板表面残酸继续反应和避免实验结束后取岩板腐蚀实验人员手的目的，最后将管路整体的温度降至40℃以下，拆卸管线。
步骤105：对过酸后的上岩板和下岩板进行第二导流能力测试，记录第二裂缝渗透率和第二平均裂缝宽度，计算得到第二导流能力的取值；
具体地，第二导流能力测试也通过注水实现，并也在测试中闭合压力的设定采用逐级设定。首先组装第二导流能力测试管路，如图3所示，再通过注水进行第二导流能力测试，注入流量20ml/min，确定储层闭合压力为50MPa，设定实验闭合压力为5MPa、10MPa、20MPa、30MPa、40MPa、50MPa，依次在5MPa、10MPa、20MPa、30MPa、40MPa、50MPa闭合压力下进行导流能力测试，在测试完成后，泄放压力、拆管线，取出岩板，刮去岩石表面密封的红胶，观察并描述岩心裂缝表面，照相获得裂缝表面形态特征，如图4所示，完成第二导流能力测试。
其中，第二导流能力的取值的计算公式如下：
KWf＝Kf×Wf
式中：KWf为第二导流能力，单位为μm2·cm；Kf为第二裂缝渗透率，单位为μm2；Wf为第二平均裂缝宽度，单位为cm。
在本实施例的第二次导流能力测试中，在闭合压力为50MPa时，测得的碳酸盐岩储层体积酸压第二导流能力的取值为25.098μm2·cm。
步骤106：比较第一导流能力的取值和第二导流能力的取值。
具体地，根据不同闭合压力下第一导流能力的取值，作不同闭合压力下的导流能力关系曲线，分析闭合压力变化对碳酸盐岩体积压裂裂缝导流能力的影响，且计算不同闭合压力下导流能力保持率，评价形成的自支撑裂缝在储层闭合压力下的支撑能力及对油气渗流能力的贡献大小，其中，导流能力保持率＝指定闭合压力下的导流能力值/5MPa闭合压力下的导流能力，同时，收集第一导流能力测试后的岩心表面图像，观察裂缝表面凹凸特征和裂缝间隙大小。
根据不同闭合压力下第二导流能力的取值，作不同闭合压力下的导流能力关系曲线，并计算不同闭合压力下酸蚀裂缝导流能力保持率，评价酸刻蚀碳酸盐岩体积压裂不规则裂缝后，闭合压力变化对酸刻蚀裂缝导流能力的影响大小，同时，收集第二导流能力测试后岩心表面图像，观察裂缝表面凹凸特征和裂缝间隙大小。
将第一导流能力测试与第二导流能力测试得到的数据和岩心表面图像对比，对碳酸盐储层体积酸压导流能力进行评价。碳酸盐岩储层体积酸压导流能力的评价结果包括裂缝表面凹凸特征、酸刻蚀岩石形成沟槽及破坏自支撑面的特征，设定的试验参数、酸液类型对碳酸盐岩储层体积酸压裂缝导流能力的影响等。
本实施例通过提出一种碳酸盐岩储层体积酸压导流能力的评价方法，采用人工造缝装置对碳酸盐岩岩板进行剖缝，得到上岩板和下岩板，通过横向滑移在上岩板和下岩板上制造裂缝，对上岩板和下岩板进行第一导流能力测试，记录第一裂缝渗透率和第一平均裂缝宽度，计算得到第一导流能力的取值，向上岩板和下岩板之间注入酸液，得到过酸后的上岩板和下岩板，对过酸后的上岩板和下岩板进行第二导流能力测试，记录第二裂缝渗透率和第二平均裂缝宽度，计算得到第二导流能力的取值，比较第一导流能力的取值和第二导流能力的取值，由此可以知道注酸后导流能力提高的程度，由于测试岩板形成裂缝的方式更符合实际地层的情况，所以该碳酸盐岩储层体积酸压导流能力的评价方法可以为实际碳酸盐岩储层体积酸压施工参数优化、酸液体系优选及工艺优化提供科学的指导，同时，该方法操作简单，指导性强，应用范围广。
以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种碳酸盐岩储层体积酸压导流能力的评价方法，其特征在于，所述方法包括：
采用人工造缝装置沿高度方向居中对碳酸盐岩岩板进行剖缝，得到不规则的上岩板和下岩板；
通过将所述上岩板和所述下岩板沿长度方向横向错位滑移，在所述上岩板和所述下岩板之间形成端面不平整的非规则缝；
对所述上岩板和所述下岩板进行第一导流能力测试，记录第一裂缝渗透率和第一平均裂缝宽度，计算得到第一导流能力的取值；
向所述上岩板和所述下岩板之间注入酸液，得到过酸后的所述上岩板和所述下岩板；
对所述过酸后的所述上岩板和所述下岩板进行第二导流能力测试，记录第二裂缝渗透率和第二平均裂缝宽度，计算得到第二导流能力的取值；
比较所述第一导流能力的取值和所述第二导流能力的取值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过将所述上岩板和所述下岩板沿长度方向横向错位滑移，在所述上岩板和所述下岩板之间形成端面不平整的非规则缝之后，所述方法还包括：将所述上岩板和所述下岩板固定到导流室内。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将所述上岩板和所述下岩板固定到导流室内具体包括：将一端或两端在高度方向超过所述碳酸盐岩岩板总高度二分之一的所述上岩板或所述下岩板固定在导流室下板，另一块岩板固定在导流室上板。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将所述上岩板和所述下岩板固定到导流室内之后，所述方法还包括：在所述上岩板、所述下岩板的四周和所述上岩板、所述下岩板与所述导流室之间涂抹高温快干红胶，用于将所述上岩板、所述下岩板和所述导流室密封。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述在所述所述上岩板、所述下岩板的四周和所述上岩板、所述下岩板与所述导流室之间涂抹高温快干红胶之后，所述方法还包括：在所述导流室的中板与上下板之间添加垫片，用于保证所述导流室的中板注入口在所述上岩板和所述下岩板接触面的中心处。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一导流能力测试和第二导流能力测试通过注水实现。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一导流能力测试和第二导流能力测试中闭合压力的设定采用逐级设定。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述注入酸液为胶凝酸。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述注入酸液的时间长度为15～20min。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一导流能力的取值和第二导流能力的取值的计算公式如下：
KWf＝Kf×Wf
式中：KWf为导流能力，单位为μm2·cm；Kf为裂缝渗透率，单位为μm2；Wf为平均裂缝宽度。
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