CN108375594A - 一种快速建立致密岩心初始含水饱和度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种快速建立致密岩心初始含水饱和度的方法。该方法包括：使用水润湿性纤维材料增加致密岩心表面的含水饱和度，至致密岩心的含水饱和度为初始含水饱和度的1/2；通过湿气驱替法增加致密岩心剩余1/2的含水饱和度，使致密岩心具有初始含水饱和度，完成致密岩心初始含水饱和度的建立。本发明的方法能够快速建立致密岩心低于束缚水饱和度的初始含水饱和度，而且可以保证饱和水在致密岩心中均匀分布。

Description

一种快速建立致密岩心初始含水饱和度的方法
技术领域
本发明涉及一种岩心含水饱和度的建立方法，尤其涉及一种致密岩心的初始含水饱和度的快速建立方法，属于岩心材料技术领域。
背景技术
在油气田开发过程中，需要对油气储层进行室内模拟评价。在评价储层敏感性、储层伤害因素及程度分析、钻井液储层保护效果评价、驱替液提高储层采收率评价、储层调剖堵水效果评价等流动实验中，需要建立储层初始含水饱和度或者根据实验需要建立一定的含水饱和度。
目前建立含水饱和度的方法主要有：①多孔板法；②干气驱替法；③离心法；④烘干法；⑤加湿气驱替法。
与常规砂岩储层相比，致密砂岩储层具有基质致密、孔喉细小及束缚水饱和度高等特征。按照我国致密砂岩储层地质评价标准，致密砂岩储层一般孔隙度小于10％、有效渗透率小于0.1mD、喉道半径小于1μm。因此，致密砂岩岩心孔隙毛细管力强，驱替非常困难。导致使用现有方法建立一定的含水饱和度通常面临实验时间长、误差比较大、不能精确控制岩心含水饱和度、难以建立低于束缚水饱和度的初始含水饱和度等。
综上，提供一种致密岩心任意含水饱和度的快速建立方法成为了本领域亟待解决的问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的在于一种致密岩心低于束缚水饱和度的初始含水饱和度的快速建立的方法。
为了实现上述技术目的，本发明提供了一种快速建立致密岩心初始含水饱和度的方法，该方法包括以下步骤：
步骤一：使用水润湿性纤维材料增加致密岩心表面的含水饱和度，至致密岩心的含水饱和度为初始含水饱和度的1/2；
步骤二：通过湿气驱替法增加致密岩心剩余1/2的含水饱和度，使致密岩心具有初始含水饱和度，完成致密岩心初始含水饱和度的建立。
在上述方法中，优选地，该方法还包括对建立的具有初始含水饱和度的致密岩心进行脉冲驱替的步骤，促进致密岩心内部含水饱和度分布均匀；
更优选地，采用氮气脉冲驱替对致密岩性进行驱替。
根据本发明的具体实施方式，采用氮气脉冲驱替，加快致密岩心中水分的分布均匀速率。
在上述方法中，优选地，脉冲驱替的脉冲压力为正弦压力波、梯形压力波或三角压力波的一种。
在上述方法中，优选地，脉冲驱替的脉冲压力波的频率为0.25Hz-2Hz。
根据本发明的具体实施方式，通过在气瓶的减压阀后安装脉冲压力阀提供脉冲压力，采用的脉冲压力阀为自动脉冲压力阀或手动脉冲压力阀。
根据本发明的具体实施方式，脉冲压力的压力波动范围根据致密岩心的渗透率确定，具体步骤包括：
对已经达到所需初始含水饱和度的致密岩心进行脉冲压力驱替实验，将压力波动的最大值从低到高设定至少3个数值，使用已设定的压力波动范围后的脉冲压力对已经达到所需初始含水饱和度的致密岩心进行10个脉冲驱替；然后称量脉冲前后致密岩心的质量变化，当岩心质量变化大于1％时的前一个脉冲压力为临界脉冲压力，其中，实际操作中的脉冲压力为临界脉冲压力的80％。
根据本发明的具体实施方式，脉冲压力驱替过程中，致密岩心通过高温高压回压阀施加回压，减少驱替过程中岩心中水分的流失。
在上述方法中，步骤二使用湿气驱替法为致密岩心增加致密岩心内部含水饱和度，湿气驱替的过程中，结合致密岩心速敏实验选择合适的驱替压力；
优选地，湿气驱替法的驱替压力小于致密岩心速敏实验的临界流速对应的驱替压力；
更优选地，驱替压力为使致密岩心含水饱和度的变化速率为1％/5min-5％/5min的压力。
在上述方法中，优选地，在进行步骤一之前，进行确定储层实际初始含水饱和度的步骤。
在上述方法中，优选地，根据储层实际初始含水饱和度确定致密岩心需要饱和水的质量。
根据本发明的具体实施方式，储层实际初始含水饱和度为储层主要开发层位通过测井、密闭取芯分析等获得的初始含水饱和度的平均值。
在上述方法中，选用不同的水润湿性纤维可以控制致密岩心表面含水饱和度的增加速率，提高该方法的精度；优选地，水润湿纤维材料包括脱脂棉纤维、莫代尔纤维、亲水改性的聚丙烯纤维或亲水改性的聚酯纤维。
在上述方法中，优选地，该方法还包括对建立的具有初始含水饱和度的致密岩心的水分均匀性进行分析的步骤。
根据本发明的具体实施方式，使用CT扫描仪，分析建立的具有初始含水饱和度的致密岩心的水分分布均匀性，采用的CT扫描仪为Deltascan100平移旋转头扫描仪或同类CT扫描仪。具体包括以下步骤：
将岩心安装在X射线衰减低的铝制压力容器内；
压力容器随着CT扫描仪支架移动，由高精度转换表实现精确移动所需的CT扫描仪在转换表每移动1mm的连续成像；
通过远程处理软件，将扫描数据转化为彩色图片、三位模型、视频等文件，可以直观的分析岩心内部水分的分布情况。
在上述方法中，如果扫描结果显示水分分布不均匀，则重复脉冲驱替的步骤，直至扫描结果显示致密岩心内部水分分布均匀。
本发明的快速建立致密岩心初始含水饱和度的方法通过分别增加致密岩心表面和内部的含水饱和度，实现了致密岩心任意含水饱和度的快速建立。另外，通过脉冲驱替缩短致密岩心内部水分分布均匀所需的时间，使用CT扫描技术确定致密岩心内部水分分布情况。
本发明的方法能够快速建立致密岩心的初始含水饱和度，而且可以保证饱和水在致密岩心中均匀分布。
附图说明
图1为水润湿性纤维材料增加致密岩心表面含水饱和度的流程示意图。
图2为湿气驱替法增加致密岩心内部含水饱和度的流程示意图。
图3为氮气脉冲驱替促进致密岩心内部含水饱和度分布均匀的流程示意图。
主要附图符号说明
1高压气瓶 2调压阀 3控制阀门 4脉冲压力发生器 5精密压力表 6CT扫描仪 7铝制岩心夹持器 8岩心 9高温高压回压阀 10手摇泵 11第一控制阀门 12第二控制阀门 13手摇泵 14CT扫描仪数据处理终端
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
实施例1
本实施例提供了一种快速建立致密岩心初始含水饱和度的方法，具体包括以下步骤：
1)将岩心洗油、洗盐、干燥后，使用覆压孔渗仪测定岩心的覆压孔隙度为6.82％，渗透率为0.126mD属于超低渗致密岩心，使用电子天平测定干岩心的质量为47.2107g，使用游标卡尺测得岩心的直径为2.468cm，长度为7.002cm，通过计算岩心的孔隙体积为2.283cm3；
2)将该地层水使用中速滤纸抽滤3次，过滤掉地层水的固相颗粒，使用液体密度计测得地层水的密度为1.025g/cm3，根据神木4井的测井数据，得到该井主力层位白垩系舒善河组平均含水饱和度为25％，因此按照初始含水饱和度为25％，结合岩心孔隙体积和地层水密度可计算的值岩心需要饱和地层水的质量为0.585g；
3)按照图1所示(图1中a部分为致密岩心在水润湿纤维上的放置方法，b部分为水润湿纤维将岩心包裹后的侧向透视图，c部分为水润湿纤维将岩心包裹后的顶视图)，将岩心放置到吸满水的亲水改性的聚酯纤维上，将纤维卷曲，将岩心全部包裹，每隔1分钟测定将岩心2取出，使用电子分析天平测定岩心吸水后的质量，直至岩心的质量需要饱和地层水质量的1/2，即0.2925±0.001g，此时岩心的含水饱和度为初始含水饱和度的1/2，即12.5％；
4)将含水饱和度为12.5％的岩心装入图2中岩心夹持器中，打开控制阀门，使用手摇泵为岩心施加5MPa围压，向容积为10L的高压中间容器中，装入3/5-4/5的地层水，打开高压氮气瓶，通过精密调压阀，将流程内压力调至2.5MPa，打开控制阀，使氮气通过高压中间容器中的水加湿后，注入岩心中，每驱替5min，关闭控制阀门，缷去围压，将岩心取出，测定岩心的质量，并计算5min内岩心内部含水饱和度变化幅度，如果变化幅度小于1％，则提高驱替压力，如果变化幅度大于5％，则降低驱替压力，直至通过湿气驱替岩心吸水水的体积质量达到0.2925±0.001g，此时岩心的含水饱和度达到地层初始含水饱和度25％；
5)如图3所示，将建立含水饱和度的岩心8放入CT扫描仪6自带的铝制岩心夹持器7的中，打开第一控制阀门11，使用手摇泵13为岩心施加5MPa围压，将高温高压回压阀9的压力设定为0.5MPa，打开第二控制阀门12，使用手摇泵10为高温高压回压阀9施加0.5MPa的回压，将脉冲压力发生的参数设定为峰值压力值2.5MPa，通过精密压力表5观察压力，频率为5Hz，打开高压氮气瓶1，通过精密调压阀2，将压力调至3MPa，打开CT扫描仪6，将扫描仪的扫描转换表精度设为0.0005，转换表每移动2mm连续成像，打开控制阀门3，使高压氮气瓶1中的氮气通过脉冲压力发生器4后产生峰值压力为2.5MPa，频率为5Hz的脉冲压力，使用脉冲压力驱替岩心，并观察CT扫描仪数据处理终端14中计算得到的岩心内部不同部位的含水饱和度，直至岩心内部含水饱和度分布均匀。
以上实施例说明，本发明的方法能够快速建立致密岩心的初始含水饱和度，而且可以保证饱和水在致密岩心中均匀分布。

Claims (10)

1.一种快速建立致密岩心初始含水饱和度的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一：使用水润湿性纤维材料增加致密岩心表面的含水饱和度，至致密岩心的含水饱和度为初始含水饱和度的1/2；
步骤二：通过湿气驱替法增加致密岩心剩余1/2的含水饱和度，使致密岩心具有初始含水饱和度，完成致密岩心初始含水饱和度的建立。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括对建立的具有初始含水饱和度的致密岩心进行脉冲驱替的步骤；优选地，采用氮气脉冲驱替。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述脉冲驱替的脉冲压力为正弦压力波、梯形压力波或三角压力波的一种。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述脉冲驱替的脉冲压力波的频率为0.25Hz-2Hz。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤二中，湿气驱替法的驱替压力小于致密岩心速敏实验的临界流速对应的驱替压力。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述驱替压力为使致密岩心含水饱和度的变化速率为1％/5min-5％/5min的压力。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在进行步骤一之前，进行确定储层实际初始含水饱和度的步骤。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，根据储层实际初始含水饱和度，确定致密岩心需要饱和水的质量。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水润湿纤维材料包括脱脂棉纤维、莫代尔纤维、亲水改性的聚丙烯纤维或亲水改性的聚酯纤维。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括对建立的具有初始含水饱和度的致密岩心的水分均匀性进行分析的步骤。
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