CN109946437B - 一种兼顾基块与裂缝系统的裂缝性致密储层工作液损害评价方法 - Google Patents

一种兼顾基块与裂缝系统的裂缝性致密储层工作液损害评价方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及石油与天然气行业致密储层的储层保护领域，提供了一种兼顾基块与裂缝系统的裂缝性致密储层工作液损害评价方法。通过对岩心柱塞一端端面的裂缝部分进行密封，使得测试流体先经基块后入裂缝，模拟了裂缝性致密储层油气产出过程中的多尺度传质路径，通过单次的工作液循环，可测定岩心柱塞中基块和裂缝在工作液作用后的综合损害程度与基质与裂缝的损害占比，使工作液中添加的储层保护材料更具针对性。本发明操作简单，能够有效解决当前裂缝性致密储层工作液损害评价面临的问题，对于致密储层的保护储层工作液体系的优选、油气藏的高效开发具有重要的意义。

Description

一种兼顾基块与裂缝系统的裂缝性致密储层工作液损害评价 方法
技术领域
本发明涉及致密储层的储层保护领域，具体涉及裂缝性致密储层损害实验评价方法。
背景技术
就探明储量和技术实力而言，致密油气藏极具现实勘探开发意义。其具有的低孔低渗、细小孔喉、高毛管压力、丰富多样黏土矿物以及局部超低初始含水饱和度的特征致使致密储层油气产出困难，而天然裂缝发育的致密储层往往致使油气产出过程变得更加复杂，存在极高的损害风险，并且一旦损害，损害程度普遍较高。因此，准确评价裂缝性致密储层的工作液损害程度，对于此类油气藏的经济高效开发具有重要的意义。由于裂缝性致密储层油气产出过程十分复杂，且在各种潜在损害因素综合作用下，传统的储层损害评价方法应用受到极大限制。
目前针对致密储层的损害实验评价多依据行业标准SY/T 6540-2002《钻井液完井液损害油层室内评价方法》，其主要是通过模拟工作液在井下作业压差和温度条件下，评价岩样端面在有切向剪切和无切向剪切情况下损害后的岩样较损害前渗流能力的变化情况。而该方法仅能评价包括裂缝、基块在内的岩样整体的损害情况，而不能明确地指出基块和裂缝分别在工作液损害过程中起到了多少作用，各占了多少比例，并且不能确定工作液中所添加的降低工作液损害的配方主要是对岩样的裂缝还是基块起作用，除此之外，该方法为考虑裂缝性致密储层油气产出的多尺度路径，无法模拟基块和裂缝在地层中的综合损害过程。因此明确工作液损害过程中裂缝性致密岩样基块和裂缝的损害占比，形成一种兼顾基块与裂缝系统的裂缝性致密储层工作液损害评价方法，对于裂缝性致密储层的保护储层工作液体系的优选、油气藏的高效开发都具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种兼顾基块与裂缝系统的裂缝性致密储层工作液损害评价方法，即能够明确基块和裂缝损害占比的裂缝性致密储层损害评价方法。该方法通过对岩心柱塞一端端面的裂缝部分进行密封，使得测试流体先经基块后入裂缝，模拟了裂缝性致密储层油气产出过程中的多尺度传质路径，测定了岩心柱塞中基块和裂缝在工作液作用后的综合损害程度；裂缝较基块为更为高效的渗流通道，去除密封后可测定裂缝的损害程度；而通过粘结剂粘结裂缝，可测定基块的损害程度。因此本方法可通过单次的工作液循环，分析同一岩心柱塞在工作液损害过程中裂缝、基块及其综合的损害程度，明确岩样基质与裂缝系统的损害占比，以此为依据，分析基块和裂缝在在工作液损害过程中扮演的主次因素，以便开展后续的研究工作，除此之外还能在进行保护储层工作液体系优选配方时，通过分析目的地层(岩样)的基块和裂缝的损害占比，使得添加的储层保护材料更具有针对性，并且本方法模拟了致密储层油气产出的多尺度路径，为各类损害实验评价提供新的思路。本发明操作简单，能够有效解决当前裂缝性致密储层工作液损害评价面临的问题，对于致密储层的保护储层工作液体系的优选、油气藏的高效开发具有重要的意义。为达到以上目的，本发明通过以下技术方案实现：
(1)选取未见宏观裂缝的致密储层岩心柱塞，烘干；
(2)测定岩心柱塞的损害前基块渗透率(Km0)；
(3)将岩心柱塞沿中心轴线方向切割，造贯穿裂缝；
(4)选取一端作为入口端正向测定岩心柱塞的损害前裂缝渗透率(Kf0)；
(5)用密封膜密封岩心柱塞入口端面的裂缝部分，留出端面基块部分，并正向测定岩心柱塞的损害前综合渗透率(Ks0)
(6)模拟工作条件，在步骤(5)中的岩心柱塞反向循环待评价工作液；
(7)以一定的返排压差正向驱替岩心柱塞，直至流量稳定；
(8)正向测定步骤(7)岩心柱塞的损害后综合渗透率(Ks1)；
(9)去除入口端端面的密封膜，测定岩心柱塞的损害后裂缝渗透率(Kf1)；
(10)使用粘结剂将步骤(9)中的岩心柱塞裂缝壁面黏合，测定其损害后基块渗透率(Km1)；
(11)将步骤(2)、(4)、(5)、(8)、(9)、(10)测得的Km0、Kf0、Ks0、Ks1、Kf1、Km1数据带入如下方程，即可求得待测工作液对岩样基块与裂缝系统的损害程度及其损害占比：
Figure GDA0003107077890000031
Figure GDA0003107077890000041
Figure GDA0003107077890000042
式中：Rm为基块的损害程度，无量纲；Rf为裂缝的损害程度，无量纲；Rs为岩心柱塞综合的损害程度，无量纲；Km0、Kf0、Ks0分别为损害前基块、裂缝以及岩心柱塞综合的渗透率，mD；Km1、Kf1、Ks1分别为损害后基块、裂缝以及岩心柱塞综合的渗透率，mD。
与现有技术相比，本方法具有以下有益效果：
(1)能够明确工作液损害过程中，同一块岩心柱塞中基块与裂缝系统的损害占比，以此为依据，分析出在工作液损害过程中，基块或裂缝在其中所占的主导作用；
(2)模拟了裂缝性致密储层油气产出的多尺度传质路径以及地层中工作液对基块以及的裂缝的实际损害过程，使得实验结果更具可信度，更加切合现场实际；
(3)根据所测岩样的基块和裂缝的损害占比优选保护储层钻井液体系的配方，具有针对性地选用或增减配方中分别适用于基块或裂缝占主导作用的储层保护材料；
(4)提供了一种新的损害实验评价的思路，为其他类型的涉及到基块和裂缝的损害实验评价方法提供借鉴；
(5)操作工艺简单，实验耗时短，经济成本低。
附图说明
图1本发明实验装置流程图；
图中1、18、19.高压气瓶，2、4、9、11、12、16、17、21.控制阀，3、13.中间容器，5.全直径岩心夹持器，6、10.压力表，7.围压系统，8.加热系统，14.回压阀，15、22.流量计，20.信息采集系统。
图2裂缝与基块的综合渗透率测试方法示意图；
图中1、5.岩心柱塞基块部分，2、4.密封膜，3.岩心柱塞入口端，6.岩心柱塞裂缝部分。
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，结合附图对本发明的一个实施例作进一步描述。实施例只用于对本发明进行进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整也属于本发明保护的范围。
实施例1
为验证本发明的可靠性，利用塔里木盆地某区块典型的致密砂岩岩样为实验岩样，利用现场用聚磺体系钻开液，评价现场钻开液的储层保护能力，明确致密储层的基块与裂缝系统在待评价工作液作用下的损害占比。具体操作步骤如下：
(1)选取未见宏观裂缝的某区块致密砂岩岩心柱塞，在60℃条件下烘干48h；
(2)对岩心柱塞施加一定的围压后，打开阀2、阀4、阀9，阀12、阀16，关闭阀11、阀21，测定岩心柱塞的损害前基块渗透率(Km0)；
(3)将岩心柱塞沿中心轴线方向切割，造贯穿裂缝；
(4)选取一端作为入口端，重复步骤(2)的操作，正向测定岩心柱塞的损害前裂缝渗透率(Kf0)；
(5)用密封膜密封岩心柱塞入口端面的裂缝部分，留出端面基块部分，并重复步骤(2)的操作，正向测定岩心柱塞的损害前综合渗透率(Ks0)；
(6)开启加热系统8，将岩心夹持器5加热到储层温度，并维持温度稳定；
(7)打开阀9、阀11、阀17、阀21，关闭阀4、阀12，模拟工作条件，对步骤(6)中的岩心柱塞反向循环待评价工作液；
(8)打开阀2、阀4、阀9，阀12、阀16，关闭阀11、阀21，以一定的返排压差正向驱替岩心柱塞，直至流量稳定；
(9)重复步骤(2)，正向测定步骤(8)岩心柱塞的损害后综合渗透率(Ks1)；
(10)去除入口端端面的密封膜，重复步骤(2)，测定岩心柱塞的损害后裂缝渗透率(Kf1)；
(11)使用粘结剂粘结步骤(9)中的岩心柱塞裂缝壁面，重复步骤(2)，测定岩心柱塞的损害后基块渗透率(Km1)；
(12)将步骤(2)、(4)、(5)、(9)、(10)、(11)测得的Km0、Kf0、Ks0、Ks1、Kf1、Km1数据带入如下方程，即可求得待测工作液对岩样基块与裂缝系统的损害程度及其损害占比：
Figure GDA0003107077890000061
Figure GDA0003107077890000071
Figure GDA0003107077890000072
式中：Rm为基块的损害程度，无量纲；Rf为裂缝的损害程度，无量纲；Rs为岩心柱塞综合的损害程度，无量纲；Km0、Kf0、Ks0分别为损害前基块、裂缝以及岩心柱塞综合的渗透率，mD；Km1、Kf1、Ks1分别为损害后基块、裂缝以及岩心柱塞综合的渗透率，mD。
以上的具体实施方式已经结合附图和实例对本发明的方法进行了详细描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，只要在不超出本发明的主旨范围内，可对实验条件与分析方法及对象进行灵活的变更，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种兼顾基块与裂缝系统的裂缝性致密储层工作液损害评价方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)选取未见宏观裂缝的致密储层岩心柱塞，烘干；
(2)测定岩心柱塞的损害前基块渗透率(Km0)；
(3)将岩心柱塞沿中心轴线方向切割，造贯穿裂缝；
(4)选取一端作为入口端正向测定岩心柱塞的损害前裂缝渗透率(Kf0)；
(5)用密封膜密封岩心柱塞入口端面的裂缝部分，留出端面基块部分，并正向测定岩心柱塞的损害前综合渗透率(Ks0)；
(6)模拟工作条件，在步骤(5)中的岩心柱塞反向循环待评价工作液；
(7)以一定的返排压差正向驱替岩心柱塞，直至流量稳定；
(8)正向测定步骤(7)岩心柱塞的损害后综合渗透率(Ks1)；
(9)去除入口端端面的密封膜，测定岩心柱塞的损害后裂缝渗透率(Kf1)；
(10)使用粘结剂将步骤(9)中的岩心柱塞裂缝壁面黏合，测定其损害后基块渗透率(Km1)；
(11)将步骤(2)、(4)、(5)、(8)、(9)、(10)测得的Km0、Kf0、Ks0、Ks1、Kf1、Km1数据带入如下方程，即可求得待测工作液对岩样基块与裂缝系统的损害程度及其损害占比：
Figure FDA0003107077880000011
Figure FDA0003107077880000012
Figure FDA0003107077880000013
式中：Rm为基块的损害程度，无量纲；Rf为裂缝的损害程度，无量纲；Rs为岩心柱塞综合的损害程度，无量纲；Km0、Kf0、Ks0分别为损害前基块、裂缝以及岩心柱塞综合的渗透率，mD；Km1、Kf1、Ks1分别为损害后基块、裂缝以及岩心柱塞综合的渗透率，mD。
2.根据权利要求1所述的兼顾基块与裂缝系统的裂缝性致密储层工作液损害评价方法，其特征在于仅进行单次的工作液循环，便可分析同一块岩心柱塞受工作液损害后基块、裂缝以及综合的损害程度，明确岩样基质与裂缝系统的损害占比。
3.根据权利要求1所述的兼顾基块与裂缝系统的裂缝性致密储层工作液损害评价方法，其特征在于：所述的一定的返排压差是根据裂缝性致密储层的孔隙压力、储层的泄流半径以及驱替实验岩心柱塞的长度确定。
4.根据权利要求1所述的兼顾基块与裂缝系统的裂缝性致密储层工作液损害评价方法，其特征在于：对于致密储层的岩心柱塞进行渗透率测试时，所述的渗透率测试流体应为气体，并且应在岩心柱塞出口端施加一定的回压以消除滑脱效应。
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