CN110671090A - 一种基于酸蚀前后岩板表面积差值的碳酸盐岩酸压效果评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于酸蚀前后岩板表面积差值的碳酸盐岩酸压效果评价方法，在本发明中，首次利用碳酸盐岩岩板试样表面积变化作为粗略衡量其导流能力的评价标准，并采用金箔法对其进行测定，方法简便易行，在缺少导流仪等设备的情况下能够对酸液导流能力进行粗略评价；可以进一步将表面积变化归一化，通过单位面积的表面积变化值进一步评价非同类型岩板的导流能力；对酸蚀后岩板试样进行导流能力测试，与表面积变化阈值进行一一对应的标准，结果真实可靠。
Description
技术领域
本发明属于油气田开发领域，具体涉及一种基于酸蚀前后岩板表面积差值的碳酸盐岩酸压效果评价方法。
背景技术
酸压是碳酸盐岩油气田大型增产改造的重要措施，酸压裂缝导流能力来自于酸蚀后的粗糙裂缝表面，而不规则裂缝表面使得酸压导流能力预测变得较为困难。酸蚀裂缝的导流能力本质上由裂缝表面形状、闭合应力和岩石力学性质决定。在地层中能否形成均匀刻蚀的裂缝是决定导流能力大小的关键。
目前酸蚀裂缝导流能力室内物理模拟实验多用导流仪测试导流能力，把碳酸盐岩制成特质岩板试样，采用达西公式进行计算平行岩板试样的渗透率与导流能力的计算，计算过程中考虑了闭合压力、酸液粘度、排量等因素对导流能力的影响，但是再实际作业施工过程中，由于酸岩反应随机性与设备仪器的局限性，酸蚀裂缝的导流能力难以准确预测，具有一定的局限性。
申请号为201610143414.9的中国发明专利公布了一种碳酸盐岩的酸压效果的评价方法，通过对岩板式样进行扫描得到表面粗糙度的差值，并于阙值比较，从而评价待测酸液的酸压效果。此种方法需要用到三维表面形貌仪进行三维扫描，对仪器设备的要求存在一定的局限性。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明提供了一种碳酸盐岩的酸压效果的便捷评价方法，通过对碳酸盐岩岩板试样酸蚀前后不规则表面的表面积特征来进行酸压效果的评价，从而为后续酸液筛选、酸化压裂过程优化、酸化增产提供一定的理论依据。本发明是通过以下技术方案实现的：
一种基于酸蚀前后岩板表面积差值的碳酸盐岩酸压效果评价方法，
步骤一、测量岩板试样酸蚀前表面积；
步骤二、采用待测酸液对所述岩板试样进行酸蚀处理，完成酸蚀处理后，再次测量岩板试样酸蚀后表面积；
步骤三、求出岩板试样酸蚀后表面积与岩板试样酸蚀前表面积的差值；
步骤四、将求出的差值与阈值进行比较，从而评价待测酸液的酸压效果。
在上述技术方案中，在步骤一和步骤二中，所述岩板试样酸蚀前表面积和所述岩板试样酸蚀后表面积的测量方法为：对岩板试样表面涂抹包含金箔粉的涂抹液，以金箔质量代替岩板试样表面积，通过测量金箔质量得到岩板试样酸蚀前表面积和岩板试样酸蚀后表面积。
在上述技术方案中，所述涂抹液采用质量比分别为10％金箔粉与90％调金油混合制得。
在上述技术方案中，所述阈值通过以下步骤获得：
(1)测定标准岩板试样表面积。
(2)采用标准酸液对标准岩板试样进行酸蚀处理，完成酸蚀处理再次测定表面积。
(3)求出所述标准岩板试样的酸蚀前后表面积差值，作为阈值。
在上述技术方案中，所述标准酸液为已经在生产实践中针对岩体使用的酸液，例如20％(V/V)盐酸溶液。
在上述技术方案中，所述标准岩本是作为标准酸液的酸蚀对象，用于测定阈值的岩板试样式样，其大小形状、物性与岩板试样式样实质相同。
在上述技术方案中，通过将金箔均匀附着在岩板试样表面来进行岩板试样表面积的计算。
在上述技术方案中，采用10％金箔粉对酸蚀岩板试样表面进行覆盖，之后放入60°恒温烤箱进行烘干。
在上述技术方案中，所述岩板试样与所述标准岩板试样的大小形状相同，其长度为15-20cm，宽度为3-5cm，厚度为1-2cm。
在上述技术方案中，所述导流能力的测定按照API制定的《测定支撑裂缝导流能力的标准API-61，1989》。
在上述技术方案中，进行导流能力测试时，导流仪选用FCS-100型导流仪，闭合压力的10-30MPa，注入速率为10-30ml/min。
本发明的优点和有益效果为：
在本发明中，首次利用碳酸盐岩岩板试样表面积变化作为粗略衡量其导流能力的评价标准，并采用金箔法对其进行测定，方法简便易行，在缺少导流仪等设备的情况下能够对酸液导流能力进行粗略评价。
在本发明中，可以进一步将表面积变化归一化，通过单位面积的表面积变化值进一步评价非同类型岩板的导流能力。
在本发明中，对酸蚀后岩板试样进行导流能力测试，与表面积变化阈值进行一一对应的标准，结果真实可靠。
附图说明
图1为本发明实施例中酸蚀前岩板试样表面示意图。
图2为本发明实施例中酸蚀后岩板试样表面示意图。
图3为本发明实施例中酸蚀后岩板试样表面均匀涂满金箔粉的表面示意图。
图4为本发明实施例中酸蚀后岩板试样表面脱掉金箔粉的表面示意图。
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，可以根据以上附图获得其他的相关附图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
在本发明的实例中，裂缝导流能力采用API标准导流室来进行测定，测定方法为《测定支撑裂缝导流能力的标准API-61，1989》。导流仪选用FCS-100型导流仪。
实施例1
1.岩板式样准备
将目标碳酸盐岩的岩板切割成若干两端呈半圆弧的矩形，大小长17.7cm×宽3.8cm×1.5cm厚的岩板试样。
2.酸蚀前表面积测定
在进行酸蚀之前，将涂抹液均匀得涂在岩板式样表面，涂抹液采用质量体积比为10％金箔粉与调金油混合制得，之后放入60°恒温烤箱进行烘干，涂层形成后采用脱漆剂脱漆，脱漆剂为市面上常见脱漆剂即可，由涂层前后的岩板式样的质量取差值求得金箔质量，用金箔质量代替岩板试样的表面积。
3.酸蚀
用硅胶均匀涂抹在岩板式样与API导流室两侧的接触壁，防止酸液从岩板式样两边流出。再将岩板试样放置在真空容器内一段时间，直到所有空气从空隙中排尽，最后用水饱和岩板试样并测试密闭性，备用。
将两块岩板试样垂直对面放入导流室，模拟地层中的垂直裂缝，在注入速率为30ml/min的条件下注入酸液，开始酸蚀。酸蚀1小时后停止注酸，同时用清水清洗岩板试样与驱替管线内残酸，然后从导流室内取出岩板试样。
上述实验中注入的酸液分别选取：以油田常用的20％盐酸溶液作为标准酸液，并选取添加量稠化剂(质量体积比)分别为0.6％、0.8％、1.0％的稠化酸1、稠化酸2、稠化酸3作为待测酸液。
上述实验中闭合压力条件分别选取：10MPa、15MPa、20MPa、25MPa、30MPa。
导流能力测定：
式(1)：
其中：
Q——体积注入排量，mL/min。
μ——液体粘度，mpa·s。
ΔP——压差，KPa。
KWf——酸蚀裂缝导流能力，μm2·cm。
按照式(1)计算不同酸液的导流能力，结果如下表所示：
表1为不同酸液在不同压差条件下酸蚀导流能力
4.酸蚀后表面积测定
按照步骤2中对酸蚀后的岩板式样进行表面积测定。
5.酸蚀前后表面积差值ΔS计算。
对岩板试样酸蚀前后表面进行金箔覆盖，通过金箔质量变化差值对表面积变化进行评价。对数值进行无量纲处理，将酸蚀前的表面积记为1，从而得出表面积变化，结果如下。
表2为岩板试样在不同酸液酸蚀前后的表面积、差值及差值百分比
根据上述评价方法，可得出如下结论：
1)稠化酸1用于目标碳酸盐岩，酸蚀前后的表面积差值为3.6g，表面积差值百分比36％，大于标准酸液的阈值2.2g和22％；其导流能力在10-30Mpa压力条件下均高于标准酸液，因此稠化酸1是一种对目标碳酸盐岩具有优异酸压效果的理想酸液。
2)稠化酸2用于目标碳酸盐岩，酸蚀前后的表面积差值为2.9g，表面积差值百分比29％，大于标准酸液的阈值2.2g和22％；其导流能力在10-30Mpa压力条件下均高于标准酸液，因此稠化酸2是一种对目标碳酸盐岩具有优异酸压效果的理想酸液。
3)稠化酸3用于目标碳酸盐岩，酸蚀前后的表面积差值为1.6g，表面积差值百分比16％，小于标准酸液的阈值2.2g和22％；其导流能力在10-30Mpa压力条件下均低于标准酸液，因此稠化酸3对目标碳酸盐岩不具有理想的酸压效果。
如果把标准酸液的酸蚀效果作为阈值，可以用酸蚀前后岩板试样表面积变化值作为评价酸液酸蚀效果的评价标准，即在形成明显酸蚀通道的情况下，ΔS(％)值在≥22％时可以认为酸液对碳酸盐岩的酸蚀具有较好的效果，可以作为一种优异的酸压理想酸液。反之，ΔS(％)值在≤22％时，可以认为该酸液的酸蚀效果不能达到标准酸液的酸蚀效果，对碳酸盐岩的酸压效果作用不明显。
以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种基于酸蚀前后岩板表面积差值的碳酸盐岩酸压效果评价方法，其特征在于，按照下列步骤进行：
步骤一、测量岩板试样酸蚀前表面积；
步骤二、采用待测酸液对所述岩板试样进行酸蚀处理，完成酸蚀处理后，再次测量岩板试样酸蚀后表面积；
步骤三、求出岩板试样酸蚀后表面积与岩板试样酸蚀前表面积的差值；
步骤四、将求出的差值与阈值进行比较，从而评价待测酸液的酸压效果。
2.根据权利要求1所述的一种基于酸蚀前后岩板表面积差值的碳酸盐岩酸压效果评价方法，其特征在于：在步骤一和步骤二中，所述岩板试样酸蚀前表面积和所述岩板试样酸蚀后表面积的测量方法为：对岩板试样表面涂抹包含金箔粉的涂抹液，以金箔质量代替岩板试样表面积，通过测量金箔质量得到岩板试样酸蚀前表面积和岩板试样酸蚀后表面积。
3.根据权利要求2所述的一种基于酸蚀前后岩板表面积差值的碳酸盐岩酸压效果评价方法，其特征在于：所述涂抹液采用质量比分别为10％金箔粉与90％调金油混合制得。
4.根据权利要求2所述的一种基于酸蚀前后岩板表面积差值的碳酸盐岩酸压效果评价方法，其特征在于：采用所述金箔粉对酸蚀岩板试样表面进行覆盖，之后放入60°恒温烤箱进行烘干。
5.根据权利要求1所述的一种基于酸蚀前后岩板表面积差值的碳酸盐岩酸压效果评价方法，其特征在于：所述阈值通过以下步骤获得：
(1)测定标准岩板试样表面积；
(2)采用标准酸液对标准岩板试样进行酸蚀处理，完成酸蚀处理再次测定表面积；
(3)求出所述标准岩板试样的酸蚀前后表面积差值，作为阈值。
6.根据权利要求1所述的一种基于酸蚀前后岩板表面积差值的碳酸盐岩酸压效果评价方法，其特征在于：所述岩板试样与所述标准岩板试样的大小形状相同，其长度为15-20cm，宽度为3-5cm，厚度为1-2cm。
7.根据权利要求1所述的一种基于酸蚀前后岩板表面积差值的碳酸盐岩酸压效果评价方法，其特征在于：所述导流能力的测定按照API制定的《测定支撑裂缝导流能力的标准API-61，1989》。
8.根据权利要求7所述的一种基于酸蚀前后岩板表面积差值的碳酸盐岩酸压效果评价方法，其特征在于：进行所述导流能力测试时，导流仪选用FCS-100型导流仪，闭合压力的10-30MPa，注入速率为10-30ml/min。
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