CN110987985A - 射孔损害室内评价数字岩心方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种射孔损害室内评价数字岩心方法，首先使用典型岩心进行射孔流动测试；然后将射孔岩心切开，并在各个预期损坏区域位置的周围钻出较小的岩心塞；对于每个岩心塞，分两步进行了数字岩石分析：第一步涉及数字岩石的产生，包括微型CT扫描，样品分割以提供三维空间结构的孔隙表示和孔隙空间表征；第二步，使用莱迪思·玻耳兹曼模型来模拟流过岩石各个子域的单相流体，并预测绝对渗透率。本发明可以从微观上深入分析射孔后在射孔孔道周围引起的损害机理，与室内岩心实验宏观分析结合，可形成射孔压实损害机理与定量评价技术；为了解射孔岩石压实带、破碎带物理特征提供了新的技术手段，并且可以评估射孔弹性能。
Description
技术领域
发明属于油气井开采技术领域，特别是涉及射孔损害室内评价数字岩心方法。
背景技术
数字岩心是图像处理领域与石油地质领域的交叉学科，近年来已成为国内外研究热点。数字岩心技术是利用计算机图像处理技术，将岩心微观结构以图像的形式刻画出来，并通过数学建模、定量分析和模拟地层的各种特性，为石油勘探开发、地质科学勘探提供基础研究数据。数字岩心软件是以结构复杂的非常规储层为研究对象，对其物性参数、结构进行分析并开展多孔介质渗流机理研究而开发的新一代研究平台。弥补了常规岩心分析实验的不足，为非常规储层分类表征提供依据；模拟研究流体在复杂多孔介质中真实的流动规律，从而辅助优化提高采收率方案。由此可以看出，数字岩心可以在充分模拟射孔后岩石孔隙结构，从而分析所导致的射孔损害。
现有的射孔损害室内评价方法，一般采用地面打靶实验进行检测，通过水泥靶的穿深和孔径判断射孔效果，少部分装置能够模拟一定压力温度条件下的射孔实验，但检测也仅局限于对穿深、孔径以及孔道形态的宏观分析，未深入分析射孔压实损害形成机理及其对流动的具体影响，无有效的技术手段进行射孔前射孔效果的检测与优化。因此，急需要从微观上对射孔损害进行定量评价。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种射孔损害室内评价数字岩心方法，通过室内实验与数字岩心模拟结合进行射孔损害评价，欲保护点为射孔损害室内评价数字岩心。
本专利申请为了在室内更容易评价射孔损害程度，通过室内实验结合数字岩心方法，从微观上深入分析射孔损害。
具体的技术方案为：首先使用典型岩心(Berea砂岩)进行射孔流动测试。然后将射孔岩心切开，并在各个预期损坏区域位置的周围钻出较小的岩心塞。对于每个岩心塞，分两步进行了数字岩石分析：第一步涉及数字岩石的产生，包括微型CT扫描，样品分割以提供三维空间结构的孔隙表示和孔隙空间表征；第二步，使用莱迪思·玻耳兹曼(LatticeBoltzmann)模型来模拟流过岩石各个子域的单相流体，并预测绝对渗透率。
具体的主要步骤如下：
(1)在地层条件下对岩心靶(Berea砂岩)射孔，将射孔后岩心剖开，以可视化射孔孔道。并进行常规的CT扫描以测量孔的大小和穿透深度。
(2)将射孔岩心靶分成较小的岩心部分。
(3)可以根据感兴趣的区域有选择地选择某些岩心部分，并使用精密钻头从每个小岩心中仔细钻出一个圆柱形的岩心塞。每个岩心塞通常由孔道表面，破坏区和天然地层区域组成。
(4)对这些岩心塞进行Micro-CT扫描，以获得每个样品的高分辨率3D图像。
(5)对图像进行图像分割以生成孔隙空间几何形状。
(6)进行分析以表征孔隙空间，包括计算每个样品的孔隙率和孔径分布。
(7)基于分段的孔隙几何形状进行流动模拟，以计算整个样品的有效渗透率。
(8)所得的计算出的孔隙度和渗透率信息用于表征射孔损害(物理性质和损害厚度)，然后将其用作高级生产流动模型的输入。
(9)定量分析射孔损伤，通过孔隙度和渗透率分布确定射孔破碎区厚度，从而对射孔孔道周围的破坏机理进行详细研究。
本发明利用数字岩心技术可以充分考虑岩石的组成、微观结构、润湿性对多相渗流的影响，通过微米级研究可能对微观孔隙中的渗流机理产生新的认识，并预测宏观传导性质。
本发明提供的射孔损害室内评价数字岩心方法，可以从微观上深入分析射孔后在射孔孔道周围引起的损害机理，与室内岩心实验宏观分析结合，可形成射孔压实损害机理与定量评价技术；为了解射孔岩石压实带、破碎带物理特征提供了新的技术手段，并且可以评估射孔弹性能。
具体实施方式
结合实施例说明本发明的具体技术方案。
首先使用典型岩心进行射孔流动测试；
然后将射孔岩心切开，并在各个预期损坏区域位置的周围钻出较小的岩心塞；
对于每个岩心塞，分两步进行了数字岩石分析：
第一步涉及数字岩石的产生，包括微型CT扫描，样品分割以提供三维空间结构的孔隙表示和孔隙空间表征；
第二步，使用莱迪思·玻耳兹曼模型来模拟流过岩石各个子域的单相流体，并预测绝对渗透率。
主要步骤如下：
(1)在地层条件下对岩心靶射孔，将射孔后岩心剖开，以可视化射孔孔道；并进行常规的CT扫描以测量孔的大小和穿透深度；
(2)将射孔岩心靶分成较小的岩心部分；
(3)可以根据感兴趣的区域有选择地选择某些岩心部分，并使用精密钻头从每个小岩心中仔细钻出一个圆柱形的岩心塞；每个岩心塞通常由孔道表面，破坏区和天然地层区域组成；
(4)对这些岩心塞进行Micro-CT扫描，以获得每个样品的高分辨率3D图像；
(5)对图像进行图像分割以生成孔隙空间几何形状；
(6)进行分析以表征孔隙空间，包括计算每个样品的孔隙率和孔径分布；
(7)基于分段的孔隙几何形状进行流动模拟，以计算整个样品的有效渗透率；
(8)所得的计算出的孔隙度和渗透率信息用于表征射孔损害；然后将其用作高级生产流动模型的输入；
(9)定量分析射孔损伤，通过孔隙度和渗透率分布确定射孔破碎区厚度，从而对射孔孔道周围的破坏机理进行详细研究。
采取的射孔工艺及射孔靶样品属性如表1所示
表1射孔工艺及射孔样品属性
实验结果如表2所示：
表2实验相关结果
通过上述实例及表中数据可知：
围压具有降低射孔压实带损伤率及压实带面积作用；深穿透弹射孔损伤程度要高于其他常规射孔弹。
Claims (2)
1.射孔损害室内评价数字岩心方法，其特征在于，包括以下步骤：
首先使用典型岩心进行射孔流动测试；
然后将射孔岩心切开，并在各个预期损坏区域位置的周围钻出较小的岩心塞；
对于每个岩心塞，分两步进行了数字岩石分析：
第一步涉及数字岩石的产生，包括微型CT扫描，样品分割以提供三维空间结构的孔隙表示和孔隙空间表征；
第二步，使用莱迪思·玻耳兹曼模型来模拟流过岩石各个子域的单相流体，并预测绝对渗透率。
2.根据权利要求1所述的射孔损害室内评价数字岩心方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)在地层条件下对岩心靶射孔，将射孔后岩心剖开，以可视化射孔孔道；并进行常规的CT扫描以测量孔的大小和穿透深度；
(2)将射孔岩心靶分成较小的岩心部分；
(3)可以根据感兴趣的区域有选择地选择某些岩心部分，并使用精密钻头从每个小岩心中仔细钻出一个圆柱形的岩心塞；每个岩心塞通常由孔道表面，破坏区和天然地层区域组成；
(4)对这些岩心塞进行Micro-CT扫描，以获得每个样品的高分辨率3D图像；
(5)对图像进行图像分割以生成孔隙空间几何形状；
(6)进行分析以表征孔隙空间，包括计算每个样品的孔隙率和孔径分布；
(7)基于分段的孔隙几何形状进行流动模拟，以计算整个样品的有效渗透率；
(8)所得的计算出的孔隙度和渗透率信息用于表征射孔损害；然后将其用作高级生产流动模型的输入；
(9)定量分析射孔损伤，通过孔隙度和渗透率分布确定射孔破碎区厚度，从而对射孔孔道周围的破坏机理进行详细研究。
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