CN114088602B - 一种基于油层钻屑的储层工作液损害评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于油层钻屑的储层工作液损害评价方法，通过筛选油层钻屑样品，首先建立实验样品初始含水和含油饱和度，然后基于岩石孔隙渗吸水相置换油相的原理，测量工作液侵入前后的实验样品吸水排油能力变化，计算工作液侵入引发的储层损害指数，定量表征工作液侵入对实验样品渗流能力的影响，并制定基于油层钻屑的储层工作液损害评价指标，对工作液侵入诱发储层损害程度进行评价。本发明针对油井钻取岩心困难或无岩心可用的实际问题，以油层钻屑替代传统岩心为实验对象，考虑工作液侵入前后的钻屑毛细管吸水排油能力变化，定量评价工作液侵入诱发储层损害程度。
Description
技术领域
本发明涉及石油与天然气工程技术领域，尤其是一种基于油层钻屑的储层工作液损害评价方法。
背景技术
在油藏勘探开发过程中，外来工作液与储层岩石接触后易诱发储层损害，降低储层渗流能力，石油科技工作者在实验室通常使用岩心(直径：2.54cm，长度3-5cm)开展工作液损害前后的渗透率测试，以评价工作液接触储层诱发的损害程度。但是并非所有油井都可获取实验用的柱状岩心，尤其是对于储层破碎、裂缝发育且非均质性强的变质岩、火山岩储层等取心困难的油井，以及部分海上油田和陆地油田生产井(通常未取心)，这些未能有效获取实验岩心的储层将难以开展工作液损害评价，制约了上述油藏的经济高效开发。
对于这些未能有效获取实验岩心的油井，在钻井过程中可从井口返出大量钻屑，为评价储层工作液损害提供了新思路。已经公开发表的文献显示岩心和岩屑在岩性和物性等方面具有良好的一致性。当前已经有学者研究出通过钻屑来近似评估储层孔隙度和渗透率的方法，主要是在室内将钻屑压制或胶制成柱状岩样，但是该方法存在明显缺陷，因为钻屑胶结成的人造岩心与实际地层岩石的孔缝结构存在很大差异，进而使得用该种实验样品来评价储层工作液损害的误差较大。
发明内容
本发明的目的是针对现有使用岩屑评价储层工作液损害的方法存在误差大的问题，提供一种使用油层钻屑来评价工作液侵入诱发储层损害程度的方法。
本发明提供的基于油层钻屑的储层工作液损害评价方法，通过筛选油层钻屑样品，首先建立实验样品初始含水和含油饱和度，然后基于岩石孔隙渗吸水相置换油相的原理，测量工作液侵入前后的实验样品吸水排油能力变化，计算工作液侵入引发的储层损害指数，定量表征工作液侵入对实验样品渗流能力的影响，并制定基于油层钻屑的储层工作液损害评价指标，对工作液侵入诱发储层损害程度进行评价。具体步骤如下：
S1、收集钻井时从油层中返出的钻屑样品，依照中华人民共和国石油天然气行业标准《SY/T 5336-2006岩心分析方法》规定的岩心清洗方法，对钻屑样品充分洗盐、洗油、烘干，然后使用筛析法初步筛选出4-6目粒度范围内的钻屑样品95-105g。
S2、采用质量百分浓度3％的KCl溶液，使用离心法建立钻屑样品的初始含水饱和度(该饱和度由现场密闭取心资料获取)，然后抽真空饱和煤油，模拟岩石初始含油、含水饱和度。将钻屑样品均分成两份，编号为Z1、Z2，Z1是空白对照样品，Z2是将与工作液接触发生损害的样品。
S3、将钻屑样品Z1放入中间容器，向中间容器中加入3％KCl溶液，在3MPa压差下进行强制渗吸实验；由于在孔隙毛管力作用下，钻屑岩样具有吸水排油能力，而该吸水排油能力与孔隙渗流能力有直接关系，因此每隔12h测量一次从钻屑中排出的煤油体积，直至煤油体积不再变化，排出的煤油总体积为A1；从钻屑中排出的煤油体积测量方法是基于虹吸原理从中间容器中取出煤油到量筒中进行测量。
S4、将钻屑样品Z2放入中间容器中，向中间容器中加入待评价损害的工作液，在3MPa侵入压差作用下将样品与工作液接触，每隔12h测量一次从钻屑中排出的煤油体积，直至煤油体积不再变化，排出的煤油总体积为A2；从钻屑中排出的煤油体积测量方法是基于虹吸原理从中间容器中取出煤油到量筒中进行测量。
S5、通过下式计算储层工作液损害指数Is，评价损害程度：
当Is≤5％时，损害程度为无；
当5％＜Is≤30％时，损害程度为弱；
当30％＜Is≤50％时，损害程度为中等偏弱；
当50％＜Is≤70％时，损害程度为中等偏强；
当70％＜Is≤90％时，损害程度为强；
当Is＞90％时，损害程度为极强。
与现有技术相比，本发明的有益之处在于：
(1)本发明的方法直接使用钻屑来评价储层工作液损害程度，无需压制成柱状岩心，无需测量钻屑渗透率而是通过测量钻屑的吸水排油能力变化来定量评价工作液侵入之后的储层损害程度。
(2)本发明适用于一些难以取心的油层，通过钻屑即可评估现场工作液对油层的损害，解决了部分油井或储层因无岩心可用而无法评价工作液损害的难题。
(3)本发明采用钻屑来评价储层工作液损害程度，相比岩心，操作更简单，方便快捷而且能够极大地节约测试成本。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1、本发明的基于油层钻屑的储层工作液损害评价方法的装置示意图。
图2、本发明的基于油层钻屑的储层工作液损害评价方法的装置示意图。
图中：1-氮气瓶；2-压力表；3-减压阀；4-工作液或3％KCl溶液；5-中间容器；6-钻屑样品；7-煤油；8-量筒。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明的一种基于油层钻屑的储层工作液损害评价方法，步骤如下：
S1、以珠江口盆地某海上油田的钻屑为实验样品，依照中华人民共和国石油天然气行业标准《SY/T 5336-2006岩心分析方法》规定的岩心清洗方法，对钻屑样品充分洗盐、洗油，烘干样品后用4-6目筛网筛选出钻屑100g。
S2、采用质量百分浓度3％的KCl溶液，使用离心法建立钻屑样品的初始含水饱和度11％(该饱和度由现场密闭取心资料获取)，然后抽真空饱和煤油，模拟岩石初始含油、含水饱和度。将钻屑样品均分成两份，编号为Z1、Z2。
S3、将钻屑样品Z1放入中间容器中，向中间容器中加入3％KCl溶液，在3MPa压差作用下进行强制渗吸实验。采用的实验装置如图1所示。每隔12h泄压一次，将中间容器中钻屑中排出的煤油通过虹吸管收集到量筒中测量，如图2所示，收集完成后继续加压至3MPa进行强制渗吸实验，直至从钻屑中排出的煤油体积不再变化，排出的煤油总体积为A1。从钻屑中排出的煤油体积测量方法是使用虹吸现象从中间容器中取去煤油到量筒中进行测量。
S4、同样采用图1所示装置，将钻屑样品Z2放入中间容器中，向中间容器中加入待评价损害的工作液，在3MPa侵入压差作用下将样品与工作液接触，每隔12h泄压一次，将中间容器中钻屑中排出的煤油通过虹吸管收集到量筒中测量，如图2所示，收集完成后继续加压至3MPa进行强制渗吸实验，直至从钻屑中排出的煤油体积不再变化，排出的煤油总体积为A2。从钻屑中排出的煤油体积测量方法是使用虹吸现象从中间容器中取去煤油到量筒中进行测量。
S5、基于上述实验结果，计算工作液接触钻屑后的损害指数，评价损害程度。根据以下公式计算工作液接触后引发的储层损害率：
实验结果表明工作液接触储层发生损害的损害率Is为60％，损害程度为中等偏强。为了验证本方法的科学性，使用该油层某探井中密闭取心后的岩心，开展工作液接触损害后的损害率为62％，表明使用钻屑获取的储层损害评价结果的可靠性强。
总之，本发明针对部分油井钻取岩心困难或无岩心可用的实际问题，以油层钻屑替代传统岩心为实验对象，考虑工作液侵入前后的钻屑毛细管吸水排油能力变化，定量评价工作液侵入诱发储层损害程度。本发明操作简便快捷，有效解决了无岩心可用条件下的储层工作液损害评价面临的困难，对于保护储层工作液体系优选和油气藏高效开发具有重要意义。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (5)
1.一种基于油层钻屑的储层工作液损害评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、收集钻井时从油层中返出的钻屑样品，清洗烘干后筛选出4-6目粒度范围内的钻屑样品；
S2、使用离心法建立钻屑样品的初始含水饱和度，离心法使用质量百分浓度3％的KCl溶液建立钻屑样品的初始含水饱和度，所建立的初始含水饱和度数值由现场密闭取心资料确定；然后抽真空饱和煤油，建立钻屑样品的初始含油、含水饱和度；然后将钻屑样品均分成两份，编号Z1和Z2；
S3、将钻屑样品Z1放入一密闭中间容器，向容器中加入3％KCl溶液，在3MPa压差下进行强制渗吸实验；每隔12h泄压一次，每次泄压后测量从钻屑中排出的煤油体积，直至煤油体积不再变化，排出的煤油总体积为A1；
S4、采用步骤S3相同的中间容器，将钻屑样品Z2放入中间容器中，向中间容器中加入待评价损害的工作液，在3MPa侵入压差作用下将样品与工作液接触，每隔12h泄压一次，每次泄压后测量从钻屑中排出的煤油体积，直至煤油体积不再变化，排出的煤油总体积为A2；
S5、通过以下公式计算储层工作液损害指数Is，评价储层损害程度：
2.如权利要求1所述的基于油层钻屑的储层工作液损害评价方法，其特征在于，所述步骤S5中，储层损害程度评价标准为：
当Is≤5％时，损害程度为无；当5％＜Is≤30％时，损害程度为弱；当30％＜Is≤50％时，损害程度为中等偏弱；当50％＜Is≤70％时，损害程度为中等偏强；当70％＜Is≤90％时，损害程度为强；当Is＞90％时，损害程度为极强。
3.如权利要求1所述的基于油层钻屑的储层工作液损害评价方法，其特征在于，所述步骤S1中使用中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T 5336-2006对钻屑进行洗油、洗盐及烘干。
4.如权利要求3所述的基于油层钻屑的储层工作液损害评价方法，其特征在于，所述步骤S1中，筛选出4-6目粒度范围内的钻屑样品95-105g。
5.如权利要求4所述的基于油层钻屑的储层工作液损害评价方法，其特征在于，所述步骤S3和S4中，从钻屑中排出的煤油体积测量方法是基于虹吸原理从中间容器中取出煤油到量筒中进行测量。
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