CN114112831B - 火山岩油气储层开发方法及火山岩可压性获取装置 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种火山岩油气储层开发方法及火山岩可压性获取装置，属于油气田开发技术领域。本申请实施例提供的技术方案，通过获取油气储层中各个层段的岩心，并模拟岩心所在的地层的压力和温度条件，而后对岩心进行压裂，分别获取每个岩心的初始渗透率和压裂后渗透率，以便将压裂后渗透率与初始渗透率之比获取为岩心的可压性，由于可压性能够反映该岩心在被压裂后形成缝网的复杂程度，因此，根据上述可压性来为不同层段选择开发措施，不仅可以优先选择可压性好的层段来进行开采，还可以针对不同层段制定适合该层段的施工措施，以提高火山岩的油气产量。

Description

火山岩油气储层开发方法及火山岩可压性获取装置
技术领域
本申请涉及油气田开发技术领域，特别涉及一种火山岩油气储层开发方法及火山岩可压性获取装置。
背景技术
火山岩油气储层广泛分布于全球五大洲，火山岩油气储层广泛分布于全球五大洲，主要分布在构造板块的边界。已开发的火山岩气藏储层岩性主要为火山熔岩，包括玄武岩、安山岩、流纹岩、火山碎屑岩等，火山岩油气储层的经济有效开发必须进行油气增产改造措施，可压性是评价储层压裂难易程度及压裂效果好坏的重要指标。火山碎屑岩与其他火山岩岩性、常规砂岩、碳酸盐岩等油气储层差异巨大。主要表现为火山碎屑岩孔隙发育，黏土含量较高、岩石骨架支撑作用较弱，从而对火山碎屑岩的可压性评价非常困难。
目前通常使用的火山岩油气储层增产改造的方法为：通过获取火山岩岩心的脆性数据，来对不同岩心对应的地层进行分类，从而根据地层类型来采取不同的采油采气措施。
然而，上述方法中获取的脆性数据不能准确反映火山岩油气储层在被压裂时形成缝网的复杂程度，因此，无法对储层采取有针对性的施工措施，因此，开发效果不好，油气产量不高。
发明内容
本申请实施例提供了一种火山岩油气储层开发方法及火山岩可压性获取装置，能够提高火山岩的油气产量。该技术方案如下：
一方面，提供了一种火山岩油气储层开发方法，该方法包括：
获取火山岩油气储层中各层段的岩心；
使该岩心处于第一预设压力和预设温度条件下，该第一预设压力为火山岩岩层中实际的平均压力，该预设温度为火山岩岩层中实际的平均温度；
获取该岩心在第二预设压力和该预设温度条件下的初始渗透率；
将第三预设压力的液体输入岩心，以对该岩心进行压裂；
获取该岩心的压裂后渗透率；
将该压裂后渗透率与该初始渗透率的比值获取为该岩心的可压性；
基于每个岩心的可压性，对每个岩心对应的层段采取相应的开发措施。
在一种可能实现方式中，该使该岩心处于第一预设压力和预设温度条件下包括：
将该岩心设置于岩心围压胶皮筒内，将该岩心围压胶皮筒设置于夹持器主体中，使该夹持器主体的外部压力达到该第一预设压力，使该夹持器主体的外部温度达到该预设温度。
在一种可能实现方式中，该获取该岩心在第二预设压力和该预设温度条件下的初始渗透率包括：
向该岩心内充入具有第二预设压力的气体，获取从该岩心输出的气体的第四输出压力和第一输出流量；
基于该第二预设压力、第四输出压力和第一输出流量，获取该岩心的初始渗透率。
在一种可能实现方式中，该获取该岩心的压裂后渗透率包括：
向该岩心内充入具有第二预设压力的气体，获取从该岩心输出的气体的第五输出压力和第二输出流量；
基于该第二预设压力、该第五输出压力和该第二输出流量，获取该岩心的压裂后渗透率。
在一种可能实现方式中，该基于每个岩心的可压性，对每个岩心对应的层段采取相应的开发措施包括：
基于每个岩心的可压性，对每个岩心对应的层段分类；
基于该层段的类别，对每个岩心对应的层段采取相应的开发措施。
一方面，提供了一种火山岩可压性获取装置，该装置包括：容置单元、气体测试单元和液体压裂单元；
该容置单元用于容置岩心，且为该岩心提供所需的压力和温度；
该气体测试单元用于向该岩心充入气体，并对流出岩心的气体压强进行检测；
该液体压裂单元用于向该岩心通入液体，以对该岩心进行压裂。
在一种可能设计中，该容置单元包括：由内到外依次设置的岩心围压胶皮筒、夹持器主体和恒温箱；
该恒温箱用于维持该夹持器主体的外壁温度，该夹持器主体和该恒温箱之间具有环形空间，该恒温箱的外壁上连接有恒压泵，该恒压泵用于维持该环形空间内的压力。
在一种可能设计中，该容置空间还包括：模拟井筒；
该模拟井筒位于该岩心围压胶皮筒内，与该岩心连接。
在一种可能设计中，该气体测试单元包括：气瓶、气体进口压力传感器、气体出口压力传感器、气体出口流量传感器、收集容器和天平；
该气瓶、该气体进口压力传感器按照由远及近的顺序布设于该容置单元的第一端；
该气体出口压力传感器、该气体出口流量传感器、该收集容器和该天平按照由近及远的顺序布设于该容置单元的第二端。
在一种可能设计中，该液体压裂单元包括：平流泵和液体入口压力传感器；
该平流泵和该液体入口压力传感器按照由远及近的顺序布设于该容置单元的第二端。
本申请实施例提供的技术方案，通过获取油气储层中各个层段的岩心，并模拟岩心所在的地层的压力和温度条件，而后对岩心进行压裂，分别获取每个岩心的初始渗透率和压裂后渗透率，以便将压裂后渗透率与初始渗透率之比获取为岩心的可压性，由于可压性能够反映该岩心在被压裂后形成缝网的复杂程度，因此，根据上述可压性来为不同层段选择开发措施，不仅可以优先选择可压性好的层段来进行开采，还可以针对不同层段制定适合该层段的施工措施，以提高火山岩的油气产量。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的一种火山岩油气储层开发方法的流程图；
图2是本申请实施例提供的一种火山岩油气储层开发方法的流程图；
图3是本申请实施例提供的火山岩可压性获取装置的结构示意图。
附图中的各零件的标号说明如下：
1-容置单元；
11-岩心围压胶皮筒，12-夹持器主体，13-恒温箱，14-恒压泵，15-模拟井筒，16-气体进口阀、17-气体出口阀，18-液体入口阀，19-液体出口阀，110-第一端，111-第二端；
2-气体测试单元；
21-气瓶，22-气体进口压力传感器，23-气体出口压力传感器，24-气体出口流量传感器，25-收集容器，26-天平；
3-液体压裂单元；
31-平流泵，32-液体入口压力传感器；
4-岩心。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
图1是本申请实施例提供的一种火山岩油气储层开发方法的流程图，请参见图1，该方法包括：
101、获取火山岩油气储层中各层段的岩心4。
102、使该岩心4处于第一预设压力和预设温度条件下。
其中，该第一预设压力为火山岩岩层中实际的平均压力，该预设温度为火山岩岩层中实际的平均温度。
103、获取该岩心4在第二预设压力和该预设温度条件下的初始渗透率。
104、将第三预设压力的液体输入岩心4，以对该岩心4进行压裂。
105、获取该岩心4的压裂后渗透率。
106、将该压裂后渗透率与该初始渗透率的比值获取为该岩心4的可压性。
107、基于每个岩心4的可压性，对每个岩心4对应的层段采取相应的开发措施。
本申请实施例提供的方法，通过获取油气储层中各个层段的岩心4，并模拟岩心4所在的地层的压力和温度条件，而后对岩心4进行压裂，分别获取每个岩心4的初始渗透率和压裂后渗透率，以便将压裂后渗透率与初始渗透率之比获取为岩心4的可压性，由于可压性能够反映该岩心4在被压裂后形成缝网的复杂程度，因此，根据上述可压性来为不同层段选择开发措施，不仅可以优先选择可压性好的层段来进行开采，还可以针对不同层段制定适合该层段的施工措施，以提高火山岩的油气产量。
在一种可能实现方式中，该使该岩心4处于第一预设压力和预设温度条件下包括：
将该岩心4设置于岩心围压胶皮筒11内，将该岩心围压胶皮筒11设置于夹持器主体12中，使该夹持器主体12的外部压力达到该第一预设压力，使该夹持器主体12的外部温度达到该预设温度。
在一种可能实现方式中，该获取该岩心4在第二预设压力和该预设温度条件下的初始渗透率包括：
向该岩心4内充入具有第二预设压力的气体，获取从该岩心4输出的气体的第四输出压力和第一输出流量；
基于该第二预设压力、第四输出压力和第一输出流量，获取该岩心4的初始渗透率。
在一种可能实现方式中，该获取该岩心4的压裂后渗透率包括：
向该岩心4内充入具有第二预设压力的气体，获取从该岩心4输出的气体的第五输出压力和第二输出流量；
基于该第二预设压力、该第五输出压力和该第二输出流量，获取该岩心4的压裂后渗透率。
在一种可能实现方式中，该基于每个岩心4的可压性，对每个岩心4对应的层段采取相应的开发措施包括：
基于每个岩心4的可压性，对每个岩心4对应的层段分类；
基于该层段的类别，对每个岩心4对应的层段采取相应的开发措施。
图2是本申请实施例提供的一种火山岩油气储层开发方法的流程图，请参见图2，该方法包括：
201、获取火山岩油气储层中各层段的岩心4。
在该步骤中，火山岩油气储层是指待开发地区的火山岩油气储层，基于深度的不同，该储层可以被分为多个不同的层段，各个不同层段中的岩石的岩性可能有相同的，也可能互不相同。
从每个层段中获取对应的岩心4，该岩心4的尺寸可以是完全相同，以便装设于装置的内部，例如，所取的岩心4有效渗流长度可以是70mm，岩心4的截面积可以是4417.8mm2。
202、使该岩心4处于第一预设压力和预设温度条件下。
该第一预设压力为火山岩岩层中实际的平均压力，该预设温度为火山岩岩层中实际的平均温度。该步骤的目的是模拟火山岩所在的实际环境条件，从而为后续的压裂过程做好准备。
在一种可能实现方式中，该步骤202包括：
将该岩心4设置于岩心围压胶皮筒11内，将该岩心围压胶皮筒11设置于夹持器主体12中，使该夹持器主体12的外部压力达到该第一预设压力，使该夹持器主体12的外部温度达到该预设温度。
其中，该岩心围压胶皮筒11内具有与岩心4尺寸相适配的空间，用于容置该岩心4，夹持器主体12用于容置该岩心围压胶皮筒11，该岩心围压胶皮筒11和夹持器主体12还可以将该夹持器主体12外部的压力和温度传递至岩心4。
该步骤中，岩心4直径可以是75cm，长度可以是70cm。
203、获取该岩心4在第二预设压力和该预设温度条件下的初始渗透率。
其中，渗透率用于表征岩石的渗透性，也就是油气通过地层流动的能力。第二预设压力是指采油或采气过程中，地层内火山岩实际的压力，例如，可以是10MPa。
在一种可能实现方式中，该步骤203包括：
2031、向该岩心4内充入具有第二预设压力的气体，获取从该岩心4输出的气体的第四输出压力和第一输出流量。
在该子步骤中，该第四输出压力用于模拟在采油或采气过程中，流体从岩层中流出后的压力，该第四输出压力与第二预设压力之间具有一定的差值，该差值能在后续的计算中用于获取初始渗透率。该第一输出流量为驱替流量，具体的，在石油勘探渗流实验中，在一定温度和压力条件下，用油或水以一定的流量，利用渗透作用，置换水或油即为驱替，驱替后的输出流量即为驱替流量。
2032、基于该第二预设压力、第四输出压力和第一输出流量，获取该岩心4的初始渗透率。
该渗透率的计算公式可以是：
式中：K——渗透率，D；
q——驱替流量，m3/s；
μ——液体粘度，Pa·s；
L——岩心4长度，m；
A——岩心4截面积，m2；
ΔP——岩心4两端压差，Pa。
在本实施例中，驱替流量为上述的第一输出流量，液体粘度可以根据实际使用的液体测定，所取的岩心4有效渗流长度可以是70mm，岩心4的截面积可以是4417.8mm2。岩心4两端压差为第二预设压力减去第四输出压力的值。
204、将第三预设压力的液体输入岩心4，以对该岩心4进行压裂。
在该步骤中，第三于预设压力是岩层在被压裂过程中的实际的平均压力，该步骤用于模拟实际的压裂过程，使后续得到的压裂后渗透率数据更准确。
205、获取该岩心4的压裂后渗透率。
在一种可能实现方式中，该步骤205包括：
2051、向该岩心4内充入具有第二预设压力的气体，获取从该岩心4输出的气体的第五输出压力和第二输出流量。
在该步骤中，向岩心4内充入的气体压力与在步骤203中向岩心4内充入的压力相同，均为第二预设压力，用于使初始渗透率的测定过程和压裂后渗透率的测定过程中气体的压力保持一致，避免其他因素对渗透率的准确性造成影响。
2052、基于该第二预设压力、该第五输出压力和该第二输出流量，获取该岩心4的压裂后渗透率。
该步骤中压裂后渗透率的计算过程与步骤2032中同理，在此不再赘述。
206、将该压裂后渗透率与该初始渗透率的比值获取为该岩心4的可压性。
在该步骤中，基于上述方式获取的可压性数据能够反映该岩心4在被压裂后形成缝网的复杂程度。
207、基于每个岩心4的可压性，对每个岩心4对应的层段分类。
由于可压性与被压裂后形成缝网的复杂程度相关，缝网的复杂程度越高，代表层段的物性越好，越有利于开采，因此，该步骤用于将层段根据是否有利于开采进行划分，后续可以根据该分类制定具体的开采措施，例如，优先开采有利于开采的层段，对不利于开采的层段采取相应的改善措施以改善层段中岩石的性质等。
208、基于该层段的类别，对每个岩心4对应的层段采取相应的开发措施。
该步骤中的开发措施可以是：针对不同类别的层段，采用不同的驱替介质，调整施工参数等。
上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本申请的可选实施例，在此不再一一赘述。
本申请实施例提供的方法，通过获取油气储层中各个层段的岩心4，并模拟岩心4所在的地层的压力和温度条件，而后对岩心4进行压裂，分别获取每个岩心4的初始渗透率和压裂后渗透率，以便将压裂后渗透率与初始渗透率之比获取为岩心4的可压性，由于可压性能够反映该岩心4在被压裂后形成缝网的复杂程度，因此，根据上述可压性来为不同层段选择开发措施，不仅可以优先选择可压性好的层段来进行开采，还可以针对不同层段制定适合该层段的施工措施，以提高火山岩的油气产量。
图3是本申请实施例提供的火山岩可压性获取装置的结构示意图，请参见图3，该装置包括：容置单元1、气体测试单元和液体压裂单元3；该容置单元1用于容置岩心4，且为该岩心4提供所需的压力和温度；该气体测试单元2用于向该岩心4充入气体，并对流出岩心4的气体压强进行检测；该液体压裂单元3用于向该岩心4通入液体，以对该岩心4进行压裂。
下面将介绍该装置的结构及操作方式：
在一种可能设计中，该容置单元1包括：由内到外依次设置的岩心围压胶皮筒11、夹持器主体12和恒温箱13；该恒温箱13用于维持该夹持器主体12的外壁温度，该夹持器主体12和该恒温箱13之间具有环形空间，该恒温箱13的外壁上连接有恒压泵14，该恒压泵14用于维持该环形空间内的压力。
该岩心围压胶皮筒11用于对岩心4进行固定，防止边部出现漏失，该岩心围压胶皮筒11可以是丁腈或氟胶材料浇注成型的。
该恒压泵14用于向夹持器主体12和该恒温箱13之间的环形空间内注入液体，该液体的压力可以是10MPa。
在一种可能设计中，该容置空间还包括：模拟井筒15；该模拟井筒15位于该岩心围压胶皮筒11内，与该岩心4连接。
其中，岩心4中部有预先设置的圆形钻孔，模拟井筒15放置于圆形钻孔内，并距离钻孔底部有一定距离，模拟井筒15与岩心4使用环氧树脂进行连接并放置于岩心围压胶皮筒11内。
其中，该装置中各部分的具体尺寸可以是：岩心4的直径可以为75cm，长度为70cm，中部有预先设置直径为5mm的圆形钻孔，钻孔深度40mm，模拟井筒15外径3mm，内径2mm，长度30mm，模拟井筒15放置于5mm圆形钻孔内，并用环氧树脂连接，放置后模拟井筒15距离钻孔底部距离10mm。
在一种可能设计中，该气体测试单元2包括：气瓶21、气体进口压力传感器22、气体出口压力传感器23、气体出口流量传感器24、收集容器25和天平26；该气瓶21、该气体进口压力传感器22按照由远及近的顺序布设于该容置单元1的第一端110；该气体出口压力传感器23、该气体出口流量传感器24、该收集容器25和该天平26按照由近及远的顺序布设于该容置单元1的第二端111。
其中，该气瓶21是高压气瓶，能够容置高压气体，以便将高压气体充入岩心4中，气体进口压力传感器22和气体出口压力传感器23也能够承受高压，其中，该高压气体的压力为10MPa。
收集容器25中装有清水，从岩心4中流出的气体通入清水中后排到大气中，清水能溶解气体中的可溶性物质，一方面，通过收集容器25底部的天平26可以测量该可溶性物质的质量，以便后续的计算，一方面，避免从岩心4流出的气体直接流入空气后污染空气。
当然，在容置单元1的第一端110还设有气体进口阀16，来控制气体的流入过程，在容置单元1的第二端111还设有气体出口阀17，来控制气体的流出过程，初始渗透率的获取方式可以是：
第一步、开启气瓶21，并设置压力为10MPa，待气体进口压力传感器22稳定后，开启气体进口阀16。
第二步、待气体出口压力传感器23压力上升至与气体进口压力传感器22相同后，缓慢开启气体出口阀17。
第三步、每秒实时记录气体进口压力传感器22、气体出口压力传感器23、气体出口流量传感器24的数值。
第四步、通过气测渗透率计算公式计算原始火山碎屑岩岩心4的初始渗透率。
第五步、依次关闭气瓶21、气体进口阀16、气体出口阀17。
压裂后渗透率的获取过程同理，在此不再赘述。
在一种可能设计中，该液体压裂单元3包括：平流泵31和液体入口压力传感器32；该平流泵31和该液体入口压力传感器32按照由远及近的顺序布设于该容置单元1的第二端111。
该平流泵31为高压平流泵，可以以至少10ml/min的流速输出高压液体；液体入口压力传感器32为高压压力传感器，能承受并测量至少10MPa的高压。
当然，在容置单元1的第二端111还设有液体入口阀18，来控制液体的流入过程，在容置单元1的第一端110还设有液体出口阀19，来控制液体的流出过程，基于上述装置，压裂过程可以是：
第一步、开启液体入口阀18，启动平流泵31，设置平流泵31的输出流量为10ml/min。
第二步、开启液体入口压力传感器32，实时监测压力变化。
第三步、待压力出现峰值并平稳后，关闭平流泵31以及液体入口阀18。
第四步、缓慢开启液体出口阀19，待液体入口压力传感器32压力恢复常压后，关闭液体出口阀19。
根据上述步骤，可以完成该压裂过程。
上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本申请的可选实施例，在此不再一一赘述。
本申请实施例提供的装置，通过获取油气储层中各个层段的岩心4，并模拟岩心4所在的地层的压力和温度条件，而后对岩心4进行压裂，分别获取每个岩心4的初始渗透率和压裂后渗透率，以便将压裂后渗透率与初始渗透率之比获取为岩心4的可压性，由于可压性能够反映该岩心4在被压裂后形成缝网的复杂程度，因此，根据上述可压性来为不同层段选择开发措施，不仅可以优先选择可压性好的层段来进行开采，还可以针对不同层段制定适合该层段的施工措施，以提高火山岩的油气产量。
上述仅为本申请的可选实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种火山岩油气储层开发方法，其特征在于，所述方法包括：
获取火山岩油气储层中各层段的岩心(4)；
使所述岩心(4)处于第一预设压力和预设温度条件下，所述第一预设压力为火山岩岩层中实际的平均压力，所述预设温度为火山岩岩层中实际的平均温度；
获取所述岩心(4)在第二预设压力和所述预设温度条件下的初始渗透率；
将第三预设压力的液体输入岩心(4)，以对所述岩心(4)进行压裂；
获取所述岩心(4)的压裂后渗透率；
将所述压裂后渗透率与所述初始渗透率的比值获取为所述岩心(4)的可压性；
基于每个岩心(4)的可压性，对每个岩心(4)对应的层段采取相应的开发措施。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述使所述岩心(4)处于第一预设压力和预设温度条件下包括：
将所述岩心(4)设置于岩心围压胶皮筒(11)内，将所述岩心围压胶皮筒(11)设置于夹持器主体(12)中，使所述夹持器主体(12)的外部压力达到所述第一预设压力，使所述夹持器主体(12)的外部温度达到所述预设温度。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述岩心(4)在第二预设压力和所述预设温度条件下的初始渗透率包括：
向所述岩心(4)内充入具有第二预设压力的气体，获取从所述岩心(4)输出的气体的第四输出压力和第一输出流量；
基于所述第二预设压力、第四输出压力和第一输出流量，获取所述岩心(4)的初始渗透率。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述岩心(4)的压裂后渗透率包括：
向所述岩心(4)内充入具有第二预设压力的气体，获取从所述岩心(4)输出的气体的第五输出压力和第二输出流量；
基于所述第二预设压力、所述第五输出压力和所述第二输出流量，获取所述岩心(4)的压裂后渗透率。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于每个岩心(4)的可压性，对每个岩心(4)对应的层段采取相应的开发措施包括：
基于每个岩心(4)的可压性，对每个岩心(4)对应的层段分类；
基于所述层段的类别，对每个岩心(4)对应的层段采取相应的开发措施。
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