CN114414428B - 一种评价侵入液对页岩油可动量影响的实验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种评价侵入液对页岩油可动量影响的实验方法,包括如下步骤,S1、岩心预处理:S2、配制泥浆溶液并加入氯化锰;采用泥浆溶液对岩心做滤湿实验;测试滤湿实验后岩心的核磁T2谱并计算谱面积A油L、饱和度S油L、体积V油L、孔隙含液饱和度S液L和侵入液体积V液L;S3、对岩心采用“吞吐”的方式多次降低饱和度;在每次降低基质孔隙饱和度后,测试核磁T2谱计算谱面积ACi、孔隙内剩余油的饱和度S油i、油的采收率RF油i、孔隙中剩余侵入液的体积V液Ci和饱和度S液i;S4、绘制岩心在CO2吞吐过程中的油相采收率RF油i和侵入液的饱和度S液i图版;该图版可用于分析侵入液对CO2驱油过程的影响规律。
Description
技术领域
本发明涉及勘探开发技术领域,具体涉及一种评价侵入液对页岩油可动量影响的实验方法。
背景技术
页岩油可动用储量(简称“可动量”)评价技术,通常只计算受温度或压力影响导致的损失油量对总可动量的影响,现有技术忽略了外来侵入流体对可动量的影响。在油田钻井的过程中,泥浆滤液会在压力作用下侵入到岩石的基质孔隙,并形成具有一定深度的侵入带。对页岩地层可动量的评价需要在钻井取心样品上开展相应的实验室分析,受侵入作用的影响,取心样品孔隙中的部分油会被侵入流体所替代。侵入液的存在会影响地层可动量评价的准确性。
CO2是现场常用的驱油介质,CO2吞吐技术是常用的驱油技术,该技术作用下可驱动油的量是页岩油可动性研究的重点。CO2注入岩心后,会与孔隙中的油和外来的侵入液发生相互作用,侵入液会阻碍CO2与部分孔隙中的油的接触,进而降低了实验室内得到的采收率,当我们利用实验室内的采收率数据评价地层原油可动性时,实验结果会低估地层原油的可动量,造成资源量损失。
发明内容
针对现有技术中的缺陷,本发明的目的是提供一种评价侵入液对页岩油可动量影响的实验方法。
本发明所采用的技术方案是:
一种评价侵入液对页岩油可动量影响的实验方法,包括如下步骤,
S1、岩心预处理:
S11、烘干岩心,称量并得到岩心干重md;
S12、将烘干后的岩心做饱和油实验,油的密度记作ρ油,称量该岩心在饱和油状态下的重量ms,根据油的密度和重量,计算孔隙中油的体积V油S;测试岩心在饱和油状态下的核磁T2谱并计算谱面积As;根据谱面积和孔隙中油的体积计算谱面积与孔隙中油体积的比例系数C;
S2、岩心的泥浆滤湿实验:
S21、配制泥浆溶液并加入氯化锰,取部分泥浆溶液过滤后得到泥浆滤液,测量该泥浆滤液的密度ρ液;
S22、采用步骤S21配置的泥浆溶液对岩心做滤湿实验以模拟侵入状态;
S23、称量滤湿实验后岩心的质量mL,测试滤湿实验后岩心的核磁T2谱并计算谱面积A油L,计算岩心中剩余油的饱和度S油L和体积V油L;其中,S油L=A油L/As*100%;V油L=A油L/C=A油L/{AS/[(ms-md)/ρ油]};
S24、计算滤湿实验后岩心的孔隙含液饱和度S液L和侵入液体积V液L;其中,孔隙含液饱和度S液L=100%-S油L=100%-A油L/As*100%,侵入液体积V液L=[(mL-md)-V油L*ρ油]/ρ液;
S3、岩心的CO2吞吐实验:
S31、将岩心装入岩心夹持器中,并对岩心采用“吞吐”的方式降低基质孔隙饱和度;
S32、重复步骤S31多次,在每次降低基质孔隙饱和度后,称量岩心的质量mCi,测试核磁T2谱计算谱面积ACi;
S33、计算吞吐实验过程中,岩心孔隙内剩余油的饱和度S油i和油的采收率RF油i;其中,S油i=ACi/As*100%;RF油i=100%-S油i;
S34、计算吞吐实验过程中岩心孔隙中剩余侵入液的体积V液Ci和饱和度S液i;其中,V油Ci=ACi/C;V液Ci=[(mCi-md)-(V油Ci*ρ油)]/ρ液;S液i=V液Ci/(V油Ci+V液Ci)*100%;
S4、绘制岩心在CO2吞吐过程中的油相采收率RF油i和侵入液的饱和度S液i图版,获得岩心在CO2吞吐过程中的油相采收率变化曲线和侵入液的饱和度曲线。
进一步,所述孔隙中油的体积V油S采用如下公式计算:V油S=(ms-md)/ρ油。
进一步,所述比例系数C采用如下公式计算:As=C*V油S=C*[(ms-md)/ρ油],则C=As/[(ms-md)/ρ油]。
进一步,所述步骤S31中,具体包括如下三个阶段:
吞:打开岩心夹持器的气体入口端阀门并关闭岩心夹持器的气体出口端阀门,将确定量的二氧化碳注入岩心;
焖:关闭岩心夹持器的气体入口端阀门,将二氧化碳封闭在岩心内,使气体扩散进入岩心孔隙中,维持约12-24小时;
吐:打开岩心前端的气体阀门,释放CO2,CO2分子将携带水分和油脱出岩心孔隙。
进一步,所述烘干岩心,具体为,将岩心放置于烘箱中烘干,烘干温度为200℃,烘干时间为24小时。
进一步,所述将烘干后的岩心做饱和油实验,具体为,先将岩心放入饱和罐的样品室,并将油注入到饱和罐的液体室;然后同时对样品室和液体室抽真空脱出其中的空气;接下来将流体室内的油推注到样品室浸没岩心,加压至32MPa,维持24小时对样品饱和油。
进一步,所述步骤S22具体为,将饱和油岩心装载到泥浆循环设备的夹持器中,施加围压包裹岩心开展滤湿实验;岩心夹持器末端封闭,岩心夹持器前端连接泥浆循环管线,泥浆溶液自上而下流经岩心前端面,使一部分泥浆滤液扩散侵入到岩心孔隙里,并置换出其中的油,形成存在侵入流体的状态。
本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中,类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中,各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为岩心在CO2吞吐过程中的油相采收率RF油i和侵入液的饱和度S液i图版。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,因此只作为示例,而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是,除非另有说明,本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
本申请一种评价侵入液对页岩油可动量影响的实验方法,包括如下步骤,S1、岩心预处理:
S11、烘干岩心,称量并得到岩心干重md,单位为g;具体为,将岩心放置于烘箱中烘干,烘干温度为200℃,烘干时间为24小时。
S13、将烘干后的岩心做饱和油实验。具体为,先将岩心放入饱和罐的样品室,并将油注入到饱和罐的液体室;然后同时对样品室和液体室抽真空脱出其中的空气;接下来将流体室内的油推注到样品室浸没岩心,加压至32MPa,维持24小时对样品饱和油。
油的密度记作ρ油,单位g/cm3,称量该岩心在饱和油状态下的饱和重ms,根据油的密度和重量,计算孔隙中油的体积V油S;其中V油S=(ms-md)/ρ油。
测试岩心在饱和油状态下的核磁T2谱并计算谱面积As,此时孔隙含油饱和度S油s=100%,As反映孔隙中完全饱和油的状态。
核磁T2谱面积与孔隙中油V油S的体积成正比关系,二者比例系数记作C;根据谱面积和孔隙中油的体积计算谱面积与孔隙中油体积的比例系数C。
采用如下公式计算比例系数C:As=C*V油S=C*[(ms-md)/ρ油],则C=As/[(ms-md)/ρ油]。
S2、岩心的泥浆滤湿实验:
S21、配制泥浆溶液并加入氯化锰,取部分泥浆溶液过滤后得到泥浆滤液,测量该泥浆滤液的密度ρ液。
配制泥浆溶液的材料为市售产品,按照说明书兑水后即得到泥浆溶液。在配置好的泥浆溶液中加入浓度为20g/L的氯化锰,目的是屏蔽泥浆溶液中水的核磁信号。
由于在用泥浆溶液冲刷岩心过程中泥浆颗粒不会进入岩心孔隙,只有泥浆滤液才能进入岩石孔隙,泥浆颗粒会在被冲刷岩心的端面堆积形成一张泥饼,侵入液为泥浆滤液,因此测量泥浆滤液的密度。具体为,取一部分泥浆溶液做过滤处理,测量泥浆滤液密度ρ液。
S22、采用步骤S21配置的泥浆溶液对岩心做滤湿实验以模拟侵入状态。
具体为,将饱和油岩心装载到泥浆循环设备的夹持器中,施加围压包裹岩心开展滤湿实验;岩心夹持器末端封闭,岩心夹持器前端连接泥浆循环管线,泥浆溶液自上而下流经岩心前端面;在前端泥浆溶液冲刷岩心端面的过程中,一部分泥浆滤液就会扩散侵入到岩心孔隙里,并置换出其中的油,泥浆中的颗粒会在岩心前端堆积并形成一张泥饼;冲刷24小时后结束滤湿实验,此时,岩心内的部分油被侵入的泥浆滤液置换,油的饱和度就会小于100%,也就形成了存在侵入流体的状态。
S23、称量滤湿实验后岩心的质量mL,测试滤湿实验后岩心的核磁T2谱并计算谱面积AL,计算岩心中剩余油的饱和度S油L和体积V油L。
滤湿实验结束后取出样品,用浓度为20g/L的氯化锰溶液冲洗掉泥饼,滤纸拭干岩心表面的流体,称量岩心的质重mL;测试岩心的核磁T2谱计算谱面积A油L,此时核磁谱面积反映岩心中剩余油的饱和度S油L,S油L=A油L/As*100%。
采用如下公式计算孔隙中剩余油的体积V油L:V油L=A油L/C=A油L/{AS/[(ms-md)/ρ油]}。
S24、计算滤湿实验后岩心SHALE-1的孔隙含液饱和度S液L和侵入液体积V液L;其中,孔隙含液饱和度S液L=100%-S油L=100%-A油L/As*100%,侵入液体积V液L=[(mL-md)-V油L*ρ油]/ρ液。
滤湿前与滤湿后核磁T2谱的面积差代表孔隙中侵入液的量,侵入液的饱和度记作S液L;滤湿实验开始前,孔隙中侵入液的饱和度为0;滤湿实验结束后,孔隙中侵入液和油的总饱和度为100%,所以,S液L=100%-S油L=100%-A油L/As*100%。
滤湿实验后岩心孔隙中流体总质量是原始油和侵入液两种流体的和,所以,mL-md=V油L*ρ油+V液L*ρ液;由此可得:V液L=[(mL-md)-V油L*ρ油]/ρ液。
S3、岩心的CO2吞吐实验:
S31、将S23处理后的岩心放入岩心夹持器中,并对岩心采用“吞吐”的方式降低基质孔隙饱和度,具体包括如下三个阶段;
吞:打开岩心夹持器的气体入口端阀门并关闭岩心夹持器的气体出口端阀门,将确定量的二氧化碳注入岩心。
焖:关闭岩心夹持器的气体入口端阀门,将二氧化碳封闭在岩心内,使气体扩散进入岩心孔隙中,维持约12-24小时。
吐:打开岩心前端的气体阀门,释放CO2,CO2分子将携带水分和油脱出岩心孔隙。
S32、重复上述步骤S31 3~6次,每次完成后称质量mCi,测试核磁T2谱计算谱面积ACi。该过程中油和侵入液的饱和度持续下降,总饱和度小于100%,因此需要借助孔隙剩余的油和残余的侵入液的体积来计算两个饱和度。
S33、计算吞吐实验过程中,岩心孔隙内剩余油的饱和度S油i和油的采收率RF油i。
S油i=ACi/As*100%=V油Ci/(V油Ci+V液Ci)*100%;
RF油i=100%-S油i;
S34、计算吞吐实验过程中岩心孔隙中剩余侵入液的体积V液Ci和饱和度S液i。
S液i=V液Ci/(V油Ci+V液Ci)*100%;
其中,
V油Ci=ACi/C;
V液Ci=[(mCi-md)-(V油Ci*ρ油)]/ρ液。
S4、绘制岩心在CO2吞吐过程中的油相采收率RF油i和侵入液的饱和度S液i图版,获得岩心在CO2吞吐过程中的油相采收率变化曲线和侵入液的饱和度曲线;图版中油采收率的变化趋势可用于分析侵入液对CO2驱油过程的影响规律,能够帮助调整开发参数来提高资源动用量。绘制的图版如图1所示。
在图1中,横坐标为吞吐轮次,其中“CO2吞吐轮次0”代表初始状态,在本申请中,其代表岩心滤湿实验结束的状态。“CO2吞吐轮次1-4”则分别代表开展的4轮次CO2吞吐过程。纵坐标主轴为侵入液饱和度S液i,侵入液的饱和度变化对应一个下降的过程;纵坐标副轴为岩心的油采收率RF油i,其对应各阶段采出油的累积量,是一个增大的过程。
由图1可以看出,CO2吞吐实验进行的第1轮和第2轮时,由于岩心中含有侵入液,油的采收率增长缓慢;随着侵入液逐渐被采出,在第2轮次结束时,侵入液饱和度为0,代表被全部采出,此后,油的采收率大幅提高;到第3和第4轮时,采收率数值基本稳定,第4轮次的油采收率即代表所述CO2吞吐实验能够得到的最大可动量。
本申请采用实验的方式,模拟侵入液的侵入过程,通过定量计算在采收过程中油的采收率数据和侵入液饱和度数据,并根据该数据绘制图版,可直观的反映出含侵入液的岩心中油的采收率的变化趋势以及侵入液饱和度的变化趋势,可用于分析侵入液对CO2驱油过程的影响规律,能够帮助调整开发参数来提高资源动用量。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,术语“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明的说明书中,说明了大量具体细节。然而,能够理解,本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中,并未详细示出公知的方法、系统和技术,以便不模糊对本说明书的理解。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、系统、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、系统、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (5)
1.一种评价侵入液对页岩油可动量影响的实验方法,其特征在于,包括如下步骤,
S1、岩心预处理:
S11、烘干岩心,称量并得到岩心干重md;
S12、将烘干后的岩心做饱和油实验,油的密度记作ρ油,称量该岩心在饱和油状态下的重量ms,根据油的密度和重量,计算孔隙中油的体积V油S;测试岩心在饱和油状态下的核磁T2谱并计算谱面积As;根据谱面积和孔隙中油的体积计算谱面积与孔隙中油体积的比例系数C;
S2、岩心的泥浆滤湿实验:
S21、配制泥浆溶液并加入氯化锰,取部分泥浆溶液过滤后得到泥浆滤液,测量该泥浆滤液的密度ρ液;
S22、采用步骤S21配置的泥浆溶液对岩心做滤湿实验以模拟侵入状态;
S23、称量滤湿实验后岩心的质量mL,测试滤湿实验后岩心的核磁T2谱并计算谱面积A油L,计算岩心中剩余油的饱和度S油L和体积V油L;其中,S油L=A油L/As*100%;V油L=A油L/C=A油L/{AS/[(ms-md)/ρ油]};
S24、计算滤湿实验后岩心的孔隙含液饱和度S液L和侵入液体积V液L;其中,孔隙含液饱和度S液L=100%-S油L=100%-A油L/As*100%,侵入液体积V液L=[(mL-md)-V油L*ρ油]/ρ液;
S3、岩心的CO2吞吐实验:
S31、将岩心装入岩心夹持器中,并对岩心采用“吞吐”的方式降低基质孔隙饱和度;
S32、重复步骤S31多次,在每次降低基质孔隙饱和度后,称量岩心的质量mCi,测试核磁T2谱计算谱面积ACi;
S33、计算吞吐实验过程中,岩心孔隙内剩余油的饱和度S油i和油的采收率RF油i;其中,S油i=ACi/As*100%;RF油i=100%-S油i;
S34、计算吞吐实验过程中岩心孔隙中剩余侵入液的体积V液Ci和饱和度S液i;其中,V油Ci=ACi/C;V液Ci=[(mCi-md)-(V油Ci*ρ油)]/ρ液;S液i=V液Ci/(V油Ci+V液Ci)*100%;
S4、绘制岩心在CO2吞吐过程中的油相采收率RF油i和侵入液的饱和度S液i图版,获得岩心在CO2吞吐过程中的油相采收率变化曲线和侵入液的饱和度曲线。
2.根据权利要求1所述的评价侵入液对页岩油可动量影响的实验方法,其特征在于,所述步骤S31中,具体包括如下三个阶段:
吞:打开岩心夹持器的气体入口端阀门并关闭岩心夹持器的气体出口端阀门,将确定量的二氧化碳注入岩心;
焖:关闭岩心夹持器的气体入口端阀门,将二氧化碳封闭在岩心内,使气体扩散进入岩心孔隙中,维持12-24小时;
吐:打开岩心前端的气体阀门,释放CO2,CO2分子将携带水分和油脱出岩心孔隙。
3.根据权利要求1所述的评价侵入液对页岩油可动量影响的实验方法,其特征在于,所述烘干岩心,具体为,将岩心放置于烘箱中烘干,烘干温度为200℃,烘干时间为24小时。
4.根据权利要求1所述的评价侵入液对页岩油可动量影响的实验方法,其特征在于,所述将烘干后的岩心做饱和油实验,具体为,先将岩心放入饱和罐的样品室,并将油注入到饱和罐的液体室;然后同时对样品室和液体室抽真空脱出其中的空气;接下来将液体室内的油推注到样品室浸没岩心,加压至32MPa,维持24小时对样品饱和油。
5.根据权利要求1所述的评价侵入液对页岩油可动量影响的实验方法,其特征在于,所述步骤S22具体为,将饱和油岩心装载到泥浆循环设备的夹持器中,施加围压包裹岩心开展滤湿实验;岩心夹持器末端封闭,岩心夹持器前端连接泥浆循环管线,泥浆溶液自上而下流经岩心前端面,使一部分泥浆滤液扩散侵入到岩心孔隙里,并置换出其中的油,形成存在侵入流体的状态。
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