CN114417593B - 一种评价孔隙连通性对页岩采收率影响的实验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种评价孔隙连通性对页岩采收率影响的实验方法,取多块具有不同孔隙连通系数的岩心,采用如下步骤分别对多块岩心进行处理:S1、烘干岩心并做饱和油实验,测试核磁T2谱并计算谱面积As;S2、对饱和油岩心做自吸重水实验,测试核磁T2谱并计算谱面积AL;S3.计算孔隙连通系数ΔC;S4、将自吸实验后的岩心重新烘干并做饱和油实验,采用“吞吐”的方式多次降低基质孔隙饱和度;计算吞吐实验后,岩心中油的最大采收率值RFMAX;S5、根据每块岩心的孔隙连通系数ΔC与油采收率RFMAX绘制图版,获得岩心孔隙连通性与CO2吞吐采收率之间的函数关系,该函数关系有助于估算地层原油产量。
Description
技术领域
本发明涉及勘探开发技术领域,具体涉及一种模拟孔隙连通性对页岩采收率影响的实验方法。
背景技术
页岩采收率受许多岩石物理参数影响,如孔隙度、渗透率、饱和度、孔隙连通性等。孔隙能连通性是影响页岩采收率的重要参数。现有评价连通性的技术主要包括微流体技术和数字岩石模拟技术两类。其中微流体技术主要用来确定微裂缝与大裂缝之间的连通性,进而评价微裂缝连通性对采收率的影响。数字岩石模拟技术通过计算机模拟出岩石的孔隙结构,进而间接计算出基质孔隙的连通性。目前缺少一种基于直接实验手段评价基质孔隙连通性对页岩采收率影响的方法和流程。
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孔隙连通性对页岩采收率影响的实验方法。
本发明所采用的技术方案是:
一种评价孔隙连通性对页岩采收率影响的实验方法,取多块具有不同孔隙连通系数的岩心,采用如下步骤分别对多块岩心进行处理:
S1、岩心预处理:烘干岩心,并将烘干后的岩心做饱和油实验;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等于100%;
S2、自吸重水实验:利用重水对饱和油岩心做自吸重水实验;测试自吸实验后岩心的核磁T2谱并计算谱面积AL;
S3.计算孔隙连通系数ΔC:根据岩心在自吸实验前后的核磁T2谱面积计算孔隙连通系数ΔC:ΔC=100-AL/As*100%;
S4、岩心的CO2吞吐实验:将自吸实验后的岩心重新烘干并做饱和油实验;将重新饱和油的岩心放入岩心夹持器中,并对岩心采用“吞吐”的方式多次降低基质孔隙饱和度;计算吞吐实验后,岩心中油的最大采收率值RFMAX;
S5、根据每块岩心的孔隙连通系数ΔC与油采收率RFMAX绘制孔隙连通系数ΔC与和油采收率RFMAX图版,根据该图版获得岩心孔隙连通性与CO2吞吐采收率之间的函数关系。
进一步,所述步骤S4中,计算吞吐实验后,岩心中油的最大采收率值RFMAX,具体为,
在每次降低基质孔隙饱和度后,测试岩心的核磁T2谱并计算谱面积ACi;
根据该谱面积ACi计算岩心孔隙内剩余油的饱和度Si和油的采收率RFi;其中,Si=ACi/As*100%;RFi=100-Si;
计算两轮吞吐实验的采收率RFi之间的差值,当该差值小于1%时结束吞吐实验,计算该岩心的最大采收率值RFMAX。
进一步,所述对岩心采用“吞吐”的方式多次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。
进一步,所述利用重水对饱和油岩心做自吸重水实验,具体为,将饱和油岩样浸泡到含有重水的罐状容器中,维持72小时。
进一步,所述岩心的CO2吞吐实验的轮次为3~6次。
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岩心室,并将油注入到饱和罐的液体室;然后同时对岩心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岩心室浸没岩心,加压至32MPa,维持24小时对岩心饱和油。
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为多块岩心在CO2吞吐过程中的油采收率RFi图版;
图2为多块岩心的孔隙连通系数ΔC与和油采收率RFMAX图版。
具体实施方式
下面将结合附图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。
本申请一种评价孔隙连通性对页岩采收率影响的实验方法,取多块具有不同孔隙连通系数的岩心,采用如下步骤分别对多块岩心进行处理:
S1、岩心预处理:
S11、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。
S12、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岩心室,并将油注入到饱和罐的液体室;然后同时对岩心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岩心室浸没岩心,加压至32MPa,维持24小时对岩心饱和油。
S13、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等于100%,As反映孔隙中完全饱和油的状态。
S2、自吸重水实验:
S21、利用重水对步骤S12饱和油岩心做自吸重水实验,孔隙中部分油会被重水置换出孔隙。具体的,将饱和油岩样浸泡到含有重水的罐状容器中,维持72小时。
S22、测试自吸实验后岩心的核磁T2谱并计算谱面积AL。重水不产生有效核磁信号,也就是信号量为零,自吸实验中只有油能产生有效的核磁信号。拭干岩样表面流体,测试核磁T2谱并计算谱面积AL,此时核磁T2谱面积反映岩心中剩余油的状态。
S3、计算孔隙连通系数ΔC:根据岩心在自吸实验前后的核磁T2谱面积计算孔隙连通系数ΔC:
ΔC=100-AL/As*100%。
S4、岩心的CO2吞吐实验计算采收率:
S41、将S21处理后的岩心按步骤S11和S12重新烘干并做饱和油实验。
S42、将S41重新饱和油的岩心放入岩心夹持器中,并对岩心采用“吞吐”的方式多次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分子将携带油脱出岩心孔隙。
S43、重复上述步骤S42 3~6次,每次完成后测试核磁T2谱计算谱面积ACi。该过程中油的饱和度持续下降,总饱和度小于100%。
S44、计算吞吐实验过程中,岩心孔隙内剩余油的饱和度Si和油采收率RFi。
Si=ACi/As*100%;
RFi=100-Si。
S45、计算两轮吞吐实验的采收率RFi之间的差值,当该差值小于1%时结束吞吐实验,计算该岩心的最大采收率值RFMAX。
图1为岩心在CO2吞吐过程中的油采收率RFi变化趋势。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,其代表岩心完全饱和油的状态。“CO2吞吐轮次1-4”则分别代表开展的4轮次CO2吞吐过程。纵坐标分别为油采收率RFi,其对应各阶段采出油的累积量,是一个增大的过程。
如图1所示,分别对三块岩心进行CO2吞吐实验,当CO2吞吐实验进行到第4轮时,三块岩心的采收率均基本稳定,可在第4轮结束时结束吞吐实验,并计算该轮次的采收率,得到三块岩心的最大采收率分别为80.49%(岩心1),67.45%(岩心2)和55.90%(岩心3)。
S5、根据每块岩心的孔隙连通系数ΔC与油采收率RFMAX绘制孔隙连通系数ΔC与和油采收率RFMAX图版,根据该图版获得岩心孔隙连通性与CO2吞吐采收率之间的函数关系。
具体的,将每块岩心分别按照步骤S1~S4进行处理,得到每块岩心的孔隙连通系数ΔC与油采收率RFMAX;根据每块岩心的孔隙连通系数ΔC与油采收率RFMAX绘制图版,得到具有多个油采收率RFMAX随孔隙连通系数ΔC变化的坐标点(本实施例中,采用六块岩心分别进行处理,得到具有六个油采收率RFMAX随孔隙连通系数ΔC变化的坐标点),根据该图版中的各坐标点,可以计算出岩心孔隙连通性与CO2吞吐采收率之间的函数关系,该函数关系有助于估算地层原油产量。
采用步骤S5绘制的图版如图2所示,图2中,横坐标为孔隙连通系数ΔC,在本申请中,其代表岩心自吸重水驱替油的量。纵坐标为油采收率的最大值RFMAX。
在图2中,分别绘制了6块岩心的油采收率RFMAX随孔隙连通系数ΔC变化的坐标点,根据图版上的坐标点,图2中所示6块的孔隙连通系数与采收率拟合函数关系为:RFMAX=1.4509*ΔC+28.727,相关系数R2=0.9267。R为拟合公式的相关系数,拟合度越高,数据之间的相关性越好;本申请采用6块岩心的数据进行拟合,数据之间的拟合相似度的平方达到了92.67%;当然,也可以采用更多的岩心进行试验,获得更多的坐标点,获得更准确的函数关系。
页岩孔隙小毛管压力大,页岩孔隙有很强的自吸能力,该自吸能力能够反映孔隙的连通性;本申请利用页岩孔隙自吸这一特点,利用重水对岩心做自吸重水实验,在实验后测试岩心核磁T2谱并计算其谱面积,此时谱面积代表岩心中剩余油的状态,通过岩心自吸实验前后的谱面积计算出该岩心的孔隙连通系数,再结合CO2吞吐技术,获得岩心在自吸实验后的最大采收率,从而根据多块岩心的孔隙连通系数和最大采收率绘制图版,获得孔隙连通性-采收率这两个参数的函数关系,从而为地层采收率评价提供参数。
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 (4)
1.一种评价孔隙连通性对页岩采收率影响的实验方法,其特征在于,取多块具有不同孔隙连通系数的岩心,采用如下步骤分别对多块岩心进行处理:
S1、岩心预处理:烘干岩心,并将烘干后的岩心做饱和油实验;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等于100%;
S2、自吸重水实验:利用重水对饱和油岩心做自吸重水实验;测试自吸实验后岩心的核磁T2谱并计算谱面积AL;
S3.计算孔隙连通系数ΔC:根据岩心在自吸实验前后的核磁T2谱面积计算孔隙连通系数ΔC:ΔC=100-AL/As*100%;
S4、岩心的CO2吞吐实验:将自吸实验后的岩心重新烘干并做饱和油实验;将重新饱和油的岩心放入岩心夹持器中,并对岩心采用“吞吐”的方式多次降低基质孔隙饱和度;计算吞吐实验后,岩心中油的最大采收率值RFMAX;
S5、根据每块岩心的孔隙连通系数ΔC与油采收率RFMAX绘制孔隙连通系数ΔC与和油采收率RFMAX图版,根据该图版获得岩心孔隙连通性与CO2吞吐采收率之间的函数关系;
所述利用重水对饱和油岩心做自吸重水实验,具体为,将饱和油岩样浸泡到含有重水的罐状容器中,维持72小时;
所述对岩心采用“吞吐”的方式多次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;
所述岩心的CO2吞吐实验的轮次为3~6次。
2.根据权利要求1所述的评价孔隙连通性对页岩采收率影响的实验方法,其特征在于,所述步骤S4中,计算吞吐实验后,岩心中油的最大采收率值RFMAX,具体为,
在每次降低基质孔隙饱和度后,测试岩心的核磁T2谱并计算谱面积ACi;
根据该谱面积ACi计算岩心孔隙内剩余油的饱和度Si和油的采收率RFi;其中,Si=ACi/As*100%;RFi=100-Si;
计算两轮吞吐实验的采收率RFi之间的差值,当该差值小于1%时结束吞吐实验,计算该岩心的最大采收率值RFMAX。
3.根据权利要求1所述的评价孔隙连通性对页岩采收率影响的实验方法,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所述的评价孔隙连通性对页岩采收率影响的实验方法,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岩心室,并将油注入到饱和罐的液体室;然后同时对岩心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岩心室浸没岩心,加压至32MPa,维持24小时对岩心饱和油。
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