專利名稱：一種快速確定致密巖心損害的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油與天然氣儲(chǔ)層損害評(píng)價(jià)的方法，本方法可快速確定致密儲(chǔ) 層流體敏感性損害、工作液損害程度，可不用測(cè)量流過(guò)巖心的流量，減少致密 巖心流量測(cè)量的誤差，可為油氣層損害機(jī)理診斷、工作液優(yōu)選提供依據(jù)，屬于 石油天然氣勘探開(kāi)發(fā)過(guò)程中油氣層保護(hù)方面的實(shí)驗(yàn)方法。
背景技術(shù)：
隨著常規(guī)油氣資源產(chǎn)量的大幅下降和油氣需求的日益增加，低滲透油藏、 致密氣藏(包括致密砂巖氣藏、致密碳酸鹽巖氣藏和頁(yè)巖氣藏)亟待大規(guī)模開(kāi) 發(fā)。然而，致密氣藏先天低孔低滲、粘土礦物豐富多樣的特點(diǎn)使其在鉆井、完 井、測(cè)試、修井、增產(chǎn)、開(kāi)采等開(kāi)發(fā)全過(guò)程的每個(gè)作業(yè)環(huán)節(jié)表現(xiàn)為易損害且損 害后難以解除的特征。儲(chǔ)層保護(hù)技術(shù)的實(shí)施效果成為制約低滲透油藏和致密氣 藏勘探成功和經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵。儲(chǔ)層敏感性實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)及損害機(jī)理診斷是制訂保 護(hù)技術(shù)方案的科學(xué)基礎(chǔ)。
我國(guó)在1994年制定SY/T5358-94《砂巖儲(chǔ)層敏感性評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)方法》規(guī)范儲(chǔ) 層敏感性實(shí)驗(yàn)，2002年對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂為SY/T 5358-2002《儲(chǔ)層敏感性流動(dòng) 實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)方法》。SY/T5358-2002標(biāo)準(zhǔn)適用于空氣滲透率大于1X10—3陶2的碎屑 巖及碳酸鹽巖儲(chǔ)層巖樣。
如果用SY/T5358-2002標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)氣測(cè)滲透率小于0. 1 X 10—3 Mm2的致密巖心 存在以下不足， 一是實(shí)驗(yàn)誤差大。對(duì)于長(zhǎng)5cm、直徑2. 5cm和水測(cè)滲透率為IX 10—3 rtn2的巖心，在壓差為0. 5MPa下水的流速為0. 005ml/s，即在10分鐘的流 量為3ml。這樣低的流速已經(jīng)比較難于計(jì)量，易產(chǎn)生誤差，如果考慮蒸發(fā)作用， 實(shí)驗(yàn)誤差可能就更大了，如果用氣測(cè)滲透率小于0. 1Xl(Twif的致密巖心進(jìn)行 敏感性實(shí)驗(yàn)，液體流速更小，實(shí)驗(yàn)誤差更大。二是對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備要求高。由于致 密巖心滲透率低，流體流動(dòng)緩慢，為了提高流速，通常增大流壓，同時(shí)為了保 持巖心上流端有效應(yīng)力不變，需要同時(shí)增加實(shí)驗(yàn)圍壓，這樣實(shí)驗(yàn)設(shè)備要求能抗 很高的壓力。但是，這樣也造成另一個(gè)后果，即巖心應(yīng)力敏感損害。由于實(shí)驗(yàn) 巖心上流端有效應(yīng)力為圍壓減去壓差，而下流端的有效應(yīng)力是圍壓減去大氣壓。巖心下流端承受相當(dāng)高的有效應(yīng)力，孔隙喉道壓縮，流體更加難于從巖心中流 出，實(shí)驗(yàn)流量更難于計(jì)量，并引入應(yīng)力敏感損害，實(shí)驗(yàn)誤差更大。三是耗時(shí)。 由于實(shí)驗(yàn)流體通過(guò)巖心流速很低，壓力很難通過(guò)巖心，要得到穩(wěn)定壓力下的流 量需要大量時(shí)間。
儲(chǔ)層損害評(píng)價(jià)是儲(chǔ)層保護(hù)技術(shù)的基礎(chǔ)，也是儲(chǔ)層保護(hù)技術(shù)這個(gè)系統(tǒng)工程中 很重要的-- 個(gè)環(huán)節(jié)。致密砂巖天然氣在儲(chǔ)量增長(zhǎng)和能源供應(yīng)方面正在發(fā)揮越來(lái) 越重要的作用。然而，當(dāng)前損害評(píng)價(jià)方法已經(jīng)不適應(yīng)致密氣藏開(kāi)發(fā)的需要，形 成快速確定致密巖心損害的方法對(duì)致密儲(chǔ)層全過(guò)程保護(hù)及其經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)具有重要 的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種快速確定致密巖心損害的方法，該方法通過(guò)流 體在一定初始?jí)毫ο峦ㄟ^(guò)巖心時(shí)壓力衰減速率來(lái)評(píng)價(jià)流體對(duì)致密巖心的損害程 度，可有效解決現(xiàn)有評(píng)價(jià)方法在評(píng)價(jià)工作液對(duì)致密巖心損害時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備要求 高、耗時(shí)和誤差大等不足。
為了達(dá)到上述技術(shù)目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案。
巖心損害評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)采用兩類流體， 一類是參考流體，通常為地層水或標(biāo)準(zhǔn) 鹽水，另一類是與對(duì)巖心損害程度的待評(píng)價(jià)流體，通常為與參考流體礦化度或
pH值不同流體，或者是丄作液，或工作液濾液。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
巖心抽真空飽和參考流體(地層水或標(biāo)準(zhǔn)鹽水)48小時(shí)；將巖心裝入巖心 夾持器，加上圍壓和溫度，將一個(gè)微小容器和巖心串聯(lián)，并連接在巖心上流端； 用平流泵泵入?yún)⒖剂黧w(地層水或模擬地層水)使巖心上流端和微小容器的壓 力達(dá)到預(yù)先設(shè)定的初始?jí)毫?，關(guān)閉微小容器和壓力表(或壓力傳感器)前的閥 門(mén)，開(kāi)始進(jìn)行壓力衰減實(shí)驗(yàn)，采集不同時(shí)刻壓力數(shù)據(jù);用待評(píng)價(jià)流體驅(qū)替巖心
中參考流體，使通過(guò)巖心的待評(píng)價(jià)流體體積大于3PV后浸泡24小時(shí)，用相同的
方法和相同的初始?jí)毫M(jìn)行待評(píng)價(jià)流體壓力衰減實(shí)驗(yàn)。
流體壓力衰減到初始?jí)毫σ话胨枰臅r(shí)間即壓力半衰期，可以反映流體 通過(guò)巖心流動(dòng)速率。對(duì)巖心沒(méi)有損害的流體壓力半衰期短，對(duì)巖心有損害的流 體壓力半衰期長(zhǎng)，利用參考流體和待評(píng)價(jià)流體的壓力半衰期可以通過(guò)下式計(jì)算待評(píng)價(jià)流體對(duì)巖心的損害程度。 損害率& = ^ f r。 x 100%
式中
"—地層水或標(biāo)準(zhǔn)鹽水的壓力半衰期，min; ——待評(píng)價(jià)流體的壓力半衰期，min。 巖心損害程度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為
兄<5 無(wú)； 5^<30 弱；
30《兄<50 中等偏弱； 50《兄<70 中等偏強(qiáng)；
兄>70 強(qiáng)；
本發(fā)明與現(xiàn)有方法相比具有如下有益效果
一是可以評(píng)價(jià)流體對(duì)低滲-致密儲(chǔ)層巖心的損害。該方法不計(jì)量液體的滲透 率，僅僅計(jì)量不同時(shí)刻的壓力，監(jiān)測(cè)壓力半衰期，即可評(píng)價(jià)流體對(duì)巖心的損害。 二是可進(jìn)行高溫高壓低滲-致密巖心損害評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)。常規(guī)損害評(píng)價(jià)方法需要計(jì)量 巖心出口端流量，計(jì)算滲透率，但是低滲-致密巖心的滲透率低，出口端流量小， 如果是高溫高壓實(shí)驗(yàn)，巖心孔喉在高壓條件下受到壓縮，出口端流體在高溫條 件下更易于蒸發(fā)，因此，出口端液體流量更小，更加難于計(jì)量。而該發(fā)明提供 的方法不用計(jì)量流量，不計(jì)算滲透率，即可較準(zhǔn)確地、快速地評(píng)價(jià)液體對(duì)低滲-致密巖心的損害程度。


圖1為評(píng)價(jià)巖心損害的實(shí)驗(yàn)流程示意圖。
圖中l(wèi).實(shí)驗(yàn)巖心，2.壓力表或壓力傳感器，3.微小容器，4.閥門(mén)，5.閥 門(mén)，6.平流泵。
具體實(shí)施例方式
下面根據(jù)實(shí)施例進(jìn)一歩說(shuō)明本發(fā)明。
5參看圖1， 一種快速確定致密巖心損害的方法，依次包括以下步驟
(1) 巖心抽真空飽和地層水或標(biāo)準(zhǔn)鹽水48小時(shí)；
(2) 將實(shí)驗(yàn)巖心1裝入巖心夾持器，加上圍壓和溫度，將一個(gè)微小容器3 和巖心1串聯(lián)，并連接在巖心上流端；
(3) 用氮?dú)怛?qū)替中間容器中參考流體或用平流泵6泵入?yún)⒖剂黧w(地層水 或模擬地層水)，使巖心上流端和微小容器3的壓力達(dá)到預(yù)先設(shè)定的
初始?jí)毫?，關(guān)閉微小容器3和壓力表或壓力傳感器2前的閥門(mén)5，打 開(kāi)閥門(mén)4進(jìn)行壓力衰減實(shí)驗(yàn)，采集不同時(shí)刻壓力數(shù)據(jù)，當(dāng)壓力下降到 初始?jí)毫/2時(shí)，停止壓力采集，測(cè)定出參考流體的壓力半衰期&
(4) 用待評(píng)價(jià)流體驅(qū)替巖心中參考流體，使通過(guò)巖心的待評(píng)價(jià)流體體積大 于3PV后停止驅(qū)替，關(guān)閉閥門(mén)4，浸泡24小時(shí)；
(5) 用平流泵6紫^待評(píng)價(jià)流體使巖心上流端壓力和微小容器3壓力和參 考流體壓力.自:減實(shí)驗(yàn)的初始?jí)毫ο嗤瑫r(shí)，關(guān)閉微小容器3和壓力表或 壓力傳感器2前的閥門(mén)5，打開(kāi)閥門(mén)4進(jìn)行壓力衰減實(shí)驗(yàn)，采集不同 時(shí)刻壓力數(shù)據(jù)，當(dāng)壓力下降到初始?jí)毫?/2時(shí)，停止壓力采集，測(cè)定 出待評(píng)價(jià)流體的壓力半衰期&
(6) 用下述公式計(jì)算損害率
= L f 7。 xl00%
巖心損害程度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為 ^<5 無(wú)； 5《&<30 弱；
30《^<50 中等偏弱； 50《^<70 中等偏強(qiáng)；
7 ,》70 強(qiáng)；
實(shí)施例1
選用川西露頭2塊巖性、物性相近的致密砂巖巖心用該發(fā)明方法評(píng)價(jià)了蒸
6餾水對(duì)巖心的損害程度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，滲透率為0. 115Xl(TMm2的巖心在圍 壓3MPa下，3慨C1溶液和蒸餾水0. 8MPa的初始?jí)毫Φ膲毫Π胨テ诜謩e為285min 和375min，通過(guò)該發(fā)明方法計(jì)算的損害率為24%;另一塊滲透率為0. 1 X 10—3 Rn2 的巖心在圍壓3MPa下，3%KC1溶液和蒸餾水0. 8MPa的初始?jí)毫Φ膲毫Π胨テ诜?別為375min和525min，通過(guò)該發(fā)明方法計(jì)算的損害率為28. 57%。蒸餾水對(duì)兩 塊巖性、物性相近巖心的損害均為弱。
實(shí)施例2
選取川西露頭2塊巖性、物性相近的致密砂巖巖心用該發(fā)明方法評(píng)價(jià)了堿 液對(duì)巖心的損害程度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，滲透率為0.094X 10—3 Wn2的巖心在圍壓 3MPa下，3%KC1溶液和pH值為13的3%KC1溶液(即在3%KC1溶液中加入堿液) 在0. 8MPa的初始?jí)毫r(shí)的壓力半衰期分別為375min和405min，通過(guò)該發(fā)明方 法計(jì)算的損害率為7.41%;另一塊滲透率為0.075X 10—3她2的巖心在圍壓3MPa 下，3%KC1溶液和pH值為13的3%KC1溶液在0. 8MPa的初始?jí)毫r(shí)的壓力半衰 期分別為405min和435min，通過(guò)該發(fā)明方法計(jì)算的損害率為6.90%。 pH值為 13的堿液對(duì)兩塊巖性、物性相近巖心的損害均為弱。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果也和通過(guò)該露頭巖心掃描電鏡觀察的粘土礦物類型、產(chǎn)狀的水敏 和堿敏預(yù)測(cè)結(jié)果一致。從實(shí)驗(yàn)時(shí)間來(lái)看，對(duì)于滲透率在0.1X10—3,2左右的巖 心壓力半衰期多在400min左右，完成一種流體損害評(píng)價(jià)大約需要實(shí)驗(yàn)時(shí)間12h， 實(shí)驗(yàn)過(guò)程可只記錄壓力半衰期，因此實(shí)驗(yàn)操作相對(duì)簡(jiǎn)單，不需耗費(fèi)大量人力物 力。
權(quán)利要求
1一種快速確定致密巖心損害的方法，依次包括以下步驟(1)巖心抽真空飽和地層水或標(biāo)準(zhǔn)鹽水48小時(shí)；(2)將實(shí)驗(yàn)巖心(1)裝入巖心夾持器，加上圍壓和溫度，將一個(gè)微小容器(3)和巖心(1)串聯(lián)，并連接在巖心上流端；(3)用氮?dú)怛?qū)替中間容器中參考流體或用平流泵(6)泵入?yún)⒖剂黧w，參考流體為地層水或模擬地層水，使巖心上流端和微小容器(3)的壓力達(dá)到預(yù)先設(shè)定的初始?jí)毫?，關(guān)閉微小容器3和壓力表或壓力傳感器(2)前的閥門(mén)(5)，打開(kāi)閥門(mén)(4)進(jìn)行壓力衰減實(shí)驗(yàn)，測(cè)定出參考流體壓力衰減一半時(shí)的時(shí)間，即壓力半衰期T0；(4)用待評(píng)價(jià)流體驅(qū)替巖心中參考流體，使通過(guò)巖心的待評(píng)價(jià)流體體積大于3PV后停止驅(qū)替，關(guān)閉閥門(mén)(4)，浸泡24小時(shí)；(5)用平流泵(6)泵入待評(píng)價(jià)流體使巖心上流端壓力和微小容器(3)壓力和參考流體壓力衰減實(shí)驗(yàn)的初始?jí)毫ο嗤瑫r(shí)，關(guān)閉微小容器(3)和壓力表或壓力傳感器(2)前的閥門(mén)(5)，打開(kāi)閥門(mén)(4)進(jìn)行壓力衰減實(shí)驗(yàn)，測(cè)定出待評(píng)價(jià)流體的壓力半衰期Ti；(6)用下述公式計(jì)算損害率式中T0——參考流體的壓力半衰期，min；Ti——待評(píng)價(jià)流體的壓力半衰期，min。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種快速確定致密巖心損害的方法，該方法通過(guò)不同流體在一定初始?jí)毫ο峦ㄟ^(guò)巖心時(shí)壓力衰減實(shí)驗(yàn)的壓力半衰期變化確定損害率，評(píng)價(jià)流體對(duì)致密巖心的損害程度，本發(fā)明克服了現(xiàn)有評(píng)價(jià)方法在評(píng)價(jià)工作液對(duì)致密儲(chǔ)層巖心損害時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備要求高、耗時(shí)和誤差大等不足，可快速評(píng)價(jià)致密儲(chǔ)層流體敏感性損害、工作液損害程度，為油氣層損害機(jī)理診斷、工作液優(yōu)選提供依據(jù)。
文檔編號(hào)G01N33/00GK101487831SQ20091005828
公開(kāi)日2009年7月22日 申請(qǐng)日期2009年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月6日
發(fā)明者康毅力, 李相臣, 杜新龍, 游利軍 申請(qǐng)人:西南石油大學(xué)