一种研究致密砂岩孔喉结构动态变化的方法技术

本发明专利技术提供了一种研究致密砂岩孔喉结构动态变化的方法。该方法包括以下步骤：制备岩心；气测岩心的孔隙度和渗透率；截取岩心，对岩心柱塞进行恒速压汞实验；对剩余岩心进行模拟地层水流动实验，恒压驱替一定的孔隙体积；对实验后的岩心再次进行气测渗透率和恒速压汞实验；通过两次恒速压汞实验，得到孔隙分布特征和喉道分布特征，完成对致密砂岩孔喉结构动态变化的研究。本发明专利技术的上述研究致密砂岩孔喉结构动态变化的方法可以模拟致密砂岩储层岩石在长期水驱开发过程中孔喉结构的动态变化，并研究其动态变化的参数变化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及石油天然气勘探开发技术中致密砂岩储层孔喉结构在开发过程中的动态变化的实验测定方法，属于石油开采

技术介绍
孔喉结构是油田开发过程中的重要基础数据。依据实验测试手段的不同，可将孔喉结构研究方法分为直接发和间接法。直接法包括铸体薄片、扫描电镜、CT扫描等；间接法主要为高压压汞和恒速压汞。目前，孔喉结构特征的研究主要集中在静态孔喉结构的研究上，通常为在钻井过程中将岩心从地层中取出，进行加工后综合运用各种实验手段，开展微观孔喉结构的研究。油田的开发最常用的方法为注水开发，在注水开发过程中，一方面地层压力会发生改变，另一方面，在长期的水洗过程中，岩石的孔喉结构也必然会发生变化，因此，也应当开展对孔喉结构在长期水驱冲刷过程中变化的研究。关于孔喉结构动态变化的实验研究，目前主要集中在大庆油田和胜利油田的中高渗储层上，采用的方法是对在储层注水开发过程中，通过从储层中钻取不同开发阶段的岩心来研究孔喉结构的变化，这种方法不仅成本高，周期长，而且也不适用于低渗致密储层中。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种模拟地层条件和实际开发过程中对致密砂岩孔喉结构动态变化的研究方法。为了实现上述技术目的，本专利技术提供了一种研究致密砂岩孔喉结构动态变化的方法，该方法包括以下步骤：制备岩心；气测岩心的孔隙度和渗透率；截取岩心，对岩心柱塞进行恒速压汞实验，得到孔隙分布特征和喉道分布特征；对剩余岩心抽真空、饱和模拟地层水，进行模拟地层水流动实验，恒压条件下连续注入大于50倍孔隙体积的模拟地层水；对进行模拟地层水流动性实验后的岩心进行气测渗透率和恒速压汞实验，得到孔隙分布特征和喉道分布特征，完成对致密砂岩孔喉结构动态变化的研究。本专利技术提供的研究致密砂岩孔喉结构动态变化的方法中，优选地，进行恒速压汞实验时的最大进汞压力不超过7MPa。本专利技术提供的研究致密砂岩孔喉结构动态变化的方法中，优选地，进行恒速压汞实验时的进汞速率为0.5×10-4mL/min-1×10-4mL/min。本专利技术提供的研究致密砂岩孔喉结构动态变化的方法中，优选地，进行模拟地层水流动实验时的围压比入口压力高至少2MPa。本专利技术提供的研究致密砂岩孔喉结构动态变化的方法中，优选地，进行模拟地层水流动性实验用到的装置包括：双柱塞泵、恒温箱和手摇泵；所述双柱塞泵、恒温箱和所述手摇泵依次连通；所述恒温箱内部设置有模拟地层水箱和所述岩心夹持器；所述双柱塞泵与所述模拟地层水箱连通；所述双柱塞泵与所述模拟地层水箱间设置有第一阀门和第二阀门；所述模拟地层水箱与所述岩心夹持器间设置第三阀门和第一压力表；所述岩心夹持器与所述手摇泵之间设置有第二压力表；所述岩心夹持器的另一端与量筒连通。本专利技术提供的研究致密砂岩孔喉结构动态变化的方法中，优选地，气测岩心的渗透率的装置包括氮气瓶，流量控制器，第一压力传感器，第二压力传感器，第三压力传感器，手摇泵和气体流量计；所述氮气瓶与流量控制器连通，所述氮气瓶与流量控制器之间设置有减压阀；所述流量控制器与所述岩心夹持器的入口连通；所述流量控制器与所述岩心夹持器的入口之间设置有单向阀和第一压力传感器；所述岩心夹持器的围压口与手摇泵连通；所述岩心夹持器的围压口与手摇泵之间设置有第三压力传感器；所述岩心夹持器的出口与气体流量计连通，所述岩心夹持器的出口与气体流量计之间设置有第二压力传感器。本专利技术提供的研究致密砂岩孔喉结构动态变化的方法中，优选地，通过如下公式计算岩心渗透率：其中，Kgp为平均压力时的气测渗透率，单位为μm2(D)，Q0为大气压下气体体积流量，单位为cm3/s；p0为大气压，单位为10-1MPa；p1为入口绝对压力，单位为10-1MPa；p2为出口绝对压力，单位为10-1MPa；μ为气体粘度，单位为mPa·s；L为岩心长度，单位为cm；A为岩心端口截面积，单位为cm2。根据本专利技术的具体实施方式，制备岩心具体按照以下步骤进行：钻取天然岩心并进行编号，切岩心并磨平端面，保证岩心直径25mm，长度60-70mm；使用索氏抽提器进行为期一至两个月的洗油，期间使用紫外分析仪检查洗油效果，如岩心未洗净，则其浸泡在365nm紫外光下会发出白色荧光，在这种情况下继续进行洗油，直至洗净为止；烘干岩样至恒重，温度控制在104℃，烘干时间不小于8h，8h后每1h称量一次，直至两次称量的差值小于10mg，得到所述岩心。根据本专利技术的具体实施方式，气测岩心的孔隙度和气测岩心的渗透率均可以参考《SYT5336-2006岩心分析方法》执行。根据本专利技术的具体实施方式，应用氦孔隙度测定仪气测岩心的孔隙度。使用本专利技术的气测岩心渗透率的装置测岩心渗透率包括如下步骤：加围压，加进口压力，入口压力为0.35MPa(绝对压力)，出口为大气压，围压为2.35MPa(绝对压力)，待压力稳定30min后，使用气体流量计测量出口流量；使用岩心渗透率计算公式得到气测渗透率。在本专利技术的研究致密砂岩孔喉结构动态变化的方法中，恒速压汞实验可参考《Q/SYDQ1531-2012》执行。其中，恒速压汞与常规压汞遵循的原理相同。恒速压汞假设多孔介质是由直径大小不同的喉道和孔隙构成，以非常低的恒定速度进汞，在此过程中，界面张力与接触角保持不变。汞进入岩心的每一个喉道处都会憋压，此时整个毛细管系统的压力升高，当汞进入孔隙时，压力得到释放，此时整个系统的压力降低。记录此过程的进汞压力-进汞体积变化曲线，就可获得孔隙吼道的信息。利用公式pc＝2σcosθ/rc，可计算出在某一进汞压力下所对应的孔隙/喉道的半径。通过恒速压汞实验研究孔喉结构，可以得到孔隙分布特征和喉道分布特征等参数信息。根据本专利技术的具体实施方式，进行模拟地层水流动性实验时按照以下步骤进行：配置模拟地层水，每1000mL蒸馏水中含70gNaCl，6gCaCl2、4gMgCl2；将岩心抽真空、饱和模拟地层水；连接装置，并进行调试，加温至实验温度直至稳定；对岩心进行模拟地层水流动测试，采用恒定压力，围压比入口压力高至少2MPa，连续驱替一定孔隙体积，完成模拟地层水流动性实验。然后，对实验后的岩心进行烘干，测量实验后岩心的气测渗透率，并截取3cm左右长度的岩心柱塞进行恒速压汞实验，测定其孔隙分布特征和喉道分布特征，对进行模拟地层水流动实验前后得到的孔隙分布特征和喉道分布特征参数进行对比，完成对致密砂岩孔喉结构动态变化的研究。本专利技术提供的研究致密砂岩孔喉结构动态变化的方法可以模拟实际砂岩油藏的生产特征，利用该方法可以研究地层条件下致密砂岩储层在注水生产过程中孔喉结构的动态变化。本专利技术提供的研究致密砂岩孔喉结构动态变化的方法可用于模拟研究致密砂岩油藏在实际注水生产过程中孔喉结构的变化，一方面可以节约大量的成本和时间，另一方面能够很好地模拟实际油藏的生产条件。通过模拟研究油藏生产过程中的岩心孔喉结构的变化规律，能够为油藏评价及注水开发提供更好的理论依据。附图说明图1为实施例中的测量岩心孔隙体积的流程图；图2为实施例中的气测岩心渗透率的装置结构图；图3为实施例中的模拟地层水流动性实验采用的装置结构图；图4为实施例中实验前后喉道半径变化曲线；图5为实施例中实验前后孔隙半径变化曲线。主要附图符号标记1氮气瓶2减压阀3流量控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种研究致密砂岩孔喉结构动态变化的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：制备岩心；气测岩心的孔隙度和渗透率；截取岩心，对岩心柱塞进行恒速压汞实验，得到孔隙分布特征和喉道分布特征；对剩余岩心抽真空、饱和模拟地层水，进行模拟地层水流动性实验，恒压条件下连续注入大于50倍孔隙体积的模拟地层水；对进行模拟地层水流动性实验后的岩心进行气测渗透率和恒速压汞实验，得到孔隙半径分布特征和喉道半径分布特征，完成对致密砂岩孔喉结构动态变化的研究。

【技术特征摘要】
1.一种研究致密砂岩孔喉结构动态变化的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：制备岩心；气测岩心的孔隙度和渗透率；截取岩心，对岩心柱塞进行恒速压汞实验，得到孔隙分布特征和喉道分布特征；对剩余岩心抽真空、饱和模拟地层水，进行模拟地层水流动性实验，恒压条件下连续注入大于50倍孔隙体积的模拟地层水；对进行模拟地层水流动性实验后的岩心进行气测渗透率和恒速压汞实验，得到孔隙半径分布特征和喉道半径分布特征，完成对致密砂岩孔喉结构动态变化的研究。2.根据权利要求1所述的研究致密砂岩孔喉结构动态变化的方法，其特征在于，进行恒速压汞实验时的最大进汞压力不超过7MPa。3.根据权利要求1所述的研究致密砂岩孔喉结构动态变化的方法，其特征在于，进行恒速压汞实验时的进汞速率为0.5×10-4mL/min-1×10-4mL/min。4.根据权利要求1所述的研究致密砂岩孔喉结构动态变化的方法，其特征在于，进行模拟地层水流动实验时的围压比入口压力高至少2MPa。5.根据权利要求1所述的研究致密砂岩孔喉结构动态变化的方法，其特征在于，进行所述模拟地层水流动性实验用到的装置包括：双柱塞泵、恒温箱和手摇泵；所述双柱塞泵、恒温箱和所述手摇泵依次连通；所述恒温箱内部设置有模拟地层水箱和所述岩心夹持器；所述双柱塞泵与所述模拟地层水箱连通；所述双柱塞泵与所述模拟地层水箱间设置有第一阀门和第二阀门；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘广峰，白耀星，顾岱鸿，何顺利，王文举，王瀚，潘少杰，高星星，刘宗科，李雪娇，何浩铎，赵文海，于皓，刘畅，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11