一种模拟气体产出过程的致密砂岩气层损害实验评价方法技术

本发明专利技术公开了一种模拟气体产出过程的致密砂岩气层损害实验评价方法，本发明专利技术基于致密砂岩气层气体产出的过程，更加真实的还原储层气体产出的条件。以工作液作用前后产能指数降低率为评价指标，克服了传统室内损害评价不能很好评价损害对气井产能影响的不足，建立起了致密砂岩气层损害室内评价与矿场评价的桥梁。本方法可以评价不同气体产出阶段工作液作用前后气井产能指数的降低率，获取的动态工作液损害程度。考虑了致密砂岩气层的应力敏感性、微粒运移等因素，还可以优选工作液损害后气层的最优返排压差。本发明专利技术提供了一种新的致密砂岩气层工作液损害评价的思路，为致密气层工作液损害评价以及保护储层工作液体系的优选提供新的借鉴。

An experimental evaluation method for damage of tight sandstone gas reservoirs simulating gas production process

The invention discloses an experimental evaluation method for damage of tight sandstone gas reservoir, which simulates the gas production process. The method is based on the gas production process of tight sandstone gas reservoir, and more realistic conditions for reducing gas production of reservoir. Taking the productivity index reduction rate before and after working fluid action as evaluation index, the deficiency of traditional indoor damage evaluation which can not well evaluate the impact of damage on gas well productivity is overcome, and the bridge between indoor damage evaluation of tight sandstone gas reservoir and field evaluation is established. This method can be used to evaluate the reduction rate of productivity index of gas wells before and after the action of working fluids in different gas production stages, and the damage degree of dynamic working fluids obtained. Considering the stress sensitivity and particle migration of tight sandstone gas reservoir, the optimum backflow pressure difference of gas reservoir after working fluid damage can also be optimized. The invention provides a new idea for evaluating the damage of working fluid in tight sandstone gas reservoir, and provides a new reference for evaluating the damage of working fluid in tight gas reservoir and optimizing the protection of working fluid system in reservoir.

【技术实现步骤摘要】
一种模拟气体产出过程的致密砂岩气层损害实验评价方法
本专利技术涉及致密气藏领域，具体涉及致密砂岩气层损害实验评价方法。
技术介绍
就探明储量和技术实力而言，致密砂岩气藏是中国最具现实勘探开发意义的非常规天然气领域。与常规疏松砂岩油气藏相比，致密砂岩气藏一般具有低孔低渗，孔喉细小，天然裂缝发育，黏土矿物丰富以及超低初始含水饱和度等典型特征。特殊的储层地质条件使得致密油气藏潜在更高的损害风险和更严重的损害程度，储层损害对单井产量和油气藏采收率的不利影响也更加突出。因此，准确评价致密油气藏的储层损害程度，对于此类储层的经济高效开发具有重要的意义。由于致密油气藏具有不同于常规疏松油气藏的地质条件、油气产出和储层损害机理，传统的储层损害评价方法应用受到限制。目前针对致密砂岩气层损害评价多依据行业标准SY/T6540-2002《钻井液完井液损害油层室内评价方法》，其规定了钻井液损害油层动态模拟评价实验、钻井液/射孔液/压井液损害油层静态评价实验和无固相完井液损害油层静态评价实验的基本方法。通过模拟工作液在井下作业压差和温度条件下，评价岩样端面在有切向剪切和无切向剪切情况下的损害情况，以及工作液滤液在无切向剪切情况下的损害情况。该方法以工作液损害前后渗透率损害率为评价指标，并未考虑实际气体产出的过程，不能模拟气藏实际开采的状态，未能有效建立其与气井产能的关系。因而，考虑致密砂岩气层气体产出过程，形成致密砂岩气层损害评价方法，对于致密砂岩气藏的保护储层工作液体系的优选、气藏的高效开发具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种模拟气体产出过程的致密砂岩气层损害实验评价方法，即基于模拟气体产出过程的致密砂岩气层损害评价方法。该方法基于致密砂岩气层气体产出的过程，模拟了致密砂岩气层基块供气-裂缝渗流的多尺度传质路径，建立起了致密砂岩气层工作液损害室内评价与矿场评价的桥梁。该方法还考虑了致密砂岩气层的应力敏感性、微粒运移等因素，还可以优选工作液损害后气层的最优返排压差，而且操作简单，能够有效解决当前致密砂岩气层工作液损害评价面临的问题，对于致密砂岩气藏的保护储层工作液体系的优选、气藏的高效开发具有重要的意义。为达到以上目的，本专利技术提供以下技术方案。一种模拟气体产出过程的致密砂岩气层损害实验评价方法，其特征在于包括如下步骤：(1)取致密砂岩岩块，并钻取标准岩心柱若干块，将岩样在60℃条件下烘干48h；(2)将步骤(1)中的岩心柱装入岩心夹持器5中，施加一定的围压，开启加热系统8，将岩心夹持器5加热到气层温度，并维持温度稳定；(3)检查装置的气密性后，关闭阀4，打开阀2，向中间容器3中充入一定量氮气，关闭阀2；(4)关闭阀9、阀10、阀11、阀17，打开阀16，对回压阀14施加一定的回压；(5)打开阀12、阀9、阀4，分别用压力传感器6、压力传感器10压力监测中间容器3以及岩心夹持器下端压力随时间的变化曲线，并同步监测出口端15气体流量随时间的变化曲线；(6)重复步骤(3)，向中间容器3中充入等量的氮气；(7)将待评价的工作液装入中间容器13中，关闭阀12，打开阀11、阀17，以恒定压力持续向岩心夹持器5中注入工作液，持续一定的时间；(8)关闭阀11，打开阀12、阀4，记录中间容器3以及岩心夹持器下端压力随时间的变化曲线，并同步监测出口端15气体流量随时间的变化曲线；(9)根据步骤(5)、步骤(8)得到的压力传感器6及出口端气体流量随时间的变化关系曲线，计算t0时刻工作液作用前后的产能指数，并计算工作液作用后产能指数损害率RJt0，评价工作液侵入对致密砂岩气层的损害程度：式中：Jt0—t0时刻的产能指数，m3/(s·MPa)；qt0—t0时刻出口端气体流量，m3/s；Pt0a—t0时刻中间容器3内的压力，MPa；Pt0b—t0时刻岩心夹持器下端的压力，MPa；RJt0—t0时刻的产能指数损害率，％；JA—工作液作用前t0时刻初始产能指数，m3/(s·MPa)；JB—工作液作用后t0时刻产能指数，m3/(s·MPa)。与现有技术相比，本方法具有以下有益效果：(1)与传统工作液损害评价的恒定压力驱替方法相比，本专利技术基于致密砂岩气层气体产出的过程评价工作液的损害程度，更加真实的还原储层气体产出的条件；(2)以工作液作用前后产能指数降低率为评价指标，建立起了致密砂岩气层工作液损害室内评价与矿场评价的桥梁；(3)本方法可以评价不同气体产出阶段工作液作用前后气井产能指数的降低率，获取的动态工作液损害程度结果。(4)考虑了致密砂岩气层的应力敏感性、微粒运移等因素，还可以优选工作液损害后气层的最优返排压差；(5)操作工艺简单，经济成本低。附图说明图1是模拟气体产出过程的致密砂岩气层损害实验装置流程图；图中1、18、19.高压气瓶，2、4、9、11、12、16、17.控制阀，3、13.中间容器，5.长岩心夹持器，6、10.压力表，7.围压系统，8.加热系统，14.回压阀，15.流量计，20.数据采集系统。具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，结合附图对本专利技术的一个实施例作进一步描述。实施例只用于对本专利技术进行进一步的说明，不能理解为对本专利技术保护范围的限制，本领域的技术人员根据本专利技术的内容做出的一些非本质的改进和调整也属于本专利技术保护的范围。实施例1为验证本专利技术的可靠性，利用塔里木盆地迪北区块典型的致密砂岩岩样为实验岩样，利用现场用聚磺体系钻开液，评价了现场钻开液的储层保护能力。具体操作步骤如下：(1)选取致密砂岩岩块，并钻取标准岩心柱若干块，将岩样在60℃条件下烘干48h；(2)将步骤(1)中的岩心柱装入岩心夹持器5中，施加一定的围压，开启加热系统8，将岩心夹持器5加热到气层温度，并维持温度稳定；(3)检查装置的气密性后，关闭阀4，打开阀2，向中间容器3中充入一定量氮气，关闭阀2；(4)关闭阀9、阀10、阀11、阀17，打开阀16，对回压阀14施加一定的回压；(5)打开阀12、阀9、阀4，分别用压力传感器6、压力传感器10压力监测中间容器3以及岩心夹持器下端压力随时间的变化曲线，并同步监测出口端15气体流量随时间的变化曲线；(6)重复步骤(3)，向中间容器3中充入等量的氮气；(7)将待评价的工作液装入中间容器13中，关闭阀12，打开阀11、阀17，以恒定压力持续向岩心夹持器5中注入工作液，持续一定的时间；(8)关闭阀11，打开阀12、阀4，记录中间容器3以及岩心夹持器下端压力随时间的变化曲线，并同步监测出口端15气体流量随时间的变化曲线；(9)根据步骤(5)、步骤(8)得到的压力传感器6及出口端气体流量随时间的变化关系曲线，计算t0时刻工作液作用前后的产能指数，并计算工作液作用后产能指数损害率RJt0，评价工作液侵入对致密砂岩气层的损害程度：式中：Jt0—t0时刻的产能指数，m3/(s·MPa)；qt0—t0时刻出口端气体流量，m3/s；Pt0a—t0时刻中间容器3内的压力，MPa；Pt0b—t0时刻岩心夹持器下端的压力，MPa；RJt0—t0时刻的产能指数损害率，％；JA—工作液作用前t0时刻初始产能指数，m3/(s·MPa)；JB—工作液作用后t0时刻产能指数，m3/(s·MPa)。以上的具体实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模拟气体产出过程的致密砂岩气层损害实验评价方法，其特征在于包括如下步骤：(1)选取致密砂岩岩块，并钻取标准岩心柱若干块，将岩样烘干；(2)将步骤(1)中的岩心柱装入岩心夹持器中，施加一定的围压，开启加热系统加热到气层温度，并维持温度稳定；(3)对步骤(2)中的岩心夹持器施加一定的回压；(4)将中间容器与步骤(2)中的岩心夹持器相连，向中间容器中充入一定量的氮气，进行憋压；(5)开启出口阀，监测中间容器压力随时间的变化曲线，并同步监测出口端气体流量随时间的变化曲线；(6)重复步骤(4)，将待评价的工作液以一定的压力反向驱入岩心夹持器中，持续一定的时间；(7)对步骤(6)中的岩心以一定的返排压差正向驱替一定的时间；(8)重复步骤(5)，得到工作液作用后中间容器压力以及出口端气体流量随时间的变化曲线；(9)根据步骤(5)、步骤(7)得到的工作液作用前后中间容器压力以及出口端气体流量随时间的变化曲线，分别计算t0时刻工作液作用前后的产能指数，并计算工作液作用后产能指数损害率RJt0，评价工作液侵入对致密砂岩气层的损害程度：

【技术特征摘要】
1.一种模拟气体产出过程的致密砂岩气层损害实验评价方法，其特征在于包括如下步骤：(1)选取致密砂岩岩块，并钻取标准岩心柱若干块，将岩样烘干；(2)将步骤(1)中的岩心柱装入岩心夹持器中，施加一定的围压，开启加热系统加热到气层温度，并维持温度稳定；(3)对步骤(2)中的岩心夹持器施加一定的回压；(4)将中间容器与步骤(2)中的岩心夹持器相连，向中间容器中充入一定量的氮气，进行憋压；(5)开启出口阀，监测中间容器压力随时间的变化曲线，并同步监测出口端气体流量随时间的变化曲线；(6)重复步骤(4)，将待评价的工作液以一定的压力反向驱入岩心夹持器中，持续一定的时间；(7)对步骤(6)中的岩心以一定的返排压差正向驱替一定的时间；(8)重复步骤(5)，得到工作液作用后中间容器压力以及出口端气体流量随时间的变化曲线；(9)根据步骤(5)、步骤(7)得到的工作液作用前后中间容器压力以及出口端气体流量随时间的变化曲线，分别计算t0时刻工作液作用前后的产能指数，并计算工作液作用后产能指数损害率RJt0，评价工作液侵入对致密砂岩气层的损...

【专利技术属性】
技术研发人员：游利军，闫霄鹏，康毅力，陈杨，李相臣，许成元，陈明君，王艺钧，田键，邵佳新，宋静晗，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川,51