一种裂缝性致密砂岩气层流体速敏实验评价方法技术

本发明专利技术涉及石油与天然气储层岩心分析领域，本方法采用气体作为测试介质，考虑了传统评价方法中采用液体驱替时不能反映气藏真实速敏状态的不足，同时消除了裂缝的存在对渗透率测试带来的时间效应的影响，保证了实验结果的可靠性，是一种属于石油天然气勘探开发过程中岩心分析方面的实验方法。该实验避免了岩心中多余的地层水和粘土矿物发生水敏或造成水相圈闭损害。出口端施加回压，不但模拟了井底生产流压状态，还模拟了储层孔隙压力条件，同时减小气体驱替裂缝岩心时的滑脱效应，实现准确客观评价。

A Method for Evaluating Fluid Velocity Sensitivity of Fractured Compact Sandstone Gas Reservoir

The invention relates to the field of core analysis of oil and natural gas reservoirs. The method uses gas as testing medium, considers the insufficiency that liquid displacement can not reflect the true velocity sensitive state of gas reservoirs in traditional evaluation methods, eliminates the influence of the existence of fractures on the time effect of permeability testing, ensures the reliability of experimental results, and belongs to oil and natural gas. The experimental method of core analysis in the process of exploration and development. This experiment avoids the occurrence of water sensitivity or water trap damage to excess formation water and clay minerals in core. Applying back pressure at the outlet not only simulates the bottom hole production flow pressure, but also simulates the reservoir pore pressure conditions. At the same time, it reduces the slippage effect when gas displaces fractured cores and achieves accurate and objective evaluation.

【技术实现步骤摘要】
一种裂缝性致密砂岩气层流体速敏实验评价方法
本专利技术涉及石油与天然气储层岩心分析领域，本方法采用气体作为测试介质，考虑了传统评价方法中采用液体驱替时不能反映气藏真实速敏状态的不足，同时消除了裂缝的存在对渗透率测试带来的时间效应的影响，保证了实验结果的可靠性，是一种属于石油天然气勘探开发过程中岩心分析方面的实验方法。
技术介绍
裂缝性致密砂岩气藏在全球分布范围广、储量巨大，显示出良好的开发潜力。与常规储层相比，孔喉细小、低孔低渗、储层天然裂缝发育等是裂缝性致密砂岩气藏最为显著的物性特征。气体产出需要经历从致密基块到天然裂缝，再从天然裂缝最后流至井筒的多尺度过程。在该过程中，裂缝在其中扮演相当重要的角色。裂缝的存在一方面使得开发致密砂岩气藏成为可能；另一方面，裂缝也带来储层应力敏感以及速敏等潜在损害。当前，行业内仍采用传统的速敏实验方法对致密砂岩气藏开展储层速敏实验评价。然而，传统的速敏评价采用液体作为测试介质，这与致密砂岩气藏实际生产工况不符。气体与液体密度相差巨大，二者在储层中的流动行为以及与储层微粒的作用特性上存在很大差异。液体长时间与岩石接触会弱化岩石强度，导致裂缝壁面的微粒容易发生脱落，并且带来水敏等新的损害。致密砂岩气藏发生速敏一般在某个含水饱和度下，传统方法则采用饱和岩心进行驱替。此外，传统方法在开展岩心速敏实验时，没有充分考虑裂缝(含裂缝)岩心在测试过程中出现的时间效应，导致渗透率(或流量)还未达到稳定就开始测量。因此，用液体作实验介质不能反映气藏开发时储层的真实状况，制约了实验结果的准确性，给生产压差等设计带来不利影响。可见，采用传统速敏方法已经不再能够满足对裂缝性致密砂岩气藏储层速敏程度的评价，形成一种能够准确评价裂缝性致密砂岩气藏储层速敏程度的实验方法对裂缝性致密砂岩气藏储层保护与高效开发意义重大。
技术实现思路
为了解决常规的速敏损害评价方法对裂缝性致密气藏进行评价的局限性，结合致密气藏含水饱和度状态和实际生产状态下的渗流环境，本专利技术提出了一种室内客观评价裂缝性致密砂岩气层的速敏损害实验方法。本专利技术的实验目的是通过以下技术方案实现：本专利技术主要通过以下关键技术实现对裂缝性致密砂岩致密气层速敏评价，第一是对实验岩心的预处理，根据储层地层水资料通过毛管自吸法建立对应含水饱和度。第二是对建立好含水饱和度的裂缝岩心进行气测渗透率评价，并根据渗透率损害率展开速敏损害程度评价。裂缝性致密气层速敏损害实验评价方法，该方法利用室内岩心驱替实验装置完成，所述岩心驱替装置包括岩心夹持器、围压泵、气源、皂泡流量计、回压阀组成，该方法依次包括以下步骤：步骤1、按照SYT5358-2010岩心制备方法，切割直径2.5cm左右，长度4-7cm的岩心，60℃烘干至恒重，测量岩心的长度、直径、孔隙度和渗透率；检查装置气密性，监测时间不少于48h。步骤2、配制模拟地层水溶液，根据测井资料采用毛管自吸法建立对应的含水饱和度，建立好含水饱和度的岩心静置48h后进行实验。步骤3、对建立好含水饱和度的岩心进行人工造缝。步骤4、将预先处理好的岩心放入岩心夹持器中，加高围压，静置4h，消除应力敏感。步骤5、围压保持稳定，用不同的气体速率驱替岩心，记录对应的渗透率(ki)。步骤6、将建立好含水饱和度的岩心放入夹持器4，通过围压泵5加载一定的实验围压，打开气源1，通过回压阀6建立一定的实验回压后，采用氮气正向驱替。监测皂泡流量计7的流量，并通过达西公式计算其渗透率。并根据渗透率损害率进行不同含水饱和度致密气藏的速敏速损害评价，计算公式如下：本专利技术与常规方法相比具有以下优点：一是可以进行不同含水饱和度裂缝性致密气层的速敏损害评价实验。常规方法测试致密岩心速敏损害时，通过驱替地层水，使岩心被流体完全饱和，不能对不同含水饱和度的岩心进行速敏损害评价，而且该实验避免了岩心中多余的地层水和粘土矿物发生水敏或造成水相圈闭损害。出口端施加回压，不但模拟了井底生产流压状态，还模拟了储层孔隙压力条件，同时减小气体驱替裂缝岩心时的滑脱效应。二是不同含水饱和度的致密气层速敏与常规流体速敏的区别是在选用驱替流体上的区别。常规的流体速敏选用的驱替流体主要为地层水或模拟地层水(标准盐水)，不同含水饱和度致密气藏的流体主要为氮气，同时消除了实验室内的安全隐患。附图说明：图1是室内评价致密气层不同含水饱和度的速敏损害实验驱替装置图。图中：1.氮气瓶，2.管线，3.压力表，4.岩心夹持器，5.围压泵，6.回压阀，7.皂泡流量计。具体实施方式下面对附图和具体实验评价实例进一步说明本专利技术。选取库车北部迪北区块典型露头岩心，采用本专利技术开展对裂缝致密气层的速敏损害实验评价。步骤1、按照SYT5358-2010岩心制备方案，测量直径、长度。60℃烘干至恒重，通过SCMS-C3型全自动岩心孔渗测量系统，测量渗透率和孔隙度，检测装置气密性48h，装置气密性达到要求。步骤2、配制模拟地层水溶液，根据测井资料采用毛管自吸法，建立对应的含水饱和度建立好含水饱和度的岩心静置48h进行实验。步骤3、对建立好含水饱和度的岩心进行人工造缝。步骤4、将预先处理好的岩心放入岩心夹持器中，加高围压，静置4h，消除应力敏感，并测试初始渗透率(ko)。步骤5、对建立好含水饱和度的岩心，开展不同气体速率下的氮气驱替实验。选择围压3MPa，回压1MPa。步骤6、将建立好含水饱和度的岩心正向装入夹持器3中，设定围压为3MPa，参照规定的0.01MPa/cm、0.035MPa/cm、0.06MPa/cm、0.1MPa/cm、0.15MPa/cm、0.2MPa/cm、0.3MPa/cm、0.35MPa/cm、0.4MPa/cm、0.458MPa/cm、0.5MPa/cm、0.6MPa/cm，流量的设置也应当视岩心具体情况而定。步骤7、临界流速点的确定，如果流速vi-1对应的渗透率ki-1与流速vi对应渗透率ki满足式1说明发生了速敏，敏感程度见表。常规的流体速敏评价方法无法对裂缝性致密气藏做出客观准确评价，以上专利技术具体实施中的压力等实验参数可根据实验岩心对象和具体条件灵活变更，但有两个关键技术予以保留：一是根据测井资料利用毛管自吸法对岩心建立含水饱和度；二是用氮气代替常规的流体速敏选用地层水或模拟地层水。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种裂缝性致密砂岩气层流体速敏实验评价方法的步骤如下：(1)将基块岩心放入恒温60℃的烘箱中烘干24h后，拿出岩心静置4h，待岩心冷却；(2)对烘干后的岩心进行基准渗透率(ko)测试；(3)配制模拟地层水溶液，根据测井资料采用毛管自吸法建立对应的含水饱和度，建立好含水饱和度的岩心静置48h后进行实验；(4)对建立好含水饱和度的岩心进行人工造缝；(6)将预先处理好的岩心放入岩心夹持器中，加高围压，静置4h，消除应力敏感；(7)围压保持稳定，用不同的流量驱替岩心，记录对应的渗透率(ki)；(8)参照规定0.01MPa/cm、0.035MPa/cm、0.06MPa/cm、0.1MPa/cm、0.15MPa/cm、0.2MPa/cm、0.3MPa/cm、0.35MPa/cm、0.4MPa/cm、0.458MPa/cm、0.5MPa/cm、0.6MPa/cm；(9)临界流速点的确定，如果流速vi‑1对应的渗透率ki‑1与流速vi对应渗透率ki满足式1说明发生了速敏，敏感程度见表。

【技术特征摘要】
1.一种裂缝性致密砂岩气层流体速敏实验评价方法的步骤如下：(1)将基块岩心放入恒温60℃的烘箱中烘干24h后，拿出岩心静置4h，待岩心冷却；(2)对烘干后的岩心进行基准渗透率(ko)测试；(3)配制模拟地层水溶液，根据测井资料采用毛管自吸法建立对应的含水饱和度，建立好含水饱和度的岩心静置48h后进行实验；(4)对建立好含水饱和度的岩心进行人工造缝；(6)将预先处理好的岩心放入岩心夹持器中，加高围压，静置4h，消除应力敏感；(7)围压保持稳定，用不同的流量驱替岩心，记录对应的渗透率(ki)；(8)参照规定0.01MPa/cm、0.035MPa/cm、0.06MPa/cm、0.1MPa/cm、0.15MPa/cm、0.2MPa/cm、0.3M...

【专利技术属性】
技术研发人员：康毅力，邵佳新，游利军，田键，白佳佳，杨东升，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川,51