一种碳酸盐岩酸压自支撑裂缝渗透率预测方法技术

本发明专利技术公开了一种碳酸盐岩酸压自支撑裂缝渗透率预测方法，包括以下步骤：收集碳酸盐岩酸压自支撑裂缝基础参数；采取岩样模拟酸岩反应过程，获取酸溶蚀碳酸盐岩后的杨氏模量和泊松比；建立酸压自支撑裂缝应力敏感下的缝宽变化方程；建立考虑碳酸盐岩酸压自支撑裂缝应力敏感效应和受限空间效应的气体有效粘度预测模型；建立考虑应力敏感效应以及气体在自支撑裂缝微纳米尺度受限空间内粘度变化影响的碳酸盐岩酸压自支撑裂缝渗透率动态预测模型，获得碳酸盐岩酸压自支撑裂缝渗透率预测结果。该预测模型更加接近实际地层的情况，进而有助于酸压自支撑裂缝渗透率预测的准确性。

A Prediction Method for Permeability of Self-supporting Fractures in Carbonate Rock Acid Fracturing

The invention discloses a method for predicting the permeability of acid-fractured self-supporting fracture in carbonate rocks, which includes the following steps: collecting basic parameters of acid-fractured self-supporting fracture in carbonate rocks; simulating acid-rock reaction process with rock samples to obtain Young's modulus and Poisson's ratio after acid-eroded carbonate rocks; establishing fracture width variation equation under stress sensitivity of acid-fractured self-supporting fracture; The prediction model of gas effective viscosity considering stress sensitive effect and confined space effect of self-supporting fracture is established, and the dynamic prediction model of permeability of self-supporting fracture in carbonate rock acid fracturing considering the effect of stress sensitive effect and the change of gas viscosity in confined space at micro-nano scale is established, and the prediction result of permeability of self-supporting fracture in carbonate rock acid fracturing is obtained. The prediction model is more close to the actual formation conditions, and thus contributes to the accuracy of acid fracturing self-supporting fracture permeability prediction.

【技术实现步骤摘要】
一种碳酸盐岩酸压自支撑裂缝渗透率预测方法
本专利技术涉及石油与天然气勘探与开发领域，具体涉及到一种碳酸盐岩酸压自支撑裂缝渗透率预测方法。
技术介绍
我国碳酸盐岩油气资源量丰富，其中海相碳酸盐岩油气资源量约385×108t油当量、湖相碳酸盐岩油气资源量约45×108t油当量，平均探明率仅为11％左右；碳酸盐岩资源目前已经成为我国勘探开发的重要领域。国内外勘探开发经验表明，酸压是非均质碳酸盐岩油气藏有效动用的关键技术。酸压是通过酸液对裂缝表面进行非均匀刻蚀，形成具有一定导流能力的酸蚀裂缝。酸蚀裂缝后形成的渗透率好坏是评价酸压成功与否的重要指标，有效预测酸压裂缝渗透率对于改善酸压效果具有重要意义。目前针对酸压裂缝渗透率的预测多采用立方定律进行计算，根据立方定律，酸压裂缝渗透率只与初始裂缝宽度有关。然而，碳酸盐岩酸压自支撑裂缝的导流能力具有以下特点：酸压过程中酸液对岩石的溶蚀将显著降低岩石强度，岩石强度对酸压裂缝渗透率的影响不能忽略；当酸压裂缝较小时，酸压裂缝中气体滑脱效应不容忽视，且滑脱效应随着裂缝变小而增强；气体在微纳米尺度酸压微裂缝中流动时粘度将显著影响裂缝渗透率；酸压井在生产过程中，孔隙压力下降导致储层有效应力增加，使得裂缝渗透率显著降低。目前的酸压裂缝渗透率预测方法无法计量上述因素的影响。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种碳酸盐岩酸压自支撑裂缝渗透率预测方法。为达上述目的，本专利技术的一个实施例中提供了一种碳酸盐岩酸压自支撑裂缝渗透率预测方法，其能够有助于提高酸压自支撑裂缝渗透率预测的准确性。本专利技术实施例的具体技术方案是：一种碳酸盐岩酸压自支撑裂缝渗透率预测方法，其包括以下步骤：收集碳酸盐岩酸压自支撑裂缝初始尺寸、地层压力参数、气体性质参数；采取井下储层岩样，选用酸压用酸液类型，模拟地层温度环境下酸压过程中酸与岩石的反应过程，获取酸溶蚀碳酸盐岩后的杨氏模量和泊松比；根据获取的杨氏模量和泊松比，基于酸压自支撑裂缝压缩性、碳酸盐岩基质压缩性对酸压自支撑裂缝宽度的影响，建立酸压自支撑裂缝应力敏感下的缝宽变化方程；基于酸压自支撑裂缝应力敏感下的缝宽变化方程，建立考虑碳酸盐岩酸压自支撑裂缝应力敏感效应和受限空间效应的气体有效粘度预测模型；建立考虑应力敏感效应以及气体在自支撑裂缝微纳米尺度受限空间内粘度变化影响的碳酸盐岩酸压自支撑裂缝渗透率动态预测模型，获得碳酸盐岩酸压自支撑裂缝渗透率预测结果。在一个优选的实施方式中，在所述步骤收集碳酸盐岩酸压自支撑裂缝初始尺寸、地层压力参数、气体性质参数中，收集参数具体为：碳酸盐岩初始地层压力、当前地层压力、地层温度、气体摩尔质量、气体分子密度、气体分子碰撞直径、理想气体粘度、酸压自支撑裂缝孔隙度、酸压自支撑裂缝迂曲度基本参数。在一个优选的实施方式中，在所述采取井下储层岩样，选用酸压用酸液类型，模拟地层温度环境下酸压过程中酸与岩石的反应过程，获取酸溶蚀碳酸盐岩后的杨氏模量和泊松比步骤中，包括步骤：将标准岩样放入岩心夹持器中，施加围压，在剪切速率一定下以恒定排量注入酸液；将经过酸液作用后的标准岩样开展三轴岩石力学测试实验，通过应力-应变曲线获取酸-岩作用前后的岩石弹性模量和泊松比。在一个优选的实施方式中，在所述步骤根据获取的杨氏模量和泊松比，基于酸压自支撑裂缝压缩性、碳酸盐岩基质压缩性对酸压自支撑裂缝宽度的影响，建立酸压自支撑裂缝应力敏感下的缝宽变化方程中，包括：基于酸压自支撑裂缝压缩性的影响，建立裂缝宽度变化方程；基于碳酸盐岩基质压缩性的影响，建立裂缝宽度变化方程；叠加所述酸压自支撑裂缝压缩性影响、所述碳酸盐岩基质压缩性影响、所述应力敏感影响，得到应力敏感下酸压自支撑裂缝宽度总变化方程。在一个优选的实施方式中，在步骤建立考虑应力敏感效应以及气体在自支撑裂缝微纳米尺度受限空间内粘度变化影响的碳酸盐岩酸压自支撑裂缝渗透率动态预测模型，获得碳酸盐岩酸压自支撑裂缝渗透率预测结果中，碳酸盐岩酸压自支撑裂缝渗透率预测表达式为：Kt＝Kvs+Kk其中，Kt为考虑应力敏感效应以及气体在自支撑裂缝微纳米尺度受限空间内粘度变化影响的碳酸盐岩酸压自支撑裂缝渗透率，m2；Kvs为考虑应力敏感效应以及气体粘度变化的碳酸盐岩酸压自支撑裂缝滑脱流动渗透率，m2；Kk为考虑应力敏感效应以及气体粘度变化的碳酸盐岩酸压自支撑裂缝克努森扩散渗透率，m2。在一个优选的实施方式中，所述考虑应力敏感效应以及气体粘度变化的碳酸盐岩酸压自支撑裂缝滑脱流动渗透率计算表达式为：在一个优选的实施方式中，所述考虑应力敏感效应以及气体粘度变化的碳酸盐岩酸压自支撑裂缝克努森扩散渗透率计算表达式为：综上所述，本专利技术具有以下优点：改进的技术方案是充分考虑了酸压自支撑裂缝岩石强度、酸压自支撑裂缝中气体流动同时存在连续流以及滑脱流效应、酸压自支撑裂缝微纳米尺度受限空间内气体流动粘度变化，以及酸压井生产过程中有效应力增加导致微裂缝闭合对酸压裂缝渗透率的综合影响，建立了酸压自支撑裂缝渗透率预测模型，该预测模型更加接近实际地层的情况，进而有助于酸压自支撑裂缝渗透率预测的准确性。附图说明图1为本专利技术酸压自支撑裂缝立方网格模型示意图；图2为本专利技术理想气体与真实气体黏度在不同微裂缝宽度下随压力的变化情况；图3为本专利技术碳酸盐岩在酸压前后岩石的抗压强度变化；图4为本专利技术酸压自支撑裂缝在不同杨氏模量下渗透率随压力的变化情况；图5为本专利技术酸压自支撑裂在不同泊松比下渗透率随压力的变化情况；图6为本专利技术酸压自支撑裂缝在理想气体粘度和真实气体粘度下的渗透率变化情况；图7为本专利技术酸压自支撑裂缝在不同压缩系数下的渗透率随压力变化情况。具体实施方式结合附图和本专利技术具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本专利技术的细节。但是，在此描述的本专利技术的具体实施方式，仅用于解释本专利技术的目的，而不能以任何方式理解成是对本专利技术的限制。在本专利技术的教导下，技术人员可以构想基于本专利技术的任意可能的变形，这些都应被视为属于本专利技术的范围。为了提高酸压自支撑裂缝渗透率预测的准确性，在本申请中申请人提出了一种碳酸盐岩酸压自支撑裂缝渗透率预测方法，该方法包括以下步骤：步骤1、收集碳酸盐岩酸压自支撑裂缝初始尺寸、地层压力参数、气体性质参数。步骤1中收集碳酸盐岩酸压自支撑裂缝初始尺寸、地层压力参数、气体性质参数中，收集参数具体为：碳酸盐岩初始地层压力、当前地层压力、地层温度、气体摩尔质量、气体分子密度、气体分子碰撞直径、理想气体粘度、酸压自支撑裂缝孔隙度、酸压自支撑裂缝迂曲度基本参数。步骤2、采取井下储层岩样，选用酸压用酸液类型，模拟地层温度环境下酸压过程中酸与岩石的反应过程，获取酸溶蚀碳酸盐岩后的杨氏模量和泊松比。步骤2中包括以下内容：步骤2.1、模拟储层环境的酸-岩反应过程将井下储层岩样加工成直径为2.54cm，长度为5.0cm的标准岩样放入岩芯夹持器中，施加围压6.9MPa，在剪切速率170s-1下以恒定排量3ml/min注入酸液，模拟酸液在裂缝壁面动态流动、反应、滤失过程；其中实验温度设置为地层温度90℃，注入酸液时间为30min。步骤2.2获取酸-岩反应后的岩石力学参数采用高温高压三轴岩石力学测试系统测试岩石的三轴力学参数，首先将经过酸液作用后的岩样用热塑性塑料套住，然后将装有试件的保护筒放入压力室本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳酸盐岩酸压自支撑裂缝渗透率预测方法，其包括以下步骤：收集碳酸盐岩酸压自支撑裂缝初始尺寸、地层压力参数、气体性质参数；采取井下储层岩样，选用酸压用酸液类型，模拟地层温度环境下酸压过程中酸与岩石的反应过程，获取酸溶蚀碳酸盐岩后的杨氏模量和泊松比；根据获取的杨氏模量和泊松比，基于酸压自支撑裂缝压缩性、碳酸盐岩基质压缩性对酸压自支撑裂缝宽度的影响，建立酸压自支撑裂缝应力敏感下的缝宽变化方程；基于酸压自支撑裂缝应力敏感下的缝宽变化方程，建立考虑碳酸盐岩酸压自支撑裂缝应力敏感效应和受限空间效应的气体有效粘度预测模型；建立考虑应力敏感效应以及气体在自支撑裂缝微纳米尺度受限空间内粘度变化影响的碳酸盐岩酸压自支撑裂缝渗透率动态预测模型，获得碳酸盐岩酸压自支撑裂缝渗透率预测结果。

【技术特征摘要】
1.一种碳酸盐岩酸压自支撑裂缝渗透率预测方法，其包括以下步骤：收集碳酸盐岩酸压自支撑裂缝初始尺寸、地层压力参数、气体性质参数；采取井下储层岩样，选用酸压用酸液类型，模拟地层温度环境下酸压过程中酸与岩石的反应过程，获取酸溶蚀碳酸盐岩后的杨氏模量和泊松比；根据获取的杨氏模量和泊松比，基于酸压自支撑裂缝压缩性、碳酸盐岩基质压缩性对酸压自支撑裂缝宽度的影响，建立酸压自支撑裂缝应力敏感下的缝宽变化方程；基于酸压自支撑裂缝应力敏感下的缝宽变化方程，建立考虑碳酸盐岩酸压自支撑裂缝应力敏感效应和受限空间效应的气体有效粘度预测模型；建立考虑应力敏感效应以及气体在自支撑裂缝微纳米尺度受限空间内粘度变化影响的碳酸盐岩酸压自支撑裂缝渗透率动态预测模型，获得碳酸盐岩酸压自支撑裂缝渗透率预测结果。2.如权利要求1所述的一种碳酸盐岩酸压自支撑裂缝渗透率预测方法，在所述步骤收集碳酸盐岩酸压自支撑裂缝初始尺寸、地层压力参数、气体性质参数中，收集参数具体为：碳酸盐岩初始地层压力、当前地层压力、地层温度、气体摩尔质量、气体分子密度、气体分子碰撞直径、理想气体粘度、酸压自支撑裂缝孔隙度、酸压自支撑裂缝迂曲度。3.如权利要求1所述的一种碳酸盐岩酸压自支撑裂缝渗透率预测方法，在所述采取井下储层岩样，选用酸压用酸液类型，模拟地层温度环境下酸压过程中酸与岩石的反应过程，获取酸溶蚀碳酸盐岩后的杨氏模量和泊松比步骤中，包括步骤：将标准岩样放入岩心夹持器中，施加围压，在剪切速率一定下以恒定排量注入酸液；将经过酸液作用后的标准岩样开展三轴岩石力学测试实验，通过应力-应变曲线获取酸-岩作用前后的岩...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾凡辉，郭建春，彭凡，张蔷，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川,51