一种页岩水相圈闭损害综合评价方法技术

本发明专利技术公开了一种页岩水相圈闭损害综合评价方法，制备页岩气藏的岩心，并对岩心分别开展页岩水相自吸及返排实验、水相圈闭损害前后的页岩甲烷吸附/解吸实验、水相圈闭损害前后页岩甲烷扩散系数测量实验，计算各个参数，再根据上述计算得到的各个参数计算岩心的页岩水相圈闭损害指数，最后根据页岩水相圈闭损害指数对页岩水相圈闭损害进行综合评价。本发明专利技术区分了基质和裂缝的损害情况，考虑了吸附气、游离气的占比，确定了页岩水相圈闭损害关键评价指标，以及各评价指标对总损害程度的贡献率，评价结果能够客观真实反应页岩水相圈闭损害程度。

A comprehensive evaluation method of shale water trap damage

【技术实现步骤摘要】
一种页岩水相圈闭损害综合评价方法
本专利技术涉及非常规油气储层水相圈闭损害评价的方法，尤其是一种页岩水相圈闭损害综合评价方法。
技术介绍
页岩储层致密，储渗空间以纳米级孔隙为主，孔隙度通常小于6％，基质渗透率普遍低于1×10-4mD。“水平井+分段压裂”是页岩气藏开发的主要技术手段。然而，页岩气井压裂液用量多，且返排率低。页岩气井单井压裂液用量可达(2～5)×104m3，返排率主要介于10％～50％，大量压裂液滞留极易诱发严重的水相圈闭损害。页岩气产出具有多尺度特征，页岩储层的水相圈闭损害也具有多尺度性，水相滞留严重制约页岩气的解吸、扩散及渗流能力。客观、准确地评价页岩储层水相圈闭损害是深入认识及有效防控水相圈闭损害的基础。现有评价方法的主要评价指标为渗透率损害率、自吸量、返排率、压力半衰期、多尺度输运速率。评价指标较为单一，未区分裂缝和基质，未考虑吸附气和游离气比例，也未紧密联系页岩气产出特征。现有评价方法应用于页岩储层水相圈闭损害评价针对性不强，不能全面、准确评价页岩气层水相圈闭损害程度。综上，在明确页岩气层水相圈闭损害主控因素基础上，结合页岩气产出机理和层次分析手段，形成适用于页岩气层的水相圈闭损害综合评价方法，对页岩气的经济高效开发具有重要意义。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术主要是克服现有技术中的不足之处，提出一种页岩水相圈闭损害综合评价方法，旨在克服现有水相圈闭损害评价方法的评价指标单一、未考虑页岩气体赋存方式及多尺度输运特征等不足。本专利技术解决上述技术问题所提供的技术方案是：一种页岩水相圈闭损害综合评价方法，包括以下步骤:S1、制备来自同一页岩气藏的、平行层理钻取的岩心，再将岩心分别烘干，干燥密封冷却后立即测量岩心的质量、长度、直径，然后干燥密封保存备用；S2、对岩心开展页岩水相自吸及返排实验，并计算渗透率损害率SK、含水饱和度SW、水相滞留率SFW；S3、对岩心开展水相圈闭损害前后的页岩甲烷吸附/解吸实验，利用Langmuir模型对页岩甲烷吸附/解吸曲线进行拟合，并分别计算吸附能力损害指数SV1和解吸能力损害指数SV2；S4、对岩心开展水相圈闭损害前后页岩甲烷扩散系数测量实验，基于扩散系数的双孔模型，分别计算第Ⅰ阶段扩散能力损害指数SD1和第Ⅱ阶段扩散能力损害指数SD2；S5、根据上述计算得到的各个参数计算岩心的页岩水相圈闭损害指数，最后根据页岩水相圈闭损害指数对页岩水相圈闭损害进行综合评价；当页岩水相圈闭损害指数≤5时，损害程度为无；当5＜页岩水相圈闭损害指数≤30时，损害程度为弱；当30＜页岩水相圈闭损害指数≤50时，损害程度为中等偏弱；当50＜页岩水相圈闭损害指数≤70时，损害程度为中等偏强；当70＜页岩水相圈闭损害指数≤90时，损害程度为强；当页岩水相圈闭损害指数＞90时，损害程度为极强。进一步的技术方案是，所述步骤S2中的具体过程为：利用垂置自吸装置开展自吸实验，模拟水相圈闭损害形成过程；自吸48h后，测量自吸实验后岩心质量、渗透率；将自吸实验后的湿样放入岩心夹持器，在1MPa压差下返排12h后称重，再通过下式分别计算渗透率损害率SK、含水饱和度SW、水相滞留率SFW；式中：SK—渗透率损害率，％；Ki、Kd—损害前、后岩心渗透率，mD；SW—岩心含水饱和度，％；m0、m1、m2—自吸前、后及返排后岩心质量，g；SFW—返排后岩心水相滞留率，％；ρw—自吸流体密度，g/cm3；Vp—岩心孔隙体积，cm3。进一步的技术方案是，所述步骤S3中的计算公式为：式中：VL1损害前、VL1损害后—吸附前、后岩心Langmuir体积，cm3/g；SV1—吸附能力损害指数，％；VL2损害前、VL2损害后—解吸前、后岩心Langmuir体积，cm3/g；SV2—解吸能力损害指数，％。进一步的技术方案是，所述步骤S4中的计算公式为：式中：SD1、SD2—第Ⅰ阶段扩散能力损害指数、第Ⅱ阶段扩散能力损害指数，％；D1损害前、D1损害后—第Ⅰ阶段水相圈闭损害前、后岩心扩散系数，cm3/s，D2损害前、D2损害后—第Ⅱ阶段水相圈闭损害前、后岩心扩散系数，cm3/s。进一步的技术方案是，所述岩心的页岩水相圈闭损害指数的计算过程为：首先确认岩心为基块岩心或裂缝岩心，然后再通过以下公式进行计算；SM＝0.061SK+0.016SW+0.006SFW+0.603SD1+0.121SD2+0.169SV2+0.024SV1SF＝0.533SK+0.135SW+0.056SFW+0.161SD1+0.032SD2+0.073SV2+0.010SV1式中：SM、SF—分别为基块岩心的页岩基质水相圈闭损害指数、裂缝岩心的页岩水相圈闭损害指数，％；SK—渗透率损害率，％；SW—岩心含水饱和度，％；SFW—返排后岩心水相滞留率，％；SV1、SV2—吸附能力损害指数、解吸能力损害指数，％；SD1、SD2—第Ⅰ阶段扩散能力损害指数、第Ⅱ阶段扩散能力损害指数，％。本专利技术具有以下有益效果：(1)页岩气的产出经历了解吸、扩散、渗流三个阶段，页岩水相圈闭损害综合评价方法综合考虑了渗流能力、吸附/解吸能力、扩散能力三方面的损害评价结果；(2)页岩气的吸附/解吸主要发生在小于0.01μm的孔隙内，扩散主要发生在小于0.1μm的孔隙内，而主要渗流通道为微米级裂缝。考虑页岩气的上述产出特征，该评价方法对基质和裂缝进行了区分；(3)页岩中吸附气、游离气的相对比例对水相圈闭损害评价有一定程度的影响，该方法考虑了吸附气、游离气的占比；(4)该方法依据页岩气多尺度输运特征，确定了页岩水相圈闭损害关键评价指标，即渗透率损害率SK、含水饱和度SW、水相滞留率SFW、第Ⅰ阶段扩散能力损害指数SD1、第Ⅱ阶段扩散能力损害指数SD2、解吸能力损害指数SV2、吸附能力损害指数SV1，评价指标权重的确定考虑了各评价指标对损害的贡献率。附图说明图1为页岩水相圈闭损害递阶层次结构图；图2为岩心LH-3水相圈闭损害前、后的吸附/解吸曲线图；图3为岩心LH-4水相圈闭损害前、后的吸附/解吸曲线图；图4为岩心LH-5水相圈闭损害前的压力衰减曲线图；图5为岩心LH-5水相圈闭损害后的压力衰减曲线图；图6为岩心LH-6水相圈闭损害前的压力衰减曲线图；图7为岩心LH-6水相圈闭损害后的压力衰减曲线图。具体实施方式下面结合实施和附图对本专利技术做更进一步的说明。本专利技术的一种页岩水相圈闭损害综合评价方法，包括以下步骤：S1、选取四川盆地MLX组页岩，沿平行层理钻取并切割岩心共6块，岩心长度30～50mm，直径约25.4mm，编号分别为LH-1～LH-6(其中LH-1、LH-3、LH-5本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种页岩水相圈闭损害综合评价方法，其特征在于，包括以下步骤:/nS1、制备来自同一页岩气藏的、平行层理钻取的岩心，再将岩心分别烘干，干燥密封冷却后立即测量岩心的质量、长度、直径，然后干燥密封保存备用；/nS2、对岩心开展页岩水相自吸及返排实验，并计算渗透率损害率S

【技术特征摘要】
1.一种页岩水相圈闭损害综合评价方法，其特征在于，包括以下步骤:
S1、制备来自同一页岩气藏的、平行层理钻取的岩心，再将岩心分别烘干，干燥密封冷却后立即测量岩心的质量、长度、直径，然后干燥密封保存备用；
S2、对岩心开展页岩水相自吸及返排实验，并计算渗透率损害率SK、含水饱和度SW、水相滞留率SFW；
S3、对岩心开展水相圈闭损害前后的页岩甲烷吸附/解吸实验，利用Langmuir模型对页岩甲烷吸附/解吸曲线进行拟合，并分别计算吸附能力损害指数SV1和解吸能力损害指数SV2；
S4、对岩心开展水相圈闭损害前后页岩甲烷扩散系数测量实验，基于扩散系数的双孔模型，分别计算第Ⅰ阶段扩散能力损害指数SD1和第Ⅱ阶段扩散能力损害指数SD2；
S5、根据上述计算得到的各个参数计算岩心的页岩水相圈闭损害指数，最后根据页岩水相圈闭损害指数对页岩水相圈闭损害进行综合评价；
当页岩水相圈闭损害指数≤5时，损害程度为无；
当5＜页岩水相圈闭损害指数≤30时，损害程度为弱；
当30＜页岩水相圈闭损害指数≤50时，损害程度为中等偏弱；
当50＜页岩水相圈闭损害指数≤70时，损害程度为中等偏强；
当70＜页岩水相圈闭损害指数≤90时，损害程度为强；
当页岩水相圈闭损害指数＞90时，损害程度为极强。


2.根据权利要求1所述的一种页岩水相圈闭损害综合评价方法，其特征在于，所述步骤S2中的具体过程为：利用垂置自吸装置开展自吸实验，模拟水相圈闭损害形成过程；自吸48h后，测量自吸实验后岩心质量、渗透率；将自吸实验后的湿样放入岩心夹持器，在1MPa压差下返排12h后称重，再通过下式分别计算渗透率损害率SK、含水饱和度SW、水相滞留率SFW；









式中：SK—渗透率损害率，％；Ki、Kd—损害前、后岩心渗透率，mD；...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈明君，张晓怡，康毅力，游利军，白佳佳，赖哲涵，李佩松，李可明，刘江，
申请(专利权)人：西南石油大学，中国石油化工股份有限公司西北油田分公司，
类型：发明
国别省市：四川;51