实验室测量岩石芯塞样本中的动态裂缝孔隙度和渗透率变化制造技术

一种实验室测量由于施加到从地下地层中的感兴趣的位置获得的岩芯塞岩石样本的应力变化而引起的地下地层的岩石物理学特性的动态变化的方法包括以下步骤：(a)对岩芯塞岩石样本进行计算机断层扫描以确定岩石样本中的均匀密度分布；(b)确定岩石样本的基质孔隙度敏感性和基质渗透率敏感性之间的关系的测量值；(3)(c)形成穿过岩石样本轴向延伸的剪切裂缝以形成由岩石样本的裂缝半部组成的分裂岩芯塞；(d)相对于彼此轴向移动分裂岩芯塞的裂缝半部以模拟地层岩石的原位裂缝期间的位移；(e)将移动后的分裂岩芯塞的裂缝半部连接在一起以形成连接分裂岩塞；以及(f)确定岩芯塞岩石样本的裂缝孔隙度和裂缝渗透率对应力的敏感性的测量值。感性的测量值。感性的测量值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】实验室测量岩石芯塞样本中的动态裂缝孔隙度和渗透率变化


[0001]本申请涉及对来自地下储层地层的岩石芯塞样本进行实验室测试以测量地层的地质力学特性。

技术介绍

[0002]裂缝性储层是出现的裂缝对流体流动具有显著影响的储层。天然的裂缝提供必要的孔隙度和渗透率(k)以促进生产烃。为了对此类储层中的储层性能严格建模，在动态应力条件下测量裂缝孔隙度和渗透率变化非常重要。
[0003]孔隙度和渗透率是地下储层中的岩层的岩石物理学特性。这些特性在储层的生产寿命期间是不同的，并且受从储层中进行生产的期间被施加在地下岩石上的应力变化的影响。这些岩石物理学特性的变化提供了重要且有价值的信息，以评估如何最好地从储层中生产和开发烃。
[0004]就已知的情况而言，已经在储层中原位作业的井内的独立测试中完成了确定岩石物理学特性的测试。这类测试的一种形式(通常称为“试井(well testing)”)是压力瞬变测试，以获得响应于井中的流体施加到地层的液压变化的测量值。试井通常提供大体积岩石的渗透率信息，并且可能无法区分单独的裂缝。此类测试的第二种类型(通常称为“测井(well logging)”)是在测井运行期间通过降入井钻孔中的记录设备探测器获得的测井测量结果。测井提供应当根据直接实验室测量被校准的间接测量结果。这两种类型的测试都既昂贵又耗时。此外在这种测试期间，从井中生产烃被中断。此外，孔隙度和渗透率的独立测试不提供来自同一岩石测试样本的这两种岩石物理特性的测量值。

技术实现思路

[0005]简而言之，本专利技术提供了一种新的和改进的实验室测量由于施加到从地下地层中的感兴趣的位置获得的岩芯塞岩石样本的应力变化而引起的地下地层的岩石物理学特性的动态变化的方法。对岩芯塞岩石样本进行计算机断层扫描以确定岩石样本中的均匀密度分布。然后确定岩石样本的基质孔隙度敏感性和基质渗透率敏感性之间的关系的测量值。轴向延伸的剪切裂缝穿过岩石样本扩展以形成由岩石样本的裂缝半部组成的分裂岩芯塞。分裂岩芯塞的裂缝半部相对于彼此轴向移位，以模拟地层岩石的原位裂缝期间的位移。然后将分裂岩芯塞的裂缝移位的半部连接在一起以形成连接分裂岩塞。然后确定岩芯塞岩石样本的裂缝孔隙度和裂缝渗透率对应力的敏感性的测量值。
[0006]本专利技术还提供了一种新的和改进的实验室测量由于施加到从地下地层中的感兴趣的位置获得的岩芯塞岩石样本的应力变化而引起的基质孔隙度敏感性和基质渗透率敏感性之间的关系的方法。对岩芯塞岩石样本进行计算机断层扫描以确定岩石样本中的均匀密度分布。对岩石样本进行孔隙体积压缩性测试以确定岩石样本的基质孔隙度对应力变化的敏感性。对岩石样本进行应力相关的渗透率测试以确定岩石样本的基质渗透率对应力变化的敏感性。然后形成岩石样本的基质孔隙度敏感性和基质渗透率敏感性之间的关系的测
量值。
[0007]本专利技术还提供了一种新的和改进的实验室测量由于被施加到从感兴趣的位置获得的分裂岩芯塞岩石样本的应力变化而引起的地下地层的岩石物理学特性的动态变化的方法。穿过岩芯塞岩石样本形成轴向延伸的剪切裂缝以形成由岩芯塞岩石样本的裂缝半部组成的分裂岩芯塞。分裂岩芯塞的裂缝半部相对于彼此轴向移移位以模拟在地层岩石的原位裂缝期间的位移。分裂岩芯塞的移位后的裂缝半部连接在一起以形成连接分裂岩塞并且确定连接分裂岩塞的裂缝孔隙度。对连接分裂岩塞进行孔隙体积压缩性测试以确定分裂岩塞的基质孔隙度对应力变化的敏感性，并且对连接分裂岩塞进行应力相关的渗透率测试以确定分裂岩塞的基质渗透率对应力变化的敏感性。
附图说明
[0008]图1是根据本专利技术的实验室测量岩石芯塞样本中的动态裂缝孔隙度和渗透率变化的方法的示意图。
[0009]图2是根据图1的方法的准备和测试岩芯塞样本的示意图。
[0010]图3是根据图2的方法的准备完整岩塞和测量基质特性的示意图。
[0011]图4是根据图2的方法的测量完整岩塞孔隙度和渗透率随应力变化的示意图。
[0012]图5是根据图1的方法的准备和测试分裂岩塞的示意图。
[0013]图6是根据图5的方法的准备分裂岩塞和测量裂缝特性的示意图。
[0014]图7是根据图5的方法的测量分裂塞孔隙度和渗透率随应力变化的示意图。
[0015]图8是根据本专利技术的具有伴随的密度标度键的岩石芯塞岩石样本的示例计算机断层扫描分析的显示图。
[0016]图9是根据本专利技术的具有伴随的密度标度键的岩石芯塞岩石样本的示例计算机断层扫描分析的另一显示图。
[0017]图10是完整芯塞的归一化渗透率作为压力的函数的显示图。
[0018]图11是根据本专利技术的从完整岩芯塞形成分裂岩芯塞的布置的显示图。
[0019]图12是根据本专利技术用于执行岩芯塞的岩石物理学特性测量而形成的分裂岩芯塞的显示图。
[0020]图13是根据本专利技术的在孔隙体积压缩率(PVC)和应力相关渗透率(SDk)测试期间作为时间的函数施加的压力的图形显示图。
[0021]图14是根据本专利技术确定的裂缝孔隙度变化作为压力的函数的结果的显示图。
具体实施方式
[0022]介绍
[0023]在附图中，字母P通常表示根据本专利技术执行的用于测量以评估从感兴趣位置处的地下地层中的井中获得的岩石圆柱形芯塞的裂缝孔隙度和渗透率(k)的岩石物理学参数的高级实验室工作流程和相关程序。本专利技术提供了实验室测量具有增加的有效应力的岩石芯塞中的动态裂缝孔隙度和渗透率变化的方法。岩石芯塞可以具有各种地质特征(碳酸盐、硅质碎屑、页岩等)和从井中获得的岩石圆柱形岩芯塞的典型尺寸。
[0024]本专利技术适于评估关于岩石芯塞样本的裂缝孔隙度和渗透率(k)的岩石物理学参数，在岩石芯塞样本中，天然的裂缝和诱发的裂缝之一或两者在岩塞中轴向扩展。如图1所示，工作流程P由两个测试序列组成。第一测试序列是图1的工作流程P的准备和测试岩石塞样本的序列100。图2中更详细地示出准备和测试岩石塞样本100。如将描述的，测试序列100包括准备样本和对完整岩塞进行测量以定义基质特性。
[0025]工作流程P还包括如图1的102所示的准备和测试分裂岩塞。提供准备和测试分裂岩塞102以定义岩塞的裂缝特性。如图5所示，准备和测试分裂岩塞102涉及准备样本和对具有通过其本体扩展的轴向剪切裂缝(天然的或诱发的)的岩塞执行测量。
[0026]测试序列100：完整岩塞(基质)
[0027]准备和测试岩石塞样本的序列100(图1
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4)涉及对完整岩塞进行准备和测量。应选择能够代表地层基质的研究岩塞。作为示例，已测试了长度约2.0英寸、直径1.5的碳酸盐试样。
[0028]步骤104：准备和特性测试(图2和图3)
[0029]步骤104涉及准备完整岩石塞样本和测量完整岩石塞样本的基质特性(孔隙度、渗透率(k))。步骤104从如图3所示的步骤108开始。
[0030]步骤108：选择和准备岩塞(图3)
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种实验室测量由于施加到从地下地层中的感兴趣的位置获得的岩芯塞岩石样本的应力变化而引起的所述地下地层的岩石物理学特性的动态变化的方法，包括以下步骤：(a)对所述岩芯塞岩石样本进行计算机断层扫描，以确定所述岩石样本中的均匀密度分布；(b)确定所述岩石样本的基质孔隙度敏感性和基质渗透率敏感性之间的关系的测量值；(c)形成穿过所述岩石样本轴向延伸的剪切裂缝，以形成由所述岩石样本的裂缝半部组成的分裂岩芯塞；(d)相对于彼此轴向移动所述分裂岩芯塞的裂缝半部，以模拟地层岩石的原位裂缝期间的位移；(e)将移动后的分裂岩芯塞的裂缝半部连接在一起，以形成连接分裂岩塞；并且(f)确定所述岩芯塞岩石样本的裂缝孔隙度和裂缝渗透率对应力的敏感性的测量值。2.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述岩石样本的基质孔隙度敏感性和基质渗透率敏感性之间的关系的测量值的步骤包括以下步骤：(a)对所述岩芯塞岩石样本进行计算机断层扫描，以确定所述岩石样本的均匀密度分布；(b)对所述岩石样本进行孔隙体积压缩性测试，以确定所述岩石样本的基质孔隙度的敏感性；(c)对所述岩石样本进行应力相关的渗透率测试，以确定所述岩石样本的基质渗透率的敏感性；并且(d)形成所述岩石样本的基质孔隙度敏感性和基质渗透率敏感性之间的关系的测量值。3.根据权利要求2所述的方法，还包括以下步骤：在进行所述孔隙压缩性测试之前获得所述岩芯塞岩石样本的物理特性的测量结果。4.根据权利要求2所述的方法，其中，在三轴应力条件下对所述岩石进行所述孔隙体积压缩性测试。5.根据权利要求2所述的方法，其中，在流体静力学应力条件下对所述岩石进行所述孔隙体积压缩性测试。6.根据权利要求2所述的方法，还包括以下步骤：在进行所述孔隙体积压缩性测试之前获得所述岩芯塞岩石样本的物理特性的测量结果。7.根据权利要求1所述的方法，其中确定对所述岩芯塞岩石样本的裂缝孔隙度和裂缝渗透率对应力的敏感性的测量值的步骤包括以下步骤：(a)确定所述连接分裂岩塞的裂缝孔隙度；(b)对所述连接分裂岩塞进行孔隙体积压缩性测试，以确定所述分裂岩塞的基质孔隙度的敏感性；(c)对所述连接分裂岩塞进行应力相关的渗透率测试，以确定所述分裂岩塞的基质渗透率的敏感性；并且(d)形成所述岩芯塞岩石样本的裂缝孔隙度和裂缝渗透率对应力的敏感性的测量值。
8.根据权利要求2所述的方法，其中，在三轴应力条件下进行所述孔隙体积压缩性测试。9.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：安东尼奥，
申请(专利权)人：沙特阿拉伯石油公司，
类型：发明
国别省市：