[发明专利]一种新的页岩敏感性实验研究方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新的页岩敏感性实验研究方法。

背景技术

在钻井、完井、井下作业及油气田开采全过程中，造成储层渗透率下降的现象统称为储层损害(徐同台等，2010)。储层损害的实质是有效渗透率的下降，储层伤害是储层内部因素及外部因素共同作用的结果。储层损害的内因指储集层固有的岩性、物性、孔隙结构、敏感性及流体性质等特性；储层损害的外因是指在施工作业过程中，任何能够引起储层微观结构原始状态发生变化，并使储层的渗透率有所降低的各种外部作业条件。

储层损害(油气层损害)的室内评价是借助于各种仪器设备测定油气层岩石与外来工作液作用前后渗透率的变化，或者测定油气层物理化学环境发生变化前后渗透率的变化，来认识和评价储层损害的一种重要手段。储层敏感性评价是储层损害的室内评价的主要内容，通常包括速敏、水敏、盐敏、碱敏、酸敏等五敏实验，储层敏感性实验目的在于明确储层渗透率对外界环境变化的敏感程度及发生条件，为各类工作液的设计、储层损害机理分析和制订系统的储层保护技术方案提供科学依据。

二十世纪50年代国外开始进行储层损害机理分析。Monaghan和P.H.salathiel等人(1958)认为储层中的粘土矿物与淡水接触会导致渗透率降低，盐水能减低此类损害的程度。Hewitt.c.H等人(1963)提出水敏损害的发生是由于粘土矿物膨胀、缩减渗流空间或微粒运移堵塞狭小孔喉，可采用渗透率测试等方法来评价其损害程度。Mungan(1965)指出流体pH值和矿化度的变化会引起地层渗透率下降。

页岩气是一种典型的非常规油气资源，是当今油气勘探的前沿领域。具有含气面积广、资源量大、生产寿命长、产量稳定等特点^[1]。中国页岩气的技术可采储量约为36×10¹²m³，开发保护好页岩气资源是我国能源行业面临的重要课题^[2]。

目前国内学者逐步开始对页岩敏感性实验的评价。国内外学者对页岩敏感性评价也主要是基于现有行业标准(SY/T 5358-2010)^[3]，黄玲等(2012)根据行业标准对四川盆地龙马溪组和筇竹寺组页岩进行了敏感性实验评价，研究结果表明页岩具有中等偏弱水敏性、中等偏强碱敏性。何金钢等(2014)按照现有行业标准对龙马溪组页岩进行了敏感性实验，研究结果表明龙马溪组页岩具有中等偏强到强的碱敏、盐敏，盐敏损害对岩石微孔的影响小，碱敏损害使页岩微观孔隙结构发生变化。现有的储层敏感性实验行业标准主要适用于空气渗透率大于1mD的碎屑岩储层，对于基质渗透率极低(小于0.001mD)的页岩储层，传统的稳态法渗透率测定方法存在一些问题。黄维安等(2014)用非稳态的脉冲衰减法测试敏感性实验前后页岩渗透率的变化，结果表明胜利油田沙河街组页岩具有中等偏弱的水敏性和碱敏性。

但是目前国内外学者对页岩敏感性实验方案还未达成统一，根据不同的评价方案对页岩进行敏感性评价势必会产生不同的评价结果；目前对于页岩敏感性损害的评价主要是集中于研究页岩渗透率的变化，页岩非常致密，不同方法测试渗透率误差大；目前国内外公开文献并未有深入研究其渗透率变化的内因(微观孔隙结构的变化)，因此，有必要建立一套有效、实用的敏感性评价方法，对于页岩气开发具有重要的指导性意义。

现有的储层敏感性实验行业标准(SY/T 5358-2010)主要适用于空气渗透率大于1mD的碎屑岩储层岩样的敏感性评价实验方法。岩心流动实验利用岩心段塞进行稳态法渗透率测定，具体装置见图1。

行业标准(SY/T 5358-2010)利用传统的稳态法渗透率测定方法对岩样进行渗透率测定，如果用于测定特低渗的页岩储层岩样渗透率，该方法存在以下不足：

①气体在低渗透页岩岩心中的渗流存在非达西流动特点，应用达西流动公式计算介质渗透率不准确；

②介质渗透率很低时，需要很高的驱替压差和很长的流速稳定时间，针对超致密的页岩是绝对无法测试完成；

③操作时需要不断进行数据记录，人为误差比较大。

④行业标准中是采用液体介质，页岩气储层是气体介质，气体介质测试结果更科学。

现有技术中对于核磁共振T2谱转化为孔径分布方法：