[发明专利]致密油层水相圈闭损害实验评价方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油与天然气致密储层岩心分析领域，本方法模拟了致密油层生产过程中井底压力渗流环境，实现了对致密油层柱塞岩样内部孔隙压力和超低含水饱和度的有效建立，保证实验条件评价的客观性，实现了准确评价致密油层水相圈闭损害，属于石油与天然气勘探开发过程中岩心分析方面的实验方法。

背景技术

致密油层(致密砂岩油层、致密碳酸盐岩油层)储量丰富、开采潜力大，在油气储量增长和能源供应方面正发挥越来越重要的作用。水平井分段压裂技术为致密油层成功开采提供了途径，但在开采过程中，大量滞留的水相引起了严重的储层损害，这其中水相圈闭损害成为了制约致密油层高效经济开发的主要储层损害类型之一。准确评价致密油层水相圈闭损害，是预防和解除水相圈闭损害的关键。然而，致密油层微纳米孔喉发育，液体在其孔喉介质中流动困难，当存在油水两相时，更是难以被驱动，因此室内开展致密油层液体渗流实验时，流量测不准甚至测不出，严重影响了水相圈闭损害、流体敏感性分析等实验结果的准确性，直接制约了致密储层的准确评价，不利于致密油气藏的成功勘探和经济开发。

传统的评价油层水相圈闭损害方法仍主要是非稳态驱替法，通过水驱油和油驱水两个过程，得到水侵前后油相渗透率，并根据渗透率损害率进行损害程度评价。传统方法主要用以评价常规储层，对于致密储层则重点表现出以下不足而不能有效评价：

一是液体流量测不准。致密储层微纳米孔喉发育且孔径大小不一，常规稳态法驱替时，液体容易沿着大孔喉渗流并形成优势通道，测得的渗透率只是这部分孔喉贡献的渗透率，更多细微孔喉并未有效参与渗流，即便增大压差，压差也很难进入细微孔喉而沿着优势通道传递，再者，过大的压差在油层条件下显然不能实现。导致可动孔喉的动用程度远低于储层条件下的真实动用情况。当存在油水两相时，更是难以测出液体流量，由此得到的实验结果严重高估了水相圈闭损害程度。

二是实验测试周期长。致密储层中，液体要想流出孔喉介质需憋足一定的孔隙压力，对于细微孔喉来说，这个憋压过程是极其缓慢的，由此需要的驱替压差也异常的高。常规稳态法驱替时，上游端过来的压力进入岩心内部后，在孔喉介质喉道等狭窄处有个明显的憋压过程，其需要相当长的一段时间，再加上测得流量稳定后又需要一定的时间，且测得的流量因孔喉动用程度而异，由此测试达到稳定的时间相当漫长，且测试精度得不到保证。

三是评价范围有局限。致密油层存在超低含水饱和度现象，即储层初始含水饱和度远小于其由毛管力等控制的束缚水饱和度。常规稳态法评价时，通过对饱和地层水(或模拟地层水)后的岩心进行油驱水建立束缚水来代表储层原地含水饱和度，然而这样得到的含水饱和度只是驱替部分大孔喉内油相后得到的饱和度，明显高于储层初始含水饱和度。结合油水相渗曲线可知，初始含水饱和度和束缚水饱和度之间差值引起的水相圈闭损害往往是很严重的。由此，常规稳态法评价范围有限，得到的实验结果不具客观性。

致密油层在开采过程中普遍存在水相圈闭损害，当前的常规评价方法已经不能适应致密油层开发的需要，有效、客观地评价致密油层水相圈闭损害无论是在室内实验研究还是矿场应用上都意义重大。

发明内容

为了解决现有水相圈闭损害评价方法在以致密油层为评价对象时所存在的液体流量测不准、评价范围存在局限性、评价结果高估等不足，结合致密油层原地储层含水饱和度状态和实际生产状态下的渗流环境，本发明提出了一种室内客观评价致密油层水相圈闭损害的实验方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明主要通过两大技术关键实现对致密油层水相圈闭损害的客观评价：其一是对实验岩心的预处理，即建立能够代表致密油层原地含水条件的岩心初始含水饱和度；其二则是实验条件实现对近井带井下生产压力的模拟，并有效建立起岩心内部孔隙压力。本发明通过岩心驱替实验开展评价，并根据渗透率损害率展开水相圈闭损害程度评价。

致密油层水相圈闭损害实验评价方法，该方法利用室内岩心驱替实验装置完成，所述岩心驱替装置有岩心夹持器、围压泵、微计量驱替泵、气源、回压阀、玻璃管流量计、计算机组成，所述岩心夹持器入口端和出口端分别连接微计量驱替泵和回压阀，所述回压阀连接玻璃管流量计和气源，所述岩心夹持器入口和出口均通过压力传感器连接计算机。该方法依次包括以下步骤：

步骤1、按照SYT5358-2010岩样制备方法准备致密油层实验岩心，采用氮气钻取并切割直径为2.5cm左右，长度4-7cm的岩心，60℃烘干至恒重，测量岩心的长度、直径和孔隙度；检查装置气密性，检测时间不少于48h；