[发明专利]一种基于应力敏感系数预测裂缝宽度的方法

说明书

本发明公开了一种基于应力敏感系数预测裂缝宽度的方法，通过裂缝岩心的渗透率与裂缝宽度的关系公式和渗透率与净围压值的关系公式相结合，建立了基于应力敏感系数的预测高围压条件下裂缝宽度预测模型；将裂缝宽度预测模型与裂缝可视化装置相结合，首先进行应力敏感测试得出应力敏感系数，然后观测低围压条件下的裂缝宽度变化，在选定基准数据的条件下通过裂缝宽度预测模型，利用不同净围压预测对应的裂缝宽度，最后利用观测得到的低围压条件下的裂缝宽度对预测结果进行校正，增加预测的准确程度。本发明对围压设备要求低、预测范围广等特点，能够根据地层应力条件下测量的裂缝应力敏感系数准确的预测高围压下的裂缝宽度。

技术领域

本发明涉及油气田开发实验方法技术领域，具体涉及一种基于应力敏感系数预测裂缝宽度的方法。

背景技术

随着世界对油气资源需要量不断增大，深层油气藏勘探是当前和未来油气勘探发展的最重要领域之一。在钻井过程中，“井漏”是最常见最普遍的井下复杂情况之一。地层裂缝是导致井漏的主要原因之一，因此堵漏的关键在于明确发生井漏的裂缝的宽度，选择合适尺寸的堵漏材料，进行有效的封堵。

岩石裂缝可视化是最直观的测量方法，可以直接测量地层应力条件下的裂缝宽度。但目前的裂缝宽度可视化仪器的测量压力范围有限，一般上限为20MPa，远远不能满足深层油气藏的地层应力条件，无法得到相应地层应力条件下的裂缝宽度。面对目前裂缝可视化仪器应用范围的问题，亟需一种可以预测高围压下裂缝宽度的实验测试方法。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种基于应力敏感系数预测裂缝宽度的方法，该方法具有围压设备要求低、预测范围广等特点，能够根据地层应力条件下测量的裂缝应力敏感系数准确的预测高围压下的裂缝宽度。

本发明采用下述的技术方案：

一种基于应力敏感系数预测裂缝宽度的方法，利用裂缝可视化装置,包括以下步骤：

S1、将裂缝岩心烘干备用并测量裂缝岩心的长度和直径；

S2、将裂缝岩心放入岩心夹持器中，通过围压泵对岩心夹持器增加围压至10MPa，使用平流泵向岩心夹持器注入氯化钾溶液，计算裂缝岩心的初始渗透率；

S3、缓慢增加围压泵的围压，将不同围压作为有效应力试验点，计算各个有效应力试验点所对应围压的裂缝岩心的渗透率；

S4、利用显微摄像头采集裂缝岩心图像并分别测量5MPa、10MPa、15MPa、20MPa围压下的裂缝岩心的裂缝宽度；

S5、将10MPa围压下的裂缝宽度为设为基准值，利用应力敏感系数方程和高尔夫-拉特公式建立裂缝宽度模型，利用裂缝岩心的渗透率，通过裂缝宽度模型计算不同净围压值下的裂缝宽度，明确地层压力条件下储层岩石裂缝的宽度；所述裂缝宽度模型为：

式中，w*为参考裂缝宽度值，μm，对应净围压值为σ*，MPa；w′为各个裂缝宽度，μm，对应净围压值为σ′；Ss为应力敏感系数，无量纲。

优选的，步骤S1中，所述裂缝岩心为天然裂缝岩心或人造裂缝岩心中的一种，烘干温度为60℃。

优选的，步骤S3中，所述有效应力试验点对应的围压分别为10MPa、15MPa、20MPa、25MPa、30MPa、40MPa和50MPa。

优选的，步骤S5中，

所述应力敏感系数方程为：

式中，σ*为参考有效应力，MPa，对应渗透率为K*，mD；σ′为各个围压下的有效应力，MPa，对应渗透率为K，mD；Ss为应力敏感系数，无量纲；

所述高尔夫-拉特公式为：