[发明专利]一种基于岩石骨架理论科学计算焖井时间的方法

说明书

本发明提供一种基于岩石骨架理论科学计算焖井时间的方法，是在页岩油气进行压裂改造时由于页岩本身的渗透性、崩解性、软化性和膨胀固有特性，为达到在保持页岩骨架结构的基础上最大程度形成复杂缝网的水化膨胀目的，需科学计算焖井时间，达到页岩的最优水化效果的方法。所述方法通过引入压力归一化增量进行焖井时间的计算，现场施工之前需要收集该井钻井过程中前、中、后端的岩屑(岩芯)进行室内浸泡实验，得到压力归一化增量关联方程式中的页岩浸泡软化时间以及页岩浸泡崩解时间；再根据地质资料、压裂设计以及测井综合解释获取离子抑制系数以及基本参数，确定不同焖井时间的压力归一化增量并对其进行曲线拟合，进而获得该井的最佳焖井时间。

技术领域

本发明涉及页岩气开采领域，具体涉及一种压裂改造后的基于岩石骨架理论科学计算焖井时间的方法。

背景技术

近年来，随着中国国民经济的快速发展，石油、天然气需求量也在递增，国内常规油气的产量已经不能满足需求，油气资源的供需形势日趋严峻，油气进口量逐年增加，迫切需要拓宽国内油气勘探开发领域。由于目前能源形势的严峻，非常规页岩储层逐渐被关注，加强页岩油气资源的勘探开发，可弥补现有常规油气资源的不足，促进油气工业的可持续发展，对改善中国能源结构、保障国家能源供给安全具有重要意义。

与常规储层相比，页岩储层存在储层环境复杂、渗透率与孔隙度小、流体流动性差、非均质性强、储层岩性敏感等问题。虽然国内页岩油气资源比较丰富，但其存在勘探开发难度大、起步晚，研究程度低，施工周期长，施工费用高，投产后产量下降快、稳产期短等问题。

水力压裂是目前国内页岩开发的主要手段之一，由于页岩储层的地质特征和压裂工艺，页岩油气井在水力压裂后表现出低返排率高产能和焖井后产水量降低产气量增加、返排率差异大等特征。相关资料显示，页岩储层压裂改造后进行焖井有利于提高产量。

目前焖井时间确定方法考虑因素较单一，最常见的方法就是根据油田开发进度，确定焖井时间，其结果就是人为盲目性、随意性，其次就是基本根据地层的物性参数、压裂液性能参数，计算出裂缝的总体、蠕变体积，根据岩石渗吸速度，计算焖井时间，这些只从工程参数上进行了考虑，具有很大的局限性，结果的精准性不够，要不是焖井时间不足，缝网结构不够复杂，要不就是过度焖井，储层污染。

由于页岩具有渗吸水化性、膨胀性、崩解性和软化性，页岩的主要成分是石英和黏土矿物，黏土矿物是非水稳性的，石英是水稳性的，页岩在经过压裂液的浸泡以后会发生水化膨胀，水化膨胀后页岩的强度降低，形成复杂缝网，骨架起到支撑作用，当浸泡页岩的压裂液过量以后，会造成页岩中黏土矿物水化膨胀过度，导致页岩骨架坍塌，页岩崩解，形成的复杂缝网消失。为达到最佳增产效果页岩的水化膨胀作用需在保持页岩骨架力基础上最大程度的形成复杂缝网，水化页岩基体已有和形成微缝来沟通天然裂缝、层理、断层，并让微缝尽量具有一定粗糙度，提高自升渗透性。微孔隙、裂缝的产生不仅能改善天然气渗流通道，也有利于吸附气向游离气转化，提高油气井产量。被改造岩体的中心部位被“分割”成细小岩块，使储层“深部”的储量也参与运移到井筒成为日产量的组成部分。既可能保证足够的单井产量，又在短期内大大提高了被改造地层的采收率，从而保障其稳产，在短期内提高了储层动用程度。然而由于页岩发育多尺度微观孔隙和多组分矿物，使得页岩与压裂液相互作用机理十分复杂，页岩水化膨胀作用难以定量表征。目前页岩改造后焖井时间的确定没有以页岩骨架理论为基础即采用页岩软化性和崩解性为鉴定水化程度进行焖井时间确定的方法。

发明内容

本发明提供一种基于岩石骨架理论科学计算焖井时间的方法，具体来说，是基于保持岩石骨架完整性理论而科学计算焖井时间的方法，以解决现有技术中主要依靠现场经验、开发进度、工程参数进行确定焖井时间，存在很大的盲目性和随意性，造成焖井后提高单井产量不理想的问题。

其技术方案如下所述：

一种基于岩石骨架理论科学计算焖井时间的方法，包括以下步骤：