一種應用於堵劑的基質傷害率測試方法
2023-05-18 03:12:36
專利名稱：一種應用於堵劑的基質傷害率測試方法
技術領域：
本發明涉及一種應用於堵劑的基質傷害率測試方法。
背景技術：
低滲透油藏，在我國是一般指滲透率介於10-50X10-3 μ m2之間的油層所構成的油藏。隨著勘探和開發程度的不斷加深，我國低滲透率油藏在總探明儲量和已動用儲量中所佔的比例越來越高，在保持和推動石油工業發展中所發揮的作用越來越大。如以中國石油天然氣集團公司為例，至2001年底，探明石油地質儲量145X108t，其中低滲透儲量44X108t,佔30%;動用石油地質儲量110X108t，其中低滲透儲量21X108t，佔19%;剩餘探明未動用石油地質儲量35X108t，其中低滲透儲量22X108t，佔62%。近期當年探明的儲量中，低滲透儲量所佔的比例更大，高達65% 70%。如何動用好和開發好低滲透油田儲量，對我國石油工業的持續穩定發展和保證我國石油安全具有十分重要的意義。水力壓裂技術作為油氣井增產、水井增注的主要措施已廣泛應用在低滲透油氣田的開發中，為油氣田的穩產做出了重要貢獻。通過水力壓裂改善了井底附近的滲流條件，溝通油氣儲集區和改變油氣流動方式，提高了油氣井產能。國內低滲油氣田的產量和通過水力壓裂改造獲得的產量都在逐年迅速增加。 經過水力壓裂後的油、氣、水井，由於受當時壓裂工藝、材料、設備工具的限制，規模欠小，材料選用不當，設備功率有限等原因會導致水力裂縫導流能力大幅降低而逐漸失去作用；有些則因井層選擇不當或作業方面原因也未能有效，同時經過長期開發，主要油氣田已進入中、高含水期的開發階段，高產穩產的難度越來越大；對這類油氣井，為了獲得高產和經濟的開採效益，需要進行重複壓裂。1987年美國能源部在多井實驗中進行改變應力的壓裂實驗，首先證明了地應力場受到鄰井裂縫影響。Dowell公司根據實驗和模擬地應力研究認為，地層中存在支撐裂縫將改變井眼附近應力分布，使重複壓裂的起裂方位垂直於初次裂縫，離開井眼一定範圍後再轉向到平行於初次裂縫方位延伸。Chen & Minner等研究認為孔隙壓力變化導致新裂縫近似垂直於前次裂縫或與前次裂縫成一銳角。Chevron石油技術公司在美國Lost Hill油田的測試表明，重複壓裂裂縫方位與初次裂縫方向偏移30° ;Unocal公司在Van油田的重複壓裂測試證實了重複壓裂裂縫可能與前次裂縫方位偏離60°。這些實驗與研究有力的推動了重複壓裂技術的發展，取得了極其顯著的經濟效益。例如，美國最早開發的油田之一Rangely油田，許多井重複壓裂達4次,成功率達70_80%;美國阿拉斯加Kuparuk River油田的385 口生產井中重複壓裂185 口，壓後採油指數平均提高了兩倍。近年來國內大慶、勝利、長慶、大港、吉林等油田也進行了大量的重複壓裂作業，並從理論和實踐上作了一定的探索，取得了一些經驗與認識。從1995年開始，西南石油大學先後與遼河油田、長慶油田、新疆油田和勝利油田開展了重複壓裂技術研究，且與長慶油田、新疆油田合作中展開了高含水期堵老縫壓新縫的改向重複壓裂試驗，取得了很好的增產效果，開闢了重複壓裂研究的新方向。
堵壓一體化技術的過程是先用堵劑長效封堵或暫時封堵老裂縫，然後用水力壓裂工藝在地層其它方位壓開新裂縫，以達到重新改造儲層，提高油層採收率的目的。堵劑封堵裂縫後，後續壓裂液必然對其有擠壓和穿透作用，因此要求重複壓裂堵劑具有比常規堵劑更高的性能。重複壓裂堵劑工作液進入老裂縫後形成凝膠，在後續壓裂液作用下，堵劑將受到壓裂液的擠壓和穿透作用，因此重複壓裂堵劑的性能要滿足兩個方面的要求一是堵劑-裂縫壁面之間的強粘附性，阻止壓裂液往初次人工裂縫穿透；二是堵劑自身具有高強度，可抵抗壓裂液的擠壓。總之堵劑不僅具有高的強度和粘附性，而且要有一定的應力形變能力。這就要求堵劑的突破壓力要高於受到的擠壓力。重複壓裂裂縫轉向機理的出現是復壓技術的重大進展，大致經過了三個階段(1)20世紀90年代前期，首先是重複壓裂裂縫方位發生轉向的認識，在現場得到了驗證Chevron石油技術公司在美國LostHill油田，利用傾斜儀測量重複壓裂裂縫方位，然後與第一次壓裂裂縫方位相比較，結果167井次的重複壓裂平均裂縫方位為N25° E，而100多井次的初次壓裂裂縫方位為N55° E，二者相差30°，由此說明重複壓裂形成的裂縫方位不同於初次壓裂裂縫方位；而且重複壓裂裂縫轉向的機理也得到了進一步發展，人們逐漸認識到生產過程儲層孔隙壓力變化最終會改變儲層的應力狀態。由於儲層各方向壓力衰減不均衡，在含垂直裂縫儲層中形成橢圓形衰減區，其縱向裂縫軸比垂向裂縫軸要長得多，平行於人工裂縫的水平總應力的下降就比垂直(最小)應力分量要大，這是應力重定向的關鍵。如果產生的應力變化足夠大，足以抵消初始水平偏應力的影響，那麼最小水平應力的方向就會局部旋轉90°，在這種情形下，重複壓裂裂縫應該垂直於原始裂縫生長，但重複壓裂重定向取決於許多因素，包括原始偏應力、原生裂縫長度、儲層的滲透率以及產量變化情況，所以實際的裂縫重定向也不一定垂直於原裂縫。(2)20世紀90年代後期，認識到轉向重複壓裂會有效溝通儲層富含剩餘油區而極大地提高產量和可採儲量，刺激了國內外學者對轉向重複壓裂的研究。因為重複壓裂裂縫延伸方式依然取決於儲層應力狀態，不以人們主觀意志為轉移而受客觀應力條件控制。其間，國外提出了可模擬多井(包括油井和水井)和變產量條件下就地應力場的變化模型。研究結果表明，就地應力場的變化主要取決於距油水井的距離、整個油氣田投入開發的時間、注採井別、原始水平主應力差、滲透率的各向異性和產注量等。並進一步開展重複壓裂選井選層技術，人們期望綜合應用專家經驗、人工神經網絡技術和模糊邏輯等技術，開發出重複壓裂選井選層的模型，以找出那些有可能轉向的油層來實施重複壓裂。(3)進入21世紀後，轉向重複壓裂技術進一步發展，西南石油大學一些專家學者提出了一種強迫裂縫轉向的新技術，即堵老裂縫壓新裂縫重複壓裂技術。經過一段時間的開採，油田的低滲透層已處於高含水期，原有裂縫控制的原油已接近全部採出，裂縫成了水的主要通道，但某些井在現有採出條件下尚控制有一定的剩餘可採儲量。這時如果採取延伸原有裂縫的常規重複壓裂肯定不會有好的效果，最好的辦法是將原有裂縫堵死，重新壓裂，在與原有裂縫呈一定角度方向上造新縫，這樣既可堵水，又可增加採油量。即研究一種高強度的裂縫堵劑封堵原有裂縫，當堵劑泵入井內後有選擇性地進入並封堵原有裂縫，但不能滲入地層孔隙而堵塞巖石孔隙，同時在井筒周圍能夠有效地封堵射孔孔眼；然後採用定向射孔技術重新射孔以保證在不同於原有裂縫的方位(最佳方位是垂直於原有裂縫的方位)重新定向射孔而促使裂縫轉向，即形成新的裂縫，從而採出最小主應力方向或接近最小主應力方向洩油麵積的油氣，實現控水增油。重複壓裂是指對已經採取過一次或幾次壓裂施工措施的井層再實施壓裂改造。早在20世紀50年代，國外就已經進行了重複壓裂，經過50多年的發展，在重複壓裂前儲層重評估、選井選層新技術、壓裂液、壓裂井動態預測、重複壓裂裂縫轉向機理、重複壓裂優化設計與工藝技術研究、裂縫診斷與效果評價等方面均得到快速發展，不但成為油氣藏的增產增注手段，也成為經濟有效開發低滲、特低滲透儲層的關鍵技術。基質傷害率是重複壓裂堵劑在使用過程中的一個重要的評價參數，所以，在重複壓裂堵劑使用之前，應快速準確的測試出其基質傷害率。
發明內容
本發明的目的在於克服上述現有技術的缺點和不足，提供一種應用於堵劑的基質傷害率測試方法，該測試方法能快速測試出重複壓裂堵劑的基質傷害率，且測試過程簡單，測試的結果準確，為重複壓裂堵劑的使用提供了數據支持。本發明的目的通過下述技術方案實現一種應用於堵劑的基質傷害率測試方法，包括以下步驟(a)製備重複壓裂堵劑、以及選取若干塊巖心備用；(b)將選取的巖心分別劈開，製造一條人工裂縫；(c)在裂縫面鋪一層顆粒物質，模擬壓裂裂縫；(d)將重複壓裂堵劑注入模擬壓裂裂縫中，靜置一段時間；(e)注入液體後，將巖心中的砂清理乾淨，然後將裂縫粘牢，測定出基質滲透率；(f)通過測得的基質滲透率，得出基質傷害率。所述步驟(a)中，巖心的數目為3塊。所述步驟(b)中，將巖心沿軸向劈開。所述步驟(C)中，顆粒物質為石英砂。所述步驟(d)中，靜置時間為12h。所述步驟(e)中，液體為清水。所述步驟(e)中，通過少量環氧樹脂將裂縫粘牢。綜上所述，本發明的有益效果是能快速測試出重複壓裂堵劑的基質傷害率，且測試過程簡單，測試的結果準確，為重複壓裂堵劑的使用提供了數據支持。
具體實施例方式下面結合實施例，對本發明作進一步的詳細說明，但本發明的實施方式不僅限於此。實施例本發明涉及的一種應用於堵劑的基質傷害率測試方法，其具體步驟如下(a)製備重複壓裂堵劑、以及選取若干塊巖心備用；(b)將選取的巖心分別劈開，製造一條人工裂縫；(C)在裂縫面鋪一層顆粒物質，模擬壓裂裂縫；
(d)將重複壓裂堵劑注入模擬壓裂裂縫中，靜置一段時間；(e)注入液體後，將巖心中的砂清理乾淨，然後將裂縫粘牢，測定出基質滲透率；(f)通過測得的基質滲透率，得出基質傷害率。所述步驟(a)中，巖心的數目為3塊。所述步驟(b)中，將巖心沿軸向劈開。所述步驟(C)中，顆粒物質為石英砂。所述步驟(d)中，靜置時間為12h。所述步驟(e)中，液體為清水。所述步驟(e)中，通過少量環氧樹脂將裂縫粘牢。通過上述方法測得的結果如下表所示
權利要求
1.一種應用於堵劑的基質傷害率測試方法，其特徵在於，包括以下步驟 (a)製備重複壓裂堵劑、以及選取若干塊巖心備用； (b)將選取的巖心分別劈開，製造一條人工裂縫； (c)在裂縫面鋪一層顆粒物質，模擬壓裂裂縫； (d)將重複壓裂堵劑注入模擬壓裂裂縫中，靜置一段時間； (e)注入液體後，將巖心中的砂清理乾淨，然後將裂縫粘牢，測定出基質滲透率； (f)通過測得的基質滲透率，得出基質傷害率。
2.根據權利要求1所述的ー種應用於堵劑的基質傷害率測試方法，其特徵在於，所述步驟(a)中，巖心的數目為3塊。
3.根據權利要求1所述的ー種應用於堵劑的基質傷害率測試方法，其特徵在於，所述步驟(b)中，將巖心沿軸向劈開。
4.根據權利要求1所述的ー種應用於堵劑的基質傷害率測試方法，其特徵在於，所述步驟(C)中，顆粒物質為石英砂。
5.根據權利要求1所述的ー種應用於堵劑的基質傷害率測試方法，其特徵在於，所述步驟(d)中，靜置時間為12h。
6.根據權利要求1所述的ー種應用於堵劑的基質傷害率測試方法，其特徵在於，所述步驟(e)中，液體為清水。
7.根據權利要求1所述的ー種應用於堵劑的基質傷害率測試方法，其特徵在於，所述步驟(e)中，通過少量環氧樹脂將裂縫粘牢。
全文摘要
本發明公開了一種應用於堵劑的基質傷害率測試方法，包括(a)製備重複壓裂堵劑、以及選取若干塊巖心備用；(b)將選取的巖心分別劈開，製造一條人工裂縫；(c)在裂縫面鋪一層顆粒物質，模擬壓裂裂縫；(d)將重複壓裂堵劑注入模擬壓裂裂縫中，靜置一段時間；(e)注入液體後，將巖心中的砂清理乾淨，然後將裂縫粘牢，測定出基質滲透率；(f)通過測得的基質滲透率，得出基質傷害率。本發明能快速測試出重複壓裂堵劑的基質傷害率，且測試過程簡單，測試的結果準確，為重複壓裂堵劑的使用提供了數據支持。
文檔編號G01N33/00GK103048419SQ201110325829
公開日2013年4月17日 申請日期2011年10月13日 優先權日2011年10月13日
發明者陳興佳 申請人:陳興佳