CN105527210A - 一种岩心水锁解除能力评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种岩心水锁解除能力评价方法，包括以下步骤：检查测量装置气密性；将岩心烘干至无自由水状态，测量岩心长度和直径，放入岩心夹持器中；打开围压阀，打开围压泵，给岩心施加一定围压后，关闭围压阀；打开气源阀和下游阀门，待压差传感器示数稳定后，测量岩心渗透率；关闭气源阀，打开注水阀门，开启注水泵，向岩心夹持器内注入压裂液，开始计时；关闭注水泵，关闭水阀门；一定时间后，打开气源阀和下游阀门，待压差传感器示数稳定后，测量岩心渗透率并记录时刻；一段时间后，重新测量渗透率，记录岩心渗透率随时间的变化关系。本发明通过分析岩心渗透率随时间变化的规律评价岩心水锁解除能力，对研究水锁解除机理有重要意义。
Description
技术领域
本发明属于油气田开发领域，具体涉及一种岩心水锁解除能力评价方法。
背景技术
随着能源结构的调整与非常规能源的不断开发，非常规资源开发经验也不断成熟。水力压裂在非常规油藏开发中发挥了巨大作用。以砂岩为代表的常规储层渗透率高，孔隙度大，孔喉结构相对简单，并且岩石基质二氧化硅含量高，压裂液进入此类岩石后会堵塞气体流动通道，形成水锁伤害。故针对常规砂岩油藏，加强返排是研究的重点之一。但是在非常规储层，特别是页岩气储层中不但基质微纳米孔隙发育而且含有大量粘土矿物，具有强大的毛管力和化学势，压裂液自发进入储层的现象不容忽视。该自发渗吸作用主要有两方面机理，一是水锁解除机理，二是微观驱替机理。水锁解除机理是页岩储层特有的重要机理。当对储层实施网状压裂时，微裂缝内会充入大量压裂液，进而导致页岩气流动通道被堵塞。但是，随着时间不断延长，微裂缝内的压裂液被岩石基质内的复杂孔隙网络和粘土矿物吸收后，被压裂液堵塞的孔隙会逐渐实现水锁自我解除。因此，评价岩心水锁自我解除的能力非常重要。目前，并没有合适的仪器能够对岩心的水锁解除能力进行定量评价。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种岩心水锁解除能力评价方法，该装置能够实现对岩心水锁能力的定量评价。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种岩心水锁解除能力评价方法，其按照先后顺序包括以下步骤：
(1)调试测量装置，检查测量装置气密性；
(2)将岩心烘干至无自由水状态，测量岩心长度和直径，然后放入岩心夹持器中；
(3)打开围压阀，打开围压泵，给岩心施加一定围压后，关闭围压阀；
(4)打开气源阀和下游阀门，待压差传感器示数稳定后，测量岩心渗透率；
(5)关闭气源阀，打开注水阀门，开启注水泵，向岩心夹持器内注入压裂液，开始计时；
(6)关闭注水泵，关闭水阀门；
(7)一定时间后，打开气源阀和下游阀门，待压差传感器示数稳定后，测量岩心渗透率并记录下此时时刻；
(8)重复步骤(7)，当相邻两次岩心渗透率差值小于一定值时，终止实验，记录岩心渗透率随时间变化的规律，进而评价岩心水锁解除能力。
本发明所述的测量装置为一种岩心水锁解除能力评价装置，其结构包括氮气瓶、气源阀、恒压室、上游压力传感器、压差传感器、下游压力传感器、下游阀门、注水阀门、注水泵、岩心夹持器、围压压力传感器、围压阀、围压泵、微流量计，所述的氮气瓶作为气源向恒压室充入氮气，所述的气源阀控制氮气瓶出口端管线连通状态，所述的恒压室能保持上游压力相对恒定，所述的气源阀控制氮气瓶和恒压室之间管线的连通状态，所述的上游压力传感器位于恒压室与岩心夹持器之间的管线上，能测量该段管线内的气体压力，所述的压差传感器两端管线与岩心夹持器两端管线连接，能精确计量岩心夹持器内岩心两端气体压力差，所述的微流量计位于岩心夹持器出口处，能够测量通过岩心的气体流量，所述的下游压力传感器位于微流量计下游管线上，能够测量该段管线内的气体压力，所述的下游阀门位于下游压力传感器下游管线上，注水泵出口管线上有注水阀门，出口管线连接岩心夹持器左端，所述的注水泵能向岩心夹持器内的岩心左端注入去离子水，所述的围压泵出口管线连接于岩心夹持器侧壁，能够向岩心夹持器中的岩心施加围压，围压压力传感器和围压阀位于围压泵出口管线上，其中围压压力传感器能显示围压压力值，围压阀能控制围压泵出口管线连通状态。
本发明的设计原理：
水锁解除能力具体来说是岩心被压裂液浸泡后，渗透率恢复的能力。在本实验装置中，气源使用氮气气源。为保证岩心上游端压力相对恒定，使用恒压室以缓冲气体的压缩性。而下游与大气压联通，因而能保证岩心两端压差保持相对稳定。考虑到测量精度的不同，当岩心上下游压力差较大时使用上游压力传感器和下游压力传感器读数，当两压力传感器示数基本稳定时，再采用高精度的压差传感器读数。微流量计能够测量通过岩心的气体体积流量。根据达西定律，就能计算岩心的渗透率。
在此基础上，使用注水泵向岩心室注入压裂液，模拟压裂过程中，岩石基质与压裂液接触过程。此时由于页岩微裂缝的水锁效应，岩心渗透率会显著降低。此后关闭注水阀门，岩石基质逐渐吸收裂缝中的压裂液，水锁效应会逐渐解除。每隔一段时间测得岩心渗透率便能评价岩心的水锁解除能力。
本发明的有益效果：
由上述的原理设计可看出，本发明提供的一种岩心水锁解除能力评价方法能够准确评价岩心的水锁解除能力。并且该方法有操作简单、可行性好的特点。
附图说明
图1为按照本发明一种岩心水锁解除能力评价方法的流程图；
图2为按照本发明一种岩心水锁解除能力评价方法的一种岩心水锁解除能力评价装置的实施例1的结构示意图。
图中标注说明：1氮气瓶，2气源阀，3恒压室，4上游压力传感器，5压差传感器，6下游压力传感器，7下游阀门，8注水阀门，9注水泵，10岩心夹持器，11围压压力传感器，12围压阀，13围压泵，14微流量计。
具体实施方式
实施例1：
如图1所示，一种岩心水锁解除能力评价方法，包括以下步骤：
(1)调试测量装置，检查测量装置气密性；
(2)将岩心烘干至无自由水状态，测量岩心长度和直径，然后放入岩心夹持器中；
(3)打开围压阀，打开围压泵，给岩心施加一定围压后，关闭围压阀；
(4)打开气源阀和下游阀门，待压差传感器示数稳定后，测量岩心渗透率；
(5)关闭气源阀，打开注水阀门，开启注水泵，向岩心夹持器内注入压裂液，开始计时；
(6)关闭注水泵，关闭水阀门；
(7)一定时间后，打开气源阀和下游阀门，待压差传感器示数稳定后，测量岩心渗透率并记录下此时时刻；
(8)重复步骤(7)，当相邻两次岩心渗透率差值小于一定值时，终止实验，记录岩心渗透率随时间变化的规律，进而评价岩心水锁解除能力。
本发明中涉及的未说明部分与现有技术相同或采用现有技术加以实现。
Claims (1)
1.一种岩心水锁解除能力评价方法，包括以下步骤：
(1)调试测量装置，检查测量装置气密性；
(2)将岩心烘干至无自由水状态，测量岩心长度和直径，然后放入岩心夹持器中；
(3)打开围压阀，打开围压泵，给岩心施加一定围压后，关闭围压阀；
(4)打开气源阀和下游阀门，待压差传感器示数稳定后，测量岩心渗透率；
(5)关闭气源阀，打开注水阀门，开启注水泵，向岩心夹持器内注入压裂液，开始计时；
(6)关闭注水泵，关闭水阀门；
(7)一定时间后，打开气源阀和下游阀门，待压差传感器示数稳定后，测量岩心渗透率并记录下此时时刻；
(8)重复步骤(7)，当相邻两次岩心渗透率差值小于一定值时，终止实验，记录岩心渗透率随时间变化的规律；
其特征在于：所述的测量装置为一种岩心水锁解除能力评价装置，其结构包括氮气瓶、气源阀、恒压室、上游压力传感器、压差传感器、下游压力传感器、下游阀门、注水阀门、注水泵、岩心夹持器、围压压力传感器、围压阀、围压泵、微流量计，所述的氮气瓶作为气源向恒压室充入氮气，所述的气源阀控制氮气瓶出口端管线连通状态，所述的恒压室能保持上游压力相对恒定，所述的气源阀控制氮气瓶和恒压室之间管线的连通状态，所述的上游压力传感器位于恒压室与岩心夹持器之间的管线上，能测量该段管线内的气体压力，所述的压差传感器两端管线与岩心夹持器两端管线连接，能精确计量岩心夹持器内岩心两端气体压力差，所述的微流量计位于岩心夹持器出口处，能够测量通过岩心的气体流量，所述的下游压力传感器位于微流量计下游管线上，能够测量该段管线内的气体压力，所述的下游阀门位于下游压力传感器下游管线上，注水泵出口管线上有注水阀门，出口管线连接岩心夹持器左端，所述的注水泵能向岩心夹持器内的岩心左端注入去离子水，所述的围压泵出口管线连接于岩心夹持器侧壁，能够向岩心夹持器中的岩心施加围压，围压压力传感器和围压阀位于围压泵出口管线上，其中围压压力传感器能显示围压压力值，围压阀能控制围压泵出口管线连通状态。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20160427 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |