CN114778245A - 一种特低渗致密储层裂缝-孔隙型岩心制备及饱和油实验方法 - Google Patents
一种特低渗致密储层裂缝-孔隙型岩心制备及饱和油实验方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种特低渗致密储层裂缝‑孔隙型岩心制备及饱和油实验方法，依次包括：(1)选取合适的特低渗致密储层岩心，并进行轴向和周向的处理；(2)对岩心进行清洗和烘干处理；(3)将岩心放置中间夹持器中进行抽真空和饱和；(4)将已饱和岩心通过高温烘枪加热四氟乙烯进行包裹，并通过造缝设备进行造缝；(5)对最后所得岩心再次通过岩心夹持器进行再次饱和，并获得其液相渗透率；(6)根据所提供的计算式获得基质饱和度和含油饱和度。本发明解决了裂缝型特低渗致密储层岩心造缝后其岩心基质部分得不到充分饱和油的困难，为含裂缝型砂砾岩油田开发提供了一种更加准确的饱和油方式以及该方法的含油饱和度计算式。
Description
技术领域
本发明属于油气田开发领域，具体涉及一种特低渗致密储层裂缝-孔隙型岩心制备及饱和油实验方法。
背景技术
岩心造缝以及饱和油是当前石油开发研究实验室模拟油藏驱替实验的重要环节之一，常规油田都是带有裂缝和孔隙双重介质，同时现场取岩心样本过程中，获得的岩心基本只含有一种介质特征，因此需要对基质岩心进行一定的造逢处理以到达裂缝-孔隙双重介质特征，这样经过处理的岩心才具有模拟油田开发的地层特点。常规的裂缝岩心制备分为混合物制备以及利用造缝工具对基质岩心进行造缝，通过造缝可以使岩心达到目标渗透率；常规的饱和油是在岩心夹持器里通过驱替泵驱替饱和得到所需饱和度。为了更好地模拟油藏的实际环境，需要采用造缝工具对基质岩心进行造缝处理，同时需要在饱和阶段将油充分饱和进岩心基质，由于特低渗致密储层岩心质地脆弱，对特低渗致密储层岩心的造缝难以控制以及造缝后难以实现油的充分饱和，需要寻找一种能够实现控制特低渗致密储层岩心造缝且能充分饱和油的方法。
发明专利“一种岩心饱和油方法及装置”(CN202010702028.5)，主要提供的是一种岩心饱和油的方法，并没有考虑到岩心饱和过程中裂缝对饱和度的影响；发明专利“一种砂砾岩致密岩心饱和油装置及方法”(CN201910906032.0)，提供的饱和油的方式也是只考虑到了特低渗岩心饱和，并没有考虑到基质岩心造逢后是否还能继续使用这种饱和油方式。以上发明选择的饱和方式是驱替饱和以及中间容器饱和，但是都没有考虑到造逢后该饱和方法是否适用，在裂缝的影响下是否还能有效地向特低渗岩心基质部分进行饱和，并且调研后并未发现特低渗岩心造缝后的有效饱和方法，不能解决含裂缝的特低渗岩心基质部分饱和的难题，因此需要一种全新的饱和方法以及造逢方式来解决这种含裂缝的特低渗岩心的饱和制备难题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种特低渗致密储层裂缝-孔隙型岩心制备及饱和油实验方法，该方法原理可靠，操作简便，能够对特低渗致密储层岩心造缝后进行充分饱和，为含裂缝型砂砾岩特低渗油田开发室内模拟实验提供更加符合真实地层饱和条件的岩心。
为达到以上技术目的，本发明采用以下技术方案。
本发明利用石油开发行业相关设备，结合实际岩心造缝需求和饱和油的常规方法，引入饱和过程穿插饱和油的理念，通过利用中间容器、岩心夹持器，达到充分饱和裂缝型特低渗致密储层岩心的需求，解决了裂缝型特低渗致密储层岩心造缝后其岩心基质部分未充分饱和油的问题，为含裂缝型特低渗致密储层油田开发提供一种更加准确的饱和油方式。
一种特低渗致密储层裂缝-孔隙型岩心制备及饱和油实验方法，依次包括以下步骤：
(1)选取合适的特低渗致密储层岩心；
(2)对步骤(1)中所得岩心进行清洗和烘干处理；
(3)将清洗和烘干处理后的岩心进行抽真空，然后饱和原油；
(4)通过高温烘枪加热被四氟乙烯包裹的岩心表面，再通过造缝设备对岩心进行造缝；
(5)对造缝后的岩心再次饱和原油，获得其液相渗透率和原油饱和度。
所述步骤(1)过程如下：对选取的特低渗致密储层岩心进行轴向和周向处理，得到一个长度为L、直径为D的圆柱体岩心。
所述步骤(2)过程如下：将岩心置于含有石油醚的中间容器中，加压至高于地层压力10MPa，静置数小时后对中间容器内的石油醚进行更换，直至石油醚不再发生颜色变化；再将岩心置于高温烘箱内，在100℃°下将岩心中石油醚以及束缚水全部烘出，每隔2小时对岩心进行称重，直至岩心质量不再发生变化，记录此时的岩心质量为M1。
所述步骤(3)过程如下：将岩心放在饱和中间容器中，饱和中间容器连接原油中间容器，所述饱和中间容器和原油中间容器均通过阀门连接恒压驱替泵，首先通过真空泵将饱和中间容器抽至负压0.1MPa持续数小时，再通过恒压驱替泵向原油中间容器提供压力达到10MPa，随后打开原油中间容器和饱和中间容器之间的阀门，待恒压驱替泵显示压力为0时，再次启动恒压驱替泵，使饱和中间容器中的压力达到高于地层压力10MPa，最后关闭恒压驱替泵和原油中间容器、原油中间容器和饱和中间容器之间的阀门，打开恒压驱替泵和饱和中间容器的连接阀门，在该压力下恒压向饱和中间容器提供压力，持续饱和48h后，取出称重，记录此时的岩心质量为M2。
所述步骤(4)过程如下：通过高温烘枪将四氟乙烯包裹在岩心表面，进行称重，记录此时的岩心质量为M3；通过造缝设备使岩心轴向受力达到张性破裂，取出岩心，并将岩心四周通过挤压而产生的原油清理后，对岩心进行称重，记录此时的岩心质量为M4。
所述步骤(5)过程如下：将造缝后的岩心放置在夹持器中，该夹持器入口端连接中间容器和恒速驱替泵，中间容器中有原油，出口端连接试管，中段连接围压泵，设置恒速驱替泵的速度为0.05ml/min，缓慢向岩心中饱和原油，使岩心裂缝充分饱和原油后，在试管处读取出油速度，待试管中出油速度稳定后记录流量为Q，读取夹持器两端的压力表，得到入口压力、出口压力分别为P1、P2，计算造缝岩心的液相渗透率，取出岩心，记录此时的岩心质量为M5，计算得到原油饱和度。
本发明中，通过下式计算得到造缝岩心的液相渗透率K：
k＝QLμ/ΔPA×100
式中Q—单位时间内流体通过岩心的流量，cm3/s；
L—岩心长度，cm；
ΔP—液体通过岩心前后的压差(P2-P1)，MPa；
A—液体通过岩心的截面积，cm2；
μ—液体的粘度，mPa·s；
k—液相渗透率，mD。
本发明中，计算得到原油饱和度S过程如下：
M2-M1为基质饱和原油质量，M3-M2为四氟乙烯(胶套)质量，M3-M4为造缝过程中挤压出来的原油质量，M5-M4为裂缝中补充的损失原油质量，得到原油饱和量M：
M＝M5-M4+(M2-M1)-(M3-M4)。
在岩心基质饱和过程中，饱和的油全部认为是基质饱和油，在经过造逢处理过程后，因挤压而产生的油可认为是岩心受力变形形成裂缝而排挤出的油，这部分油是基质岩心变成裂缝岩心所将部分基质油排挤出岩心体积而形成，因此基质含油量为M2-M1-(M3-M4)；同时在裂缝饱和油中，因为裂缝通道较大且易于流体流动，容易充满岩心裂缝空间，且裂缝空间占总的基质空间比例较小，所以可以认为裂缝饱和度为100％，此时饱和进去的油全部为裂缝含油，所以裂缝含油量为M5-M4。
通过下列计算式可分别得出各个部分的饱和度，
基质含油饱和度S1:
原油饱和度S：
式中ρ—原油密度，g/cm3；
φ—岩心孔隙度，％；
D—岩心直径，cm；
M—原油饱和量，g；
S，S1—原油饱和度，基质含油饱和度，％。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明解决了特低渗致密储层岩心造逢时，岩心易损坏导致岩心部分脱落造成无法实验的问题，为此类易碎特低渗岩心提供了可靠的造缝方法；同时对特低渗岩心饱和时存在的基质部分不易饱和的问题，提出了新颖的饱和方式。
本发明解决了此类岩心的造逢困难以及难以充分饱和油的问题，防止了特低渗储层岩心造逢过程中的脱落，保证了计算裂缝型特低渗致密储层岩心含油饱和度的准确性。
附图说明
图1是岩心裂缝饱和原油示意图。
图2是岩心基质饱和原油示意图。
图中：1、恒速驱替泵；2、中间容器；3、三通阀；4、入口压力表；5、出口压力表；6、恒压泵；7、岩心夹持器；8、试管；9、原油中间容器；10、饱和中间容器；11、岩心；12、真空泵；13、恒压驱替泵；901/902/903/904、开关。
具体实施方式
下面根据附图和实例进一步说明本发明，以便于本技术领域的技术人员理解本发明。但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，均在保护之列。
一种特低渗致密储层裂缝-孔隙型岩心制备及饱和油实验方法，依次包括以下步骤；
(1)对岩心进行去边料处理，得到一个长度L＝4.757cm，直径D＝2.564cm的圆柱体岩心；
(2)将岩心放置于含有石油醚的中间容器中，加压至高于地层压力10MPa，静置12h后，对中间容器内的石油醚进行更换，待石油醚不再发生颜色变化，即岩心清洗完毕。将洗净后的岩心置于高温烘箱内，将岩心中石油醚以及束缚水全部烘出，在100℃下烘12h后对岩心进行称重，而后每2h取出称重，岩心质量不再发生变化时记岩心质量为M1＝60.6709g；
(3)将岩心基质饱和原油(见图2)：将岩心11放在饱和中间容器10中，打开开关903，通过真空泵12将中间容器10中抽至负压0.1MPa持续5小时，关闭真空泵12和开关903；将原油中间容器9中充满原油后，打开开关902，通过驱替泵13向中间容器提供一定的压力10MPa，随后打开开关901、903，待驱替泵13显示压力为0MPa时，再次启动驱替泵13，使中间容器10中的压力高于地层压力10MPa，随后关闭开关901、903、902，打开开关904并在该数值压力下恒压向中间容器10提供压力，持续饱和48h，取出岩心称重并记岩心质量为M2＝61.8624g；
(4)用特定材料四氟乙烯通过高温严实地将岩心四周包裹住，把完整包裹的岩心进行称重记为M3＝63.7739g；通过造缝设备控制，使岩心轴向受力达到张性破裂，取出岩心并将岩心四周通过挤压而产生的原油进行清理，对岩心进行称重记为M4＝63.7702g；
(5)将岩心裂缝饱和原油(见图1)：将岩心放置在岩心夹持器7中，并通过管线，依次连接驱替泵1、中间容器2、岩心夹持器7、试管8，中间容器2中盛装原油，设置驱替泵1的速度为0.05ml/min，缓慢向岩心中饱和原油，使岩心裂缝充分饱和油后，在试管8处读取出油速度，待试管中出油速度稳定后，在岩心入口压力表4、出口压力表5处分别读取压力P1＝0.14827MPa、P2＝0.1MPa，通过达西公式k＝QLμ/ΔPA×100(原油粘度为μ＝0.848mPa·s)，计算造缝岩心的渗透率为1.4853mD，取出岩心，记录岩心质量M5＝63.9201g；M2-M1为基质饱和油质量，已知原油密度ρ＝0.69g/cm3、岩心孔隙度φ＝8.91，M3-M2为胶套重量，M4-M3为造缝过程中挤压出来的原油质量，M5-M4为大裂缝中补充的损失原油质量，原油饱和量为M＝M5-M4+(M2-M1)-(M3-M4)＝1.3451g，根据以下计算式可得：
基质含油饱和度S1:
原油饱和度S：
经过实例验证，岩心的原油饱和度、基质含油饱和度以及造缝后渗透率皆达到实验所需要求。
Claims (8)
1.一种特低渗致密储层裂缝-孔隙型岩心制备及饱和油实验方法，依次包括以下步骤：
(1)选取合适的特低渗致密储层岩心；
(2)对步骤(1)中所得岩心进行清洗和烘干处理；
(3)将清洗和烘干处理后的岩心进行抽真空，然后饱和原油；
(4)通过高温烘枪加热被四氟乙烯包裹的岩心表面，再通过造缝设备对岩心进行造缝；
(5)对造缝后的岩心再次饱和原油，获得其液相渗透率和原油饱和度。
2.根据权利要求1所述步骤(1)过程如下：对选取的特低渗致密储层岩心进行轴向和周向处理，得到一个长度为L、直径为D的圆柱体岩心。
3.根据权利要求1所述步骤(2)过程如下：将岩心置于含有石油醚的中间容器中，加压至高于地层压力10MPa，静置数小时后对中间容器内的石油醚进行更换，直至石油醚不再发生颜色变化；再将岩心置于高温烘箱内，在100C°下将岩心中石油醚以及束缚水全部烘出，每隔2小时对岩心进行称重，直至岩心质量不再发生变化，记录此时的岩心质量为M1。
4.根据权利要求1所述步骤(3)过程如下：将岩心放在饱和中间容器中，饱和中间容器连接原油中间容器，所述饱和中间容器和原油中间容器均通过阀门连接恒压驱替泵，首先通过真空泵将饱和中间容器抽至负压0.1MPa持续数小时，再通过恒压驱替泵向原油中间容器提供压力达到10MPa，随后打开原油中间容器和饱和中间容器之间的阀门，待恒压驱替泵显示压力为0时，再次启动恒压驱替泵，使饱和中间容器中的压力达到高于地层压力10MPa，最后关闭恒压驱替泵和原油中间容器、原油中间容器和饱和中间容器之间的阀门，打开恒压驱替泵和饱和中间容器的连接阀门，在该压力下恒压向饱和中间容器提供压力，持续饱和48h后，取出称重，记录此时的岩心质量为M2。
5.根据权利要求1所述步骤(4)过程如下：通过高温烘枪将四氟乙烯包裹在岩心表面，进行称重，记录此时的岩心质量为M3；通过造缝设备使岩心轴向受力达到张性破裂，取出岩心，并将岩心四周通过挤压而产生的原油清理后，对岩心进行称重，记录此时的岩心质量为M4。
6.根据权利要求1所述步骤(5)过程如下：将造缝后的岩心放置在夹持器中，该夹持器入口端连接中间容器和恒速驱替泵，中间容器中有原油，出口端连接试管，中段连接围压泵，设置恒速驱替泵的速度为0.05ml/min，缓慢向岩心中饱和原油，使岩心裂缝充分饱和原油后，在试管处读取出油速度，待试管中出油速度稳定后记录流量为Q，读取夹持器两端的压力表，得到入口压力、出口压力分别为P1、P2，计算造缝岩心的液相渗透率，取出岩心，记录此时的岩心质量为M5，计算得到原油饱和度。
7.根据权利要求6中，液相渗透率通过下式计算得到造缝岩心的液相渗透率k：
k＝QLμ/ΔPA×100
式中,Q—单位时间内流体通过岩心的流量，cm3/s；
L—岩心长度，cm；
ΔP—液体通过岩心前后的压差(P2-P1)，MPa；
A—液体通过岩心的截面积，cm2；
μ—液体的粘度，mPa·s；
k—液相渗透率，mD。
8.一种特低渗致密储层裂缝-孔隙型岩心制备及饱和油实验方法，计算得到原油饱和度S过程如下：
M2-M1为基质饱和原油质量，M3-M2为四氟乙烯(胶套)质量，M3-M4为造缝过程中挤压出来的原油质量，M5-M4为裂缝中补充的损失原油质量，得到原油饱和量M：
M＝M5-M4+(M2-M1)-(M3-M4)
基于在岩心基质饱和过程中，饱和的油全部认为是基质饱和油，在经过造逢处理过程后，因挤压而产生的油可认为是岩心受力变形形成裂缝而排挤出的油，这部分油是基质岩心变成裂缝岩心所将部分基质油排挤出岩心体积而形成，因此基质含油量为M2-M1-(M3-M4)；同时在裂缝饱和油中，因为裂缝通道较大且易于流体流动，容易充满岩心裂缝空间，且裂缝空间占总的基质空间比例较小，所以可以认为裂缝饱和度为100％，此时饱和进去的油全部为裂缝含油，所以裂缝含油量为M5-M4；
通过下列计算式可分别得出各个部分的饱和度，
基质含油饱和度S1:
原油饱和度S：
式中,ρ—原油密度，g/cm3；
φ—岩心孔隙度，％；
D—岩心直径，cm；
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