碳酸鹽巖裂縫性儲(chǔ)層鉆井液損害評(píng)價(jià)新方法

曾顏

摘要：碳酸鹽巖裂縫性儲(chǔ)層由于具有較強(qiáng)的非均質(zhì)性，在實(shí)際中對(duì)該類型的儲(chǔ)層進(jìn)行損害評(píng)價(jià)的過(guò)程中，難度相對(duì)比較大。本文充分利用了儲(chǔ)層成像測(cè)井資料來(lái)最終確定巖心裂縫寬度，在此基礎(chǔ)上針對(duì)碳酸鹽巖裂縫儲(chǔ)層鉆井液損害進(jìn)行了評(píng)價(jià)，整個(gè)評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)過(guò)程所應(yīng)用的巖心裂縫寬度有效的控制在了1%以內(nèi)。

關(guān)鍵詞：碳酸巖裂縫性儲(chǔ)層;鉆井液;裂縫寬度;儲(chǔ)層傷害;評(píng)價(jià)

引言

碳酸鹽巖儲(chǔ)層具有較強(qiáng)的非均質(zhì)性，而且其內(nèi)部巖層裂縫形式多樣，非常復(fù)雜，因此在實(shí)際中對(duì)碳酸鹽巖儲(chǔ)層損害機(jī)理進(jìn)行評(píng)價(jià)的過(guò)程中難度相對(duì)較大。與孔隙砂巖相比較，裂縫性碳酸鹽巖儲(chǔ)層通常情況下滲透率都相對(duì)比較低，因此往往可以忽略工作液對(duì)其機(jī)制的基質(zhì)的入侵，在儲(chǔ)層中主要的滲流通道以及儲(chǔ)集空間是巖層內(nèi)部的裂縫，因此在實(shí)際中對(duì)裂縫性儲(chǔ)層進(jìn)行損害評(píng)價(jià)的過(guò)程中要將評(píng)價(jià)的重點(diǎn)放在裂縫損害方面。

1 天然碳酸鹽巖心人工造縫評(píng)價(jià)方法

通常情況下，裂縫性儲(chǔ)層都具有較強(qiáng)的應(yīng)力敏感性，因此，當(dāng)裂縫性儲(chǔ)層的研究到達(dá)地面后存在應(yīng)力釋放，導(dǎo)致體裂縫寬度與井下的實(shí)際寬度值會(huì)存在較大的差異。因此在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中測(cè)量得出的相關(guān)儲(chǔ)層參數(shù)與實(shí)際值也存在較大差別。目前國(guó)內(nèi)在跟隊(duì)裂縫性碳酸鹽巖儲(chǔ)層損害評(píng)價(jià)的過(guò)程中多數(shù)情況下都會(huì)采取天然碳酸鹽巖芯人工造縫模擬來(lái)時(shí)儲(chǔ)存損害評(píng)價(jià)。

所謂的人工造縫主要是通過(guò)對(duì)天然巖心施加一定的壓力，讓其在巖石樣品的軸向位置產(chǎn)生單一的貫穿縫。為了滿足實(shí)際模擬實(shí)驗(yàn)的裂縫寬度要求，通常情況下都會(huì)使用加墊金屬絲等方法來(lái)對(duì)裂縫寬度進(jìn)行支撐。但是由于金屬絲具有一定的彈性，當(dāng)其處于彈性范圍內(nèi)的時(shí)候?qū)嶋H產(chǎn)生的變形才遵循虎克定律，而當(dāng)其變形一旦超出彈性范圍，變形就不可恢復(fù)。另外，如果在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，只出現(xiàn)了脫離支撐面的現(xiàn)象，通過(guò)流體的沖擊作用就會(huì)發(fā)生位移，最終導(dǎo)致巖心裂縫寬度不夠精確，最終的傷害評(píng)價(jià)結(jié)果產(chǎn)生影響。

1.1人工造縫天然巖心月份寬度隨圍巖的變化

在研究中主要選取了某油田奧陶系碳酸鹽巖心三組，共12塊巖心，通過(guò)加壓的方法來(lái)進(jìn)行人工造縫。將巖心置于常溫環(huán)境下，不斷對(duì)其增加圍壓，并通風(fēng)利用流動(dòng)試驗(yàn)儀來(lái)進(jìn)行及時(shí)檢測(cè)，如此就能夠得出人工造縫巖心的裂縫寬度與圍壓之間的關(guān)系曲線，與此同時(shí)也能夠得到裂縫寬度與滲透率之間的變化關(guān)系。通過(guò)測(cè)量發(fā)現(xiàn)，隨著在人工造縫巖心上面施加的圍壓不斷增加，人工造縫碳酸鹽巖心內(nèi)部的裂縫寬度會(huì)明顯減小;當(dāng)施加圍壓的壓力處于4～5Mpa范圍內(nèi)的時(shí)候，裂縫達(dá)到了一定值，而且在整個(gè)過(guò)程中裂縫寬度整體變化超過(guò)了92.8%[1]。而通過(guò)對(duì)裂縫寬度與滲透率之間的變化關(guān)系可以發(fā)現(xiàn)，隨著裂縫寬度的不斷增加，巖心的滲透率也在不斷增大。

1.2固定圍壓重組人工造縫巖心縫寬測(cè)試

為了對(duì)同一個(gè)組別內(nèi)人工造縫隙巖心縫寬能否達(dá)到相似進(jìn)行進(jìn)一步測(cè)驗(yàn)，將該油田奧陶系上奧陶統(tǒng)8塊碳酸鹽巖心，在實(shí)驗(yàn)室中經(jīng)過(guò)洗油、壓裂縫、飽和地層水等處理后，充分運(yùn)用常規(guī)人心滲透率恢復(fù)率評(píng)價(jià)方法針對(duì)8塊碳酸鹽巖心進(jìn)行了裂縫寬度測(cè)試實(shí)驗(yàn)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，在保持圍壓相同的條件下，8塊延續(xù)相同的人工造縫天然巖，其最大的裂縫寬度能夠達(dá)到65μm，而裂縫的最小值僅僅達(dá)到了12.3μm。這也充分說(shuō)明，外界的偶然因素在壓裂縫的過(guò)程中對(duì)裂縫寬度會(huì)產(chǎn)生較大的影響，由此也會(huì)導(dǎo)致實(shí)際測(cè)量得到的滲透率恢復(fù)率會(huì)產(chǎn)生較大的誤差。

2評(píng)價(jià)方法應(yīng)用

2.1模擬巖心裂縫寬度的選取

在針對(duì)碳酸鹽巖儲(chǔ)層進(jìn)行鉆井作業(yè)的過(guò)程中，通常情況下都會(huì)使用聚磺鉆井液和無(wú)固相鉆井液等兩種鉆井液體系，在本次研究的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，主要針對(duì)不銹鋼縫板巖心以及天然巖心人工造縫評(píng)價(jià)方法來(lái)進(jìn)行鉆井液儲(chǔ)存損害評(píng)價(jià)。主要選取了某油田奧陶系碳酸鹽巖儲(chǔ)層5250～5300?m井段內(nèi)的不銹鋼縫板巖利用FMI成像測(cè)井資料來(lái)對(duì)最終的結(jié)果進(jìn)行解釋，通過(guò)測(cè)井資料可以發(fā)現(xiàn)，在測(cè)試的巖心為不存在48條裂縫，其最大的裂縫寬度達(dá)到了450μm，而最小的裂縫寬度僅僅達(dá)到了10μm，大多數(shù)的裂縫寬度都處在35～40μm直接。由此可見(jiàn)，在實(shí)際進(jìn)行不銹鋼縫板巖心選擇的過(guò)程中，要將其加工裂縫寬度設(shè)置在35～40?μm之間。

2.2 聚磺鉆井液對(duì)儲(chǔ)層損害評(píng)價(jià)

針對(duì)某油田奧陶系碳酸鹽巖儲(chǔ)層在聚磺鉆井液體系下的損害進(jìn)行評(píng)價(jià)。而主要選擇的巖心為人造天然巖心和不銹鋼縫板巖心。通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，在利用新方法進(jìn)行評(píng)價(jià)后，實(shí)際得到的儲(chǔ)能滲透率恢復(fù)率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于人工造縫天然巖心評(píng)價(jià)模式下的滲透率恢復(fù)率，這主要是因?yàn)樵诓讳P鋼縫板巖心端面位置會(huì)在很短的時(shí)間內(nèi)形成濾餅，因此也能夠?yàn)槠涮峁┝己玫姆舛滦ЧＡ硗猓谌斯ぴ炜p天然巖心評(píng)價(jià)模式下，鉆井液實(shí)際的侵入深度僅僅達(dá)到了3mm，并沒(méi)有在裂縫內(nèi)發(fā)現(xiàn)明顯的鉆井液侵入現(xiàn)象。但是，應(yīng)用不銹鋼縫板巖心評(píng)價(jià)的過(guò)程中，在其整個(gè)裂縫內(nèi)部都發(fā)現(xiàn)了非常明顯的鉆井液以及固相粒子分布情況，這也充分說(shuō)明，充分利用新式的不銹鋼縫板巖心評(píng)價(jià)方法能夠?qū)@井液對(duì)儲(chǔ)層裂縫傷害程度進(jìn)行更加直觀、真實(shí)的反映。

2.3 無(wú)固相弱凝膠鉆井液儲(chǔ)存損害評(píng)價(jià)

針對(duì)該油田奧陶系碳酸鹽巖儲(chǔ)層在無(wú)固相弱凝膠鉆井液體系下傷害進(jìn)行評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中可以發(fā)現(xiàn)。通過(guò)常規(guī)評(píng)價(jià)方法最終得到的滲透率恢復(fù)率要比聚磺鉆井液的滲透率恢復(fù)率低很多，由此也可以充分說(shuō)明，在常規(guī)的評(píng)價(jià)方法下，其評(píng)價(jià)的局限性非常明顯。而通過(guò)利用新評(píng)價(jià)方法，最終評(píng)價(jià)值要比常規(guī)評(píng)價(jià)方法都很多，由此也充分說(shuō)明，在無(wú)固相鉆井液體系下能夠?qū)μ妓猁}巖儲(chǔ)層形成更好的保護(hù)作用。而通過(guò)對(duì)其儲(chǔ)存?zhèn)υu(píng)價(jià)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析后可以發(fā)現(xiàn)，通過(guò)在無(wú)固相弱凝膠鉆井液體系中加入適量的粒徑處于合理范圍內(nèi)的暫堵粒子，能夠進(jìn)一步提升鉆井液體系對(duì)儲(chǔ)層裂縫的保護(hù)作用。

3 結(jié)論

（1）對(duì)不銹鋼縫板巖心進(jìn)行合理研制，能夠充分保證在評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，巖心的裂縫寬度誤差控制在1%以內(nèi)。

（2）充分利用不銹鋼縫板巖心作為新的評(píng)價(jià)方法，能夠更加直觀、真實(shí)的反映出鉆井液體系對(duì)裂縫的侵入程度，這也能夠明顯的反映出鉆井液對(duì)儲(chǔ)集層的傷害。

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