一种碳酸盐岩酸压效果定量评价方法与流程

1.本文涉及但不限于油气田开发领域，尤其涉及但不限于一种基于岩板酸蚀沟槽均匀度的碳酸盐岩酸压效果定量评价方法。


背景技术：

2.酸压改造是碳酸盐岩油气藏最有效的增产措施之一，其成功与否取决于酸压后有效酸蚀改造缝长和酸蚀裂缝导流能力。酸蚀裂缝导流能力取决于地层闭合应力、岩石抗压强度、岩石酸溶蚀量以及沿裂缝面酸蚀形状的不规则程度等。
3.目前酸蚀裂缝导流能力室内实验多用裂缝导流仪测试导流能力，把碳酸盐岩制备成标准岩板采用达西渗流公式计算酸蚀裂缝导流能力。在实际作业过程中，由于酸岩反应机理存在差异性及仪器设备存在局限性，酸蚀裂缝的导流能力难以准确预测，具有一定的局限性。


技术实现要素：

4.以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制本技术的保护范围。
5.本技术提供了一种基于岩板酸蚀沟槽均匀度的碳酸盐岩酸压效果定量评价方法。通过对岩板裂缝壁面进行酸蚀，定量评价酸压效果，为碳酸盐岩酸压酸液体系的筛选、酸压工艺参数优化提供理论依据。
6.本技术提供了一种碳酸盐岩酸压效果定量评价方法，包括以下步骤：
7.1)选取岩板，所述岩板包括模拟目标地层裂缝的裂隙；模拟所述岩板的环境与目标地层相同；
8.2)确定评价酸压效果所使用的工作液，在所述裂隙处设置有工作液入口和工作液出口，将所述工作液注入所述模拟地层裂缝中，酸蚀形成沟槽；
9.3)测量所述工作液入口沟槽深度h1和工作液出口沟槽深度h2；测量所述岩板在所述工作液注入前的质量m1和所述工作液注入后的质量m2；
10.将h1、h2、m1、m2带入公式(1)中，计算沟槽形态因子s；
[0011][0012]
可选地，该评价方法由以上步骤组成。
[0013]
沟槽形态因子最大的体系即为最优酸压工作液体系，并可以获取相关酸压工艺参数。通过对比岩板酸蚀沟槽形态因子、裂缝壁面形态及裂缝导流能力，显示岩板酸蚀沟槽形态因子与裂缝壁面形态及裂缝导流能力存在较好的对应关系，可作为碳酸盐岩酸压效果定量评价方法，结果真实可靠。在缺少导流仪等设备情况下能够对酸液导流能力进行评价。
[0014]
在本技术提供的一种实施方式中，所述方法不使用导流仪。
[0015]
在本技术提供的一种实施方式中，所述方法还包括在测量h1、h2、m1、m2前将所述工
作液流经的所述岩板表面的ph值调整至中性。
[0016]
在本技术提供的一种实施方式中，步骤2)中所述模拟地层裂缝包括：
[0017]
选取两块岩板，将所述岩板放入岩板酸刻蚀模拟装置内，两块岩板之间的缝隙模拟所述目标地层裂缝；
[0018]
在本技术提供的一种实施方式中，所述两块岩板之间设置有垫片，通过垫片调节所述岩板之间的缝隙，在调节完岩板间缝隙后取出垫片。
[0019]
在本技术提供的一种实施方式中，步骤1)所述模拟岩板的环境包括模拟地层温度、地层压力，且模拟岩板的矿物成分需要和目标地层一致。
[0020]
在本技术提供的一种实施方式中，步骤2)中所述注入操作使用的参数与实际酸压施工参数等比或相同；
[0021]
在本技术提供的一种实施方式中，所述相同的参数包括工作液温度、注入压力、酸液线速度、关井反应时间。
[0022]
在本技术提供的一种实施方式中，所述等比的参数包括注入体积和排量。
[0023]
在本技术提供的一种实施方式中，所述测量所述h1和所述h2的测量仪器精度在0.1mm；
[0024]
在本技术提供的一种实施方式中，测量所述m1和m2的测量仪器的精度在0.01g。
[0025]
在本技术提供的一种实施方式中，所述岩板选取符合美国石油学会标准(api)的岩板，规格为139.7mm
×
38mm
×
10mm；。
[0026]
在本技术提供的一种实施方式中，所述裂缝的尺寸为如下：裂缝缝宽0.5
‑
5mm，缝长139.7mm，缝高38mm。
[0027]
在本技术提供的一种实施方式中，所述工作液可以为混合工作液或分段塞组合的工作液。
[0028]
在本技术中，所述酸蚀是指采用适用于碳酸盐岩酸化的缓速酸对岩板进行刻蚀；所述碳酸盐岩是指由方解石、白云石等自生碳酸盐矿物组成的沉积岩。
[0029]
本发明针对碳酸盐岩酸压效果，提出了一种新的评价方法，综合考虑了岩板酸蚀沟槽和岩板入口沟槽深度，实用性强，可作为碳酸盐岩酸压效果定量评价方法，为碳酸盐岩酸压酸液体系筛选、酸压工艺参数优化提供理论依据。根据本发明提供的方法，先采用岩板酸刻蚀模拟装置对岩板裂缝壁面进行酸蚀，测定酸液在岩板入口和出口的沟槽深度；然后测定岩板酸蚀前后的质量，最后综合考虑岩板酸蚀沟槽深度，得到酸蚀沟槽形态因子。对比岩板酸蚀沟槽形态因子与裂缝壁面形态及裂缝导流能力，显示岩板酸蚀沟槽形态因子与裂缝壁面形态及裂缝导流能力存在较好的对应关系，可作为碳酸盐岩酸压效果定量评价方法。本发明所涉及方法思路简洁，工具简单(游标卡尺、天平等常用仪器)，可操作性强。
[0030]
本技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术而了解。本技术的其他优点可通过在说明书中所描述的方案来发明实现和获得。
附图说明
[0031]
附图用来提供对本技术技术方案的理解，并且构成说明书的一部分，与本技术的实施例一起用于解释本技术的技术方案，并不构成对本技术技术方案的限制。
[0032]
图1为不同酸压工作液酸蚀岩板后ct扫描图。
[0033]
图2为沟槽形态因子s和导流能力k
f
w
f
对应关系图。
[0034]
图3为不同闭合压力下裂缝导流能力关系图。
具体实施方式
[0035]
为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文对本技术的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
[0036]
在本发明的实施例中，酸刻蚀模拟装置采用江苏拓创科研仪器有限公司岩板酸刻蚀模拟装置；或者类似带有api导流槽的实验设备。
[0037]
在本发明的实施例中，岩心扫描采用卡尔蔡司(上海)管理有限公司微米ct扫描仪zeissversaxrm500。
[0038]
在本发明的实施例中，用于验证的裂缝导流测试系统采用江苏拓创科研仪器有限公司fcs
‑
842裂缝导流测试系统。
[0039]
实施例1
[0040]
1.岩心试样及酸压工作液准备
[0041]
将目标碳酸盐岩的岩心切割成规格为139.7mm
×
38mm
×
10mm api标准岩板若干；配制四种不同类型酸压工作液体系a、b、c和d。
[0042]
体系a为胶凝酸 转向酸，三级注入，液量1200ml，每级次单段塞注入体积为200ml。
[0043]
体系b为乳化酸 螯合酸，三级注入，液量1200ml，每级次单段塞注入体积为200ml。
[0044]
体系c为乳化酸 转向酸，三级注入，液量1200ml，每级次单段塞注入体积为200ml。
[0045]
体系d为交联酸 转向酸，三级注入，液量1200ml，每级次单段塞注入体积为200ml。
[0046]
其中，胶凝酸为15％hcl 1％缓蚀剂 1％铁稳剂 1％助排剂 1％破乳剂 0.1％胶凝剂；hcl为31％工业盐酸，购自天津开发区跨越工贸有限公司；缓蚀剂为mc16高温缓蚀剂，购自天津开发区跨越工贸有限公司；铁稳剂为柠檬酸，购自天津开发区跨越工贸有限公司；助排剂为d
‑
60助排剂，购自天津开发区跨越工贸有限公司；破乳剂为sd
‑
118破乳剂，购自天津开发区跨越工贸有限公司。胶凝剂为pa
‑
gl高温酸化胶凝剂，购自东营市同泰化工有限责任公司；
[0047]
其中，转向酸为15％hcl 6％ves 1％专用缓蚀剂 1％铁稳剂；hcl为31％工业盐酸，购自天津开发区跨越工贸有限公司；ves为ves
‑
1粘弹性表面活性剂，购自北京科麦仕油田化学剂技术有限公司；专用缓蚀剂为粘弹性表面活性剂专用缓蚀剂，购自北京科麦仕油田化学剂技术有限公司；铁稳剂为柠檬酸，购自天津开发区跨越工贸有限公司。
[0048]
其中，乳化酸为油相：酸相＝3:7，油相：93％柴油 7％乳化剂；酸相：21.4％hcl 2％缓蚀剂 1％铁稳剂；柴油标号为
‑
10#工业柴油；乳化剂为wd
‑
31乳化剂，购自成都安实得石油科技开发有限公司；hcl为31％工业盐酸，购自天津开发区跨越工贸有限公司；缓蚀剂为mc16高温缓蚀剂，购自天津开发区跨越工贸有限公司；铁稳剂为柠檬酸，购自天津开发区跨越工贸有限公司。
[0049]
其中，螯合酸为15％螯合剂 1％缓蚀剂 1％助排剂 1％破乳剂；螯合剂为谷氨酸二乙酸四钠，购自天津开发区跨越工贸有限公司；缓蚀剂为mc16高温缓蚀剂，购自天津开发
区跨越工贸有限公司；助排剂为d
‑
60助排剂，购自天津开发区跨越工贸有限公司；破乳剂为sd
‑
118破乳剂，购自天津开发区跨越工贸有限公司。
[0050]
其中，交联酸为15％hcl 1％稠化剂 1％交联剂 1％缓蚀剂 1％铁稳剂 1％助排剂 1％破乳剂；hcl为31％工业盐酸，购自天津开发区跨越工贸有限公司；稠化剂为pa
‑
cda稠化剂，购自天津中海油服化学有限公司；交联剂为pa
‑
cdb交联剂，购自天津中海油服化学有限公司；缓蚀剂为mc16高温缓蚀剂，购自天津开发区跨越工贸有限公司；铁稳剂为柠檬酸，购自天津开发区跨越工贸有限公司；助排剂为d
‑
60助排剂，购自天津开发区跨越工贸有限公司；破乳剂为sd
‑
118破乳剂，购自天津开发区跨越工贸有限公司。
[0051]
2.采用岩板酸刻蚀模拟装置对岩板裂缝壁面进行酸蚀
[0052]
①
采用的岩板与储层的矿物成分一致，岩板放入真空器皿中，抽真空饱和盐水(在真空器皿中加标准盐水至淹没岩板，抽真空排气)；
②
将两块岩板放入岩板酸刻蚀模拟装置(导流室)，严格控制两块岩板之间的缝宽2mm(先用2mm垫片设置缝宽，后取出垫片，注酸后形成沟槽)；岩板与岩板酸刻蚀模拟装置(导流室)之间密封连接，且要求在高温高压下不漏液。
③
岩板所处环境温度设定：90℃；
③
回压设定：10mpa；
④
排量设定：40ml/min；
⑤
采用不同酸压工作液对不同的岩板壁面进行刻蚀，注酸完成后关闭阀门，清水冲洗导流室，直至流体ph呈中性为止。
⑥
取出岩样，酸刻蚀实验结束；
[0053]
也可以进一步设置工作液温度、注入压力、注入体积、关井反应时间等参数，使得结果更贴近实际。
[0054]
3.测定岩板入口和出口的酸蚀沟槽深度
[0055]
采用精度为0.1毫米的游标卡尺测定岩板入口和出口的酸蚀沟槽深度h1和h2。表1为四种酸压工作液体系对岩板酸蚀后的岩板入口和出口的酸蚀沟槽深度。
[0056]
4.测定岩板酸蚀前后的质量
[0057]
采用精度为0.01g电子天平测定岩板酸蚀前后的质量m1和m2，测定岩板酸蚀前后的质量，四种酸压工作液体系酸蚀后岩板溶蚀情况见表2。
[0058]
5.计算酸蚀沟槽形态因子，对不同酸液体系酸压效果进行排序
[0059]
综合考虑岩板酸蚀沟槽深度、岩板酸蚀前得到酸蚀沟槽形态因子。四种酸压工作液体系酸蚀后岩板酸蚀沟槽形态因子见表3。对不同酸液体系酸蚀沟槽形态因子进行排序，优选酸压工作液体系。
[0060][0061]
6.采用ct扫描设备对岩板裂缝壁面进行扫描，3d数值化处理，观测裂缝表面形态特征，四种酸压工作液体系酸蚀后裂缝壁面ct扫描图见图1(10mpa下)；采用导流仪测定岩板酸蚀后裂缝导流能力k
f
w
f
，四种酸压工作液体系酸蚀后导流能力见表4。导流仪选用fcs
‑
842型导流仪，闭合压力10
‑
40mpa，注入速率为40ml/min。
[0062]
7.对比酸蚀沟槽形态因子s、裂缝壁面形态及裂缝导流能力k
f
w
f
，显示岩板酸蚀沟槽形态因子与裂缝壁面形态及裂缝导流能力存在较好的对应关系(见表5)。岩板酸蚀沟槽均匀度越高，酸蚀沟槽形态因子s越大，对应裂缝导流能力k
f
w
f
越高。岩板酸蚀沟槽形态因子可作为碳酸盐岩酸压效果定量评价方法，结果真实可靠。
[0063]
8.按照上文方法重复试验，设置回压压力分别为20mpa、30mpa和40mpa，测定不同
闭合压力下裂缝导流能力，见表4和图3。
[0064]
并且本技术还提供了酸蚀沟槽形态因子s和对应裂缝导流能力k
f
w
f
的对应关系：
[0065]
酸蚀沟槽形态因子s与不同压力下的裂缝导流能力k
f
w
f
具有以下换算关系：k
f
w
f
＝(a bs)(clnp d)，其中：a、b为常数，数值c、d和酸液体系类型有关；p为测试压力。其中a的取值为常量7.7554、b的取值为常量162.29；其中c的取值范围是
‑
0.5至
‑
0.2；d的取值范围是1至3；
[0066]
对于本实施例，各工作液换算关系如下：
[0067]
工作液a：k
f
w
f
＝(7.7554 162.29s)(
‑
0.41lnp 1.94)
[0068]
工作液b：k
f
w
f
＝(7.7554 162.29s)(
‑
0.25lnp 1.59)
[0069]
工作液c：k
f
w
f
＝(7.7554 162.29s)(
‑
0.22lnp 1.52)
[0070]
工作液d：k
f
w
f
＝(7.7554 162.29s)(
‑
0.33lnp 1.77)
[0071]
本发明针对碳酸盐岩酸压效果，提出了一种新的评价方法，综合考虑了岩板酸蚀沟槽深度、岩板溶蚀前后重量和岩板入口沟槽深度，实用性强，可作为碳酸盐岩酸压效果定量评价方法，为碳酸盐岩酸压酸液体系筛选、酸压工艺参数优化提供理论依据。
[0072]
本发明所涉及方法思路简洁，工具简单(仅需要游标卡尺、天平等常用仪器)，不需要采用导流仪，可操作性强。
[0073]
表1不同酸压工作液酸蚀岩板后沟槽深度数据统计(10mpa)
[0074][0075]
表2岩板酸蚀前后质量数据统计(10mpa)
[0076][0077]
表3岩板酸蚀后形态因子
[0078][0079]
表4岩心酸蚀后裂缝导流能力
[0080]
酸压工作液10mpa20mpa30mpa40mpaa231.38d
·
cm169.58d
·
cm128.54d
·
cm100.4d
·
cmb29.63d
·
cm22.35d
·
cm20.18d
·
cm19.78d
·
cmc136.83d
·
cm113.9d
·
cm102.2d
·
cm94.6d
·
cmd330.58d
·
cm275.35d
·
cm216.23d
·
cm172.8d
·
cm
[0081]
表5岩板酸蚀沟槽形态因子、裂缝壁面形态及裂缝导流能力对比
[0082][0083]
虽然本技术所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本技术而采用的实施方式，并非用以限定本技术。任何本技术所属领域内的技术人员，在不脱离本技术所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本技术的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。