一种适用于不同粘土矿物含量储层伤害的预测方法与流程

1.本发明属于油气藏储层保护领域，具体地涉及一种适用于不同粘土矿物含量储层伤害的预测方法。


背景技术：

2.粘土矿物的含量、种类及其分布、产状等对地层伤害有着密切的关系。由于粘土矿物颗粒细小，比表面积大，具有特殊的结构组成，因此，它们对外来作业流体如钻井液、注入水，入井液等的侵入极为敏感。当外来流体接触时，粘土矿物往往会发生膨胀、微粒运移、生成某种沉淀等从而堵塞储层油气运移通道，造成储层渗流能力下降，损害油气层。目前，油气藏的钻探、开采、开发都无法避免水基工作液的注入，给储层造成不同程度的损害，降低油气田的开采效率。为此，对不同粘土矿物含量的储层进行入井液伤害评价既有助于评价各种入井液体的配伍性，优化工作液配方，更是对储层的后期改造、保护提供强有力参考。
3.目前，储层伤害实验主要采用驱替法，脉冲渗透率法等。这两种方法对样品量及前处理要求严格，需将岩石样品钻切为直径为2.5cm，长度在5～10cm的圆形柱子，这对于泥质含量低的岩石钻切率较高，但对于泥质含量高，尤其是油页岩，岩性较脆，页理发育，钻切率低，往往达不到实验的要求。其次，对于非常致密的岩石样品，驱替法是不适用的。
4.该方法省去了样品钻切环节，减少了样品的使用量，提高了实验效率，在储层保护领域具有较好的推广应用性。


技术实现要素：

5.本发明旨在针对上述问题，提出一种方法简单，样品需求量低且易处理的预测方法，采用氮气吸附实验测试碎样岩心经入井液伤害前后，总孔隙体积v、比表面积s及孔隙半径l的变化值，计算出变化率，并通过与柱塞样岩心通过驱替法获得的渗透率伤害率k进行的相关性分析，建立预测模型，从而达到评价储层伤害程度的目的。
6.本发明的技术方案在于：一种适用于不同粘土矿物含量储层伤害的预测方法，原理如下：从测井曲线上读取gr值，现场取同一样品的柱塞样岩心和碎样岩心；对柱塞样岩心用驱替法测试入井液对岩心伤害前后的渗透率变化值，得到渗透率伤害率k；对碎样岩心用x-衍射法测试粘土矿物含量，氮气吸附法测试碎样岩心的总孔隙体积v、比表面积s及孔隙半径l被入井液伤害前后的变化值，进而计算出变化率；分析粘土矿物含量与渗透率伤害率k之间的相关性，观察变化规律；按粘土矿物含量对碎样岩心带来的不同伤害，将粘土矿物含量划分为三个区间，分别为粘土矿物含量＜25％、25％＜粘土矿物含量＜50％、粘土矿物含量＞50％；以粘土矿物含量为自变量x，以渗透率伤害率k为目标函数y，逐个进行一元回归，建立一元函数关系组：
式中：ys、yh及yn分别为粘土矿物含量＜25％、25％＜粘土矿物含量＜50％、粘土矿物含量＞50％对应的渗透率伤害率k的目标函数；x
si
、x
hi
及x
ni
分别为粘土矿物含量＜25％、25％＜粘土矿物含量＜50％、粘土矿物含量＞50％时i个样品的粘土矿物含量；根据x-衍射法的实验结果，i的取值为1到n，确定回归系数as＝0.9972、ah＝1.0291、an＝0.9159，建立一元线性回归方程组：相关性：r
s2
＝0.34；r
h2
＝0.52；r
n2
＝0.71；式中：xs、xh及xn分别为粘土矿物含量＜25％、25％＜粘土矿物含量＜50％、粘土矿物含量＞50％时的粘土矿物含量，ys、yh及yn分别为粘土矿物含量＜25％、25％＜粘土矿物含量＜50％、粘土矿物含量＞50％对应的渗透率伤害率k的目标函数；从上式得到，粘土矿物含量与渗透率伤害率k之间存在一定的线性关系，相关性也随着粘土矿物含量的增加，相关性变好。即，粘土矿物含量越大，粘土矿物含量对渗透率伤害率的影响比重越大。
7.基于以上关系，为了更精确的预测储层伤害程度，本发明对不同粘土矿物含量的储层进行分区建立预测模型；对粘土矿物含量＜50％的储层建立预测模型时，由于粘土矿物含量的比重在对储层伤害因素中的主导地位不明显，因此预测模型中的自变量不考虑粘土矿物含量的因素；而对于粘土矿物含量大于50％的泥页岩储层，由于粘土矿物含量所占比重较大，因此，在建立预测模型时，将粘土矿物含量纳入预测模型自变量因素中。
8.通过对氮气吸附法测试的总孔隙体积v、比表面积s及孔隙半径l在被入井液伤害前后数据的分析，计算出这三个伤害目标值的变化率；分区建立预测模型，解决不同岩性储层快速预测伤害程度的问题。
9.以总孔隙体积v、比表面积s及孔隙半径l被入井液伤害前后的变化率为自变量，通过对柱塞样岩心进行驱替实验测得的渗透率伤害率k为目标因变量，分析总孔隙体积v、比表面积s及孔隙半径l三个伤害目标的伤害率v％、s％、及l％与渗透率伤害率k％的相关性，构建多因素多元函数组：根据氮气吸附法测试的三类实验数据，对构建的多元函数组y
si
，y
hi
及y
ni
进行回归，确定每组回归系数a1、a2、a3、a4及相关性rs、rh及rn并建立预测模型组：将回归系数带入多元函数组，建立的预测模型组为
式中：vs、vh、vn分别为粘土矿物含量＜25％、25％＜粘土矿物含量＜50％、粘土矿物含量＞50％时总孔隙体积变化率；ss、sh、sn分别为粘土矿物含量＜25％、25％＜粘土矿物含量＜50％、粘土矿物含量＞50％时比表面积变化率；ls、lh、ln分别为粘土矿物含量＜25％、25％＜粘土矿物含量＜50％、粘土矿物含量＞50％时孔隙半径变化率；nn为粘土矿物含量＞50％时，用x-衍射法测定的碎样岩心的粘土矿物含量值；ys、yh、yn分别为粘土矿物含量＜25％、25％＜粘土矿物含量＜50％、粘土矿物含量＞50％时的渗透率伤害率预测值。
10.优选地，所述总孔隙体积v、比表面积s及孔隙半径l的变化率计算方法如下：优选地，所述总孔隙体积v、比表面积s及孔隙半径l的变化率计算方法如下：优选地，所述总孔隙体积v、比表面积s及孔隙半径l的变化率计算方法如下：式中：v
液
为碎样岩心被入井液处理后测得的总孔隙体积，ml；v
干
为碎样岩心未处理前测得干样的总孔隙体积ml；s
液
为碎样岩心被入井液处理后测得的比表面积，％；s
干
为碎样岩心未处理前测得干样的比表面积，％；l
液
为碎样岩心被入井液处理后测得的孔隙半径，r；l
干
为碎样岩心未处理前测得干样的孔隙半径，r。
11.优选地，所述入井液包括入井液、钻井液或固井液。
12.优选地，所述粘土矿物含量均为粘土矿物绝对含量。
13.本发明的技术效果在于：本发明省去了样品钻切环节，减少了样品的使用量，提高了实验效率，在储层保护领域具有较好的推广应用性。
具体实施方式
14.实施例1一种适用于不同粘土矿物含量储层伤害的预测方法，方法如下：步骤1：取同一样品的柱塞样岩心和碎样岩心；步骤2：对柱塞样岩心用驱替法测试入井液对柱塞样岩心伤害前后的渗透率变化值，得到渗透率伤害率k；步骤3：对碎样岩心用x-衍射法测试粘土矿物含量，氮气吸附法测试碎样岩心的总
孔隙体积v、比表面积s及孔隙半径l被入井液伤害前后的变化值，进而计算出总孔隙体积v、比表面积s及孔隙半径l这三个伤害目标值的变化率；步骤4：根据储层的粘土矿物含量对储层进行区分，建立入井液对碎样岩心伤害前后的三个伤害目标值的变化率为自变量，渗透率伤害率k为因变量的预测模型，进而实现评价储层伤害程度。
15.实施例2在实施例1的基础上，所述预测模型为：
16.具体实验例一种适用于不同粘土矿物含量储层伤害的预测方法，方法如下：首先从测井曲线上读取了12个实验段的泥质含量，并现场取样分别进行x-衍射实验、岩心入井液伤害驱替实验及氮气吸附实验，分别获得各区间实验数据12组，并对三个区间的伤害率实测值及预测值进行误差分析。结果如下，见表1。
17.由粘土矿物含量＜25％的预测模型得到的均方根误差平均值为1.63，由25％＜粘土矿物含量＜50％的预测模型得到的均方根误差平均值为1.27，由粘土矿物含量＞50％的预测模型得到的均方根误差平均值为0.95，平均均方根误差均在允许范围内，满足储层伤害评价的工程误差范围。