碳酸鹽巖裂縫性儲層鉆井液損害評價新方法

曾顏

摘要：碳酸鹽巖裂縫性儲層由于具有較強的非均質(zhì)性，在實際中對該類型的儲層進行損害評價的過程中，難度相對比較大。本文充分利用了儲層成像測井資料來最終確定巖心裂縫寬度，在此基礎(chǔ)上針對碳酸鹽巖裂縫儲層鉆井液損害進行了評價，整個評價實驗過程所應(yīng)用的巖心裂縫寬度有效的控制在了1%以內(nèi)。

關(guān)鍵詞：碳酸巖裂縫性儲層;鉆井液;裂縫寬度;儲層傷害;評價

引言

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

1 天然碳酸鹽巖心人工造縫評價方法

通常情況下，裂縫性儲層都具有較強的應(yīng)力敏感性，因此，當(dāng)裂縫性儲層的研究到達地面后存在應(yīng)力釋放，導(dǎo)致體裂縫寬度與井下的實際寬度值會存在較大的差異。因此在實驗過程中測量得出的相關(guān)儲層參數(shù)與實際值也存在較大差別。目前國內(nèi)在跟隊裂縫性碳酸鹽巖儲層損害評價的過程中多數(shù)情況下都會采取天然碳酸鹽巖芯人工造縫模擬來時儲存損害評價。

所謂的人工造縫主要是通過對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。為了滿足實際模擬實驗的裂縫寬度要求，通常情況下都會使用加墊金屬絲等方法來對裂縫寬度進行支撐。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，如果在實驗過程中，只出現(xiàn)了脫離支撐面的現(xiàn)象，通過流體的沖擊作用就會發(fā)生位移，最終導(dǎo)致巖心裂縫寬度不夠精確，最終的傷害評價結(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，通過加壓的方法來進行人工造縫。將巖心置于常溫環(huán)境下，不斷對其增加圍壓，并通風(fēng)利用流動試驗儀來進行及時檢測，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，與此同時也能夠得到裂縫寬度與滲透率之間的變化關(guān)系。通過測量發(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)部的裂縫寬度會明顯減小;當(dāng)施加圍壓的壓力處于4～5Mpa范圍內(nèi)的時候，裂縫達到了一定值，而且在整個過程中裂縫寬度整體變化超過了92.8%[1]。而通過對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試

為了對同一個組別內(nèi)人工造縫隙巖心縫寬能否達到相似進行進一步測驗，將該油田奧陶系上奧陶統(tǒng)8塊碳酸鹽巖心，在實驗室中經(jīng)過洗油、壓裂縫、飽和地層水等處理后，充分運用常規(guī)人心滲透率恢復(fù)率評價方法針對8塊碳酸鹽巖心進行了裂縫寬度測試實驗。通過實驗可以發(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到65μm，而裂縫的最小值僅僅達到了12.3μm。這也充分說明，外界的偶然因素在壓裂縫的過程中對裂縫寬度會產(chǎn)生較大的影響，由此也會導(dǎo)致實際測量得到的滲透率恢復(fù)率會產(chǎn)生較大的誤差。

2評價方法應(yīng)用

2.1模擬巖心裂縫寬度的選取

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

2.2 聚磺鉆井液對儲層損害評價

針對某油田奧陶系碳酸鹽巖儲層在聚磺鉆井液體系下的損害進行評價。而主要選擇的巖心為人造天然巖心和不銹鋼縫板巖心。通過實驗可以發(fā)現(xiàn)，在利用新方法進行評價后，實際得到的儲能滲透率恢復(fù)率要遠遠低于人工造縫天然巖心評價模式下的滲透率恢復(fù)率，這主要是因為在不銹鋼縫板巖心端面位置會在很短的時間內(nèi)形成濾餅，因此也能夠為其提供良好的封堵效果。另外，在人工造縫天然巖心評價模式下，鉆井液實際的侵入深度僅僅達到了3mm，并沒有在裂縫內(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價的過程中，在其整個裂縫內(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，這也充分說明，充分利用新式的不銹鋼縫板巖心評價方法能夠?qū)@井液對儲層裂縫傷害程度進行更加直觀、真實的反映。

2.3 無固相弱凝膠鉆井液儲存損害評價

針對該油田奧陶系碳酸鹽巖儲層在無固相弱凝膠鉆井液體系下傷害進行評價實驗的過程中可以發(fā)現(xiàn)。通過常規(guī)評價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，由此也可以充分說明，在常規(guī)的評價方法下，其評價的局限性非常明顯。而通過利用新評價方法，最終評價值要比常規(guī)評價方法都很多，由此也充分說明，在無固相鉆井液體系下能夠?qū)μ妓猁}巖儲層形成更好的保護作用。而通過對其儲存?zhèn)υu價試驗結(jié)果進行分析后可以發(fā)現(xiàn)，通過在無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，能夠進一步提升鉆井液體系對儲層裂縫的保護作用。

3 結(jié)論

（1）對不銹鋼縫板巖心進行合理研制，能夠充分保證在評價實驗過程中，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價方法，能夠更加直觀、真實的反映出鉆井液體系對裂縫的侵入程度，這也能夠明顯的反映出鉆井液對儲集層的傷害。

參考文獻：

[1]張松揚.碳酸鹽巖儲層測井分類參數(shù)識別技術(shù)及應(yīng)用[A].南京石油物探研究所.油氣地球物理實用新技術(shù)——中國石化石油勘探開發(fā)研究院南京石油物探研究所2004年學(xué)術(shù)交流會論文集[C].南京石油物探研究所：，2004：6.

[2]石亞軍.柴達木盆地南翼山油田裂縫性儲層研究[A]..中國石油勘探開發(fā)研究院西北分院建院20周年論文專集[C].：，2005：5.