油氣藏壓裂酸化效果評價技術(shù)研究

陳曉毅 李瑞

摘要：裂酸化作業(yè)成本較高、風(fēng)險性大，對于探井，施工效果的好壞還直接影響到油氣田勘探開發(fā)決策的制定。一定要對油氣藏壓裂酸化效果評價技術(shù)進行優(yōu)化，從而做到對整個油井的相關(guān)信息做到很好的把握。本文從室內(nèi)試驗酸壓效果評價，生產(chǎn)測井的壓裂酸化效果評價，壓力不穩(wěn)定的壓裂酸化效果評價，壓裂酸化后的相關(guān)分析和評價及采用數(shù)值模擬對酸壓進行動態(tài)評價這5個方面進行闡述。

關(guān)鍵詞：油氣藏;壓裂;酸化;效果評價

隨著壓裂酸化技術(shù)的廣泛使用與發(fā)展，復(fù)雜油氣藏壓裂酸化施工難度的增大，關(guān)于壓裂酸化處理效果的評價問題日益受到重視。壓裂酸化施工作業(yè)成本較高、風(fēng)險性大，所以酸壓效果評價同酸壓設(shè)計同等重要。酸壓處理不是每次都成功的，有時所預(yù)期的效果未能達到，要求通過壓后評估，找出原因，從而完善設(shè)計，指導(dǎo)壓裂酸化施工。

1.室內(nèi)試驗評價酸壓效果

1.1巖類學(xué)分析方法

巖類學(xué)分析方法包括X-衍射（XRD）、薄片鑒定和掃描電鏡（SEM）等分析，借助于此可以評價地層潛在傷害敏感性，檢查酸壓對地層的影響、酸處理液對地層的傷害程度。巖相和電鏡分析描述地層孔隙內(nèi)和孔隙空間周圍聚集的礦物種類。X-衍射用來分析巖石中各種礦物成分和含量。薄片分析粒徑、孔隙大小、識別顆粒間、孔隙內(nèi)的膠結(jié)物。通過分析了解巖石的結(jié)構(gòu)、裂縫、裂縫分布及數(shù)量，裂縫的張開度與充填狀況，巖石成分，敏感礦物類型、數(shù)量和位置。巖心經(jīng)模擬酸處理后再作同樣分析就可了解其變化情況，確定出酸處理對地層的可能性傷害。

1.2巖心流動實驗

通過實驗評價酸處理對巖石的作用情況，重要的是測過酸前后滲透率的變化。系統(tǒng)的流動實驗包括恢復(fù)滲透率試驗、潤濕性試驗、濾失試驗、酸化效果試驗、裂縫導(dǎo)流能力試驗、動態(tài)刻蝕試驗、細顆粒釋放試驗以及旋轉(zhuǎn)圓盤反應(yīng)動力學(xué)試驗。通過實驗，可評價酸液對地層的傷害與否，酸液濾失速度、酸巖反應(yīng)動力學(xué)參數(shù)、酸液常規(guī)性能等。從而評價酸壓設(shè)計配方的合理性。

1.3用CT技術(shù)評價酸壓效果

用巖類學(xué)分析方法來評價巖心的孔隙結(jié)構(gòu)變化有如下不足：①需要對巖心進行必要的加工，這在一定程度上改變了巖心的內(nèi)部結(jié)構(gòu);②觀察的視野窄小，不利于分析。應(yīng)用現(xiàn)代CT掃描裝置觀察巖心酸壓處理前后的變化，具有獨特的優(yōu)越性，它在不破壞巖心內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部形態(tài)的條件下，在幾秒內(nèi)就能觀察整塊巖心的任意剖面的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、礦物分布、分選程度、高滲透區(qū)分布，層理結(jié)構(gòu)和裂縫狀況等信息。

2. 生產(chǎn)測井的壓裂酸化效果評價

在對生產(chǎn)測井進行評價的時候，首先要確定在工作的時候，實際地層壓開的層位，然后對其中酸壓成功或者失敗的原因進行有效的分析，在進行酸壓之后，對生產(chǎn)測井的酸壓效果進行有效的評價。在現(xiàn)代主要采用的測井方法有井溫測井和聲波測井方法等，根據(jù)這些測井的數(shù)據(jù)，然后結(jié)合油氣井整個動態(tài)的資料，對壓裂酸化做到有效的評價，同時判斷出酸壓裂縫造成的影響。在現(xiàn)代測井方法中，沒有哪種方法可以對地層中存在的裂縫做到準(zhǔn)確測試。但是對整個設(shè)備比較了解之后，可以通過分析和推斷，找出地層中裂縫存在的位置。目前用于評價酸壓效果的測井方法主要有井溫測井、聲波測井、放射性示蹤測井（RTS）等。根據(jù)這些測井資料，結(jié)合其它油氣井動態(tài)資料，對酸壓效果進行綜合解釋，判斷酸壓層位及裂縫延伸情況。

3. 壓力不穩(wěn)定的壓裂酸化效果評價

外國相關(guān)的研究學(xué)者在很早的時候就提出了研究垂直裂縫井中壓力不穩(wěn)存在的情況，并且通過采用建立模型的方式，對穩(wěn)態(tài)流情況下的壓力和流體的分布做出了仔細的研究。一些相關(guān)的研究人員在這樣的研究基礎(chǔ)上又進一步做了相關(guān)研究，對穩(wěn)態(tài)流動下的裂縫導(dǎo)流能力的有效還是無限性做了相關(guān)的分析。在這之后，Russell等相關(guān)的研究人員對無限導(dǎo)流能力進行相關(guān)的研究，在這樣的研究中，他們認(rèn)為在垂直裂縫井中的流動主要可以分成兩個階段。其中分別是早期線性的流動階段和后期的平面徑向流階段，通過這些分析，可以建立起相關(guān)

的數(shù)學(xué)模型，從而做出相關(guān)的解釋方法。Agarwal等采用有限差分模型模擬研究了有限導(dǎo)流能力垂直裂縫的不穩(wěn)定反應(yīng)速率。擴展了垂直裂縫有限導(dǎo)流能力典型曲線，能更好的應(yīng)用于低滲儲層大型壓裂酸化井的產(chǎn)量預(yù)測。

4. 壓裂酸化后的相關(guān)分析和評價

Nolte 等研究人員建立起了 PKN 裂縫相關(guān)的模型，通過這個模型可以對濾失系數(shù)和裂縫的長度等相關(guān)的數(shù)據(jù)做到很好的分析，這樣的方法主要用在壓裂施工以及停泵之后的施工中，通過數(shù)學(xué)模型和其中的壓力變化，可以對裂縫的各項參數(shù)做出精確的計算。國內(nèi)工作人員對壓后壓力降落分析也做了很多相關(guān)研究工作，一些研究學(xué)者以物質(zhì)平衡為基礎(chǔ)，建立其相關(guān)模型。和其他的模型相比，這種模型對實際的壓裂酸化做到更加了清晰和全面的評價和解釋。

5. 采用數(shù)值模擬對酸壓進行動態(tài)評價

運用數(shù)值模擬技術(shù)既可模擬單井壓后生產(chǎn)動態(tài)，又可模擬油藏（井組）整體壓裂生產(chǎn)動態(tài)，國內(nèi)外對單井壓后的數(shù)值模擬法開展了大量的研究。對單井裂縫一油藏模型數(shù)值處理方法主要是：有限差分法、有限元法和邊界元法。Soliman 采用了有限差分法對油藏的滲流模型做出相關(guān)研究，并且建立其相關(guān)的模型，通過這個模型可以觀察壓裂井在不同導(dǎo)流能力的影響下，其相關(guān)產(chǎn)量所出現(xiàn)的變化。而我國石油大學(xué)的相關(guān)研究人員在以前的研究成果基礎(chǔ)上，建立起了油藏 - 裂縫模型，這種方法可以對造成井筒和裂縫壁面的污染因素做到有效分析。

結(jié)束語：

目前關(guān)于油氣藏壓裂酸化效果評價的方法很多，然而不同的評價方法得出的結(jié)果有時相差很大，因此，在進行壓后效果評價時應(yīng)采用多種方法進行綜合評價，同時與現(xiàn)場實際施工過程相結(jié)合，找出影響增產(chǎn)效果的主要原因，從而指導(dǎo)壓裂酸化施工設(shè)計。

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