王琛 高輝 費(fèi)二戰(zhàn) 劉斌 王科懿 李騰 劉月亮
摘要:為揭示鄂爾多斯盆地長7頁巖油藏壓裂液滲吸排油規(guī)律,評價(jià)滲吸階段原油微觀動(dòng)用特征,選取典型的互層狀頁巖和厚層狀頁巖巖心樣品,利用低場核磁共振技術(shù)結(jié)合室內(nèi)高溫高壓滲吸模擬裝置,開展頁巖油藏壓裂液滲吸排油室內(nèi)動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn),定量評價(jià)頁巖油藏壓后滲吸階段,不同尺度孔喉的壓裂液滲吸速度、滲吸采收率及原油微觀動(dòng)用特征。結(jié)果表明,頁巖油藏壓裂液滲吸過程可分為高速滲吸階段和穩(wěn)定滲吸階段,滲吸作用前6 h是高效滲吸階段,此時(shí)的滲吸速率最高可以達(dá)到3.08%/h;互層狀頁巖儲(chǔ)層的較小孔喉的滲吸速率及滲吸采收率顯著高于較大孔喉,較小孔喉對滲吸采收率的貢獻(xiàn)程度可達(dá)到81.18%;厚層狀頁巖壓裂液在不同尺度孔喉中的滲吸采收率接近。在頁巖油藏壓裂階段,頁巖儲(chǔ)層滲透率和黏土礦物含量是影響壓裂液滲吸效果的主要控制因素,相關(guān)成果及認(rèn)識可為頁巖油藏壓裂方案優(yōu)化提供理論支撐。
關(guān)鍵詞:滲吸速率; 滲吸采收率; 壓裂液滲吸; 核磁共振技術(shù); 長7頁巖油藏
中圖分類號:TE 349 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
引用格式:王琛,高輝,費(fèi)二戰(zhàn),等.鄂爾多斯盆地長7頁巖儲(chǔ)層壓裂液滲吸規(guī)律及原油微觀動(dòng)用特征[J].中國石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2023,47(6):95-103.
WANG Chen, GAO Hui, FEI Erzhan, et al. Imbibition of fracturing fluid and microscopic oil production characteristics in Chang 7 shale reservoir in Ordos Basin[J].Journal of China University of Petroleum(Edition of Natural Science),2023,47(6):95-103.
Imbibition of fracturing fluid and microscopic oil production
characteristics in Chang 7 shale reservoir in Ordos Basin
WANG Chen1,2, GAO Hui1,2, FEI Erzhan3, LIU Bin4, WANG Keyi5, LI Teng1,2, LIU Yueliang6
(1.School of Petroleum Engineering, Xian Shiyou University, Xian 710065, China;
2.Xian Key Laboratory of Tight Oil (Shale Oil) Development, Xian 710065, China;
3.No.3 Oil Production Plant, PetroChina Changqing Oilfield Company, Yinchuan 750005, China;
4.No.8 Oil Production Plant, PetroChina Changqing Oilfield Company, Xian 710018, China;
5.No.10 Oil Production Plant, PetroChina Changqing Oilfield Company, Qingyang 740051, China;
6.College of Petroleum Engineering, China University of Petroleum(Beijing), Beijing 102249, China)
Abstract: In order to reveal the imbibition displacement behaviour of fracturing fluid in Chang 7 shale reservoir in Ordos Basin and evaluate the microscopic oil production characteristics in imbibition stage, core samples of interbedded shale and thick bedded shale were selected to carry out experiments using a low-field nuclear magnetic resonance technique and an indoor high temperature and high pressure imbibition simulation device. The imbibition rate and imbibition efficiency of fracturing fluid and the microscopic oil production characteristics at different pore throat scales were quantitatively evaluated in the post-pressure imbibition stage of the shale reservoir after fracturing. The experimental results show that the imbibition process of fracturing fluid in shale reservoir can be divided into high-speed imbibition stage and stable imbibition stage. The imbibition rate of fracturing fluid in the shale reservoir can reach up to 3.08%/h at 6 hours before imbibition. The imbibition rate and imbibition efficiency of small pore throats in interbedded shale reservoir are significantly higher than those of large pore throats, and the contribution of small pore throats to the total imbibition efficiency can reach to 81.18%. The imbibition efficiency of thick layered shale in different pore throat scales is similar. In the fracturing stage of the shale reservoir, the permeability and clay mineral content of the shale reservoir are the main control factors affecting the imbibition effect of fracturing fluid. The relevant results and understanding obtained in this study can provide theoretical support for the optimization of fracturing scheme of shale reservoirs.
Keywords:imbibition rate; imbibition recovery rate; fracturing fluid imbibition; nuclear magnetic resonance technique; Chang 7 shale reservoir
與常規(guī)儲(chǔ)層相比,非常規(guī)頁巖儲(chǔ)層微納米尺度的孔隙喉道較為發(fā)育,其孔隙度小、滲透率低、油藏天然能量低,開發(fā)難度較大,難以形成穩(wěn)定工業(yè)產(chǎn)能,大規(guī)模體積壓裂技術(shù)是開展頁巖儲(chǔ)層改造的有效手段[1-4]。傳統(tǒng)的理論認(rèn)為壓裂液滯留在儲(chǔ)層中會(huì)對儲(chǔ)層的滲流能力造成傷害,降低油井的產(chǎn)能,但部分礦場實(shí)踐表明,壓裂液返排率較低的油井產(chǎn)能出現(xiàn)了不降反增的現(xiàn)象[5]。研究顯示這主要是由于儲(chǔ)層中大量的微納米級孔喉和裂縫使壓裂液在毛管力的作用下發(fā)生滲吸排油效應(yīng),進(jìn)而增加油井產(chǎn)能,提高油藏采收率[6-10]。近年來,部分專家學(xué)者基于壓裂液滲吸室內(nèi)實(shí)驗(yàn),對滲吸排油機(jī)制做了大量的研究,在滲吸作用規(guī)律、滲吸排油機(jī)制及滲吸實(shí)驗(yàn)方法等方面取得了諸多認(rèn)識[11-18]?;跐B吸效率和滲吸速率特征,可將滲吸過程分為滲吸初期、中期、后期3個(gè)不同階段;研究過程中也發(fā)現(xiàn)巖心物性、滲吸液性能、壓力系統(tǒng)和滲吸時(shí)間等參數(shù)都對滲吸排油效率有顯著的影響[19-24]。但是,現(xiàn)有文獻(xiàn)對頁巖油藏壓裂液滲吸作用的相關(guān)研究,主要基于室內(nèi)物理滲吸模擬實(shí)驗(yàn),受限于實(shí)驗(yàn)技術(shù)手段,諸多文獻(xiàn)中選用砂巖-頁巖互層型巖心樣品(砂巖比重較高)開展實(shí)驗(yàn)?zāi)M,鮮有利用塊狀純頁巖巖心樣品開展實(shí)驗(yàn)的先例,因此取得的研究結(jié)果無法全面反映厚層狀純頁巖油藏中的壓裂液滲吸規(guī)律?;诖?,筆者有針對性的選取鄂爾多斯盆地長7頁巖油藏底部發(fā)育的厚層狀純頁巖巖心樣品,結(jié)合長7油藏中部互層狀頁巖巖心樣品,開展實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行對比分析;應(yīng)用低場核磁共振技術(shù)結(jié)合高溫高壓室內(nèi)動(dòng)態(tài)物理模擬實(shí)驗(yàn),定量評價(jià)油藏溫度壓力條件下不同類型頁巖儲(chǔ)層的壓裂液滲吸特征及原油微觀動(dòng)用規(guī)律。
1 實(shí) 驗(yàn)
1.1 實(shí)驗(yàn)材料
實(shí)驗(yàn)共選取5塊鄂爾多斯盆地隴東地區(qū)長7油藏頁巖巖心樣品(表1)。原油樣品取自巖心同層,實(shí)驗(yàn)?zāi)M油為原油與精制煤油按照體積比1∶3配置而成,常溫(20 ℃)條件下模擬油黏度為5.12 mPa·s,密度為0.83 g/cm3。實(shí)驗(yàn)用模擬地層水為Mn2+溶液,礦化度為40 g/L。實(shí)驗(yàn)用壓裂液體系為長7油藏常用EM30型滑溜水壓裂液體系。
1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
驅(qū)替實(shí)驗(yàn)設(shè)備如圖1所示。驅(qū)替泵型號為美國制造的ISCO-260D型,壓力范圍為0~51.7 MPa,雙泵連續(xù)流動(dòng)流速范圍為0.001~80 mL/min。高溫高壓滲吸儀承壓范圍為0~50.0 MPa,最高溫度100 ℃;真空加壓飽和裝置型號為NM-V型,工作壓力0~40 MPa,以上設(shè)備均由江蘇華興石油儀器有限公司制造,核磁共振儀由蘇州紐邁分析儀器股份有限公司,型號為PQ001。
1.3 實(shí)驗(yàn)步驟
實(shí)驗(yàn)將低場核磁共振技術(shù)與滲吸動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)(油藏溫度壓力條件)相結(jié)合,具體步驟如下:
(1)選取兩類典型頁巖巖心樣品,采用無水線切割技術(shù),將樣品切割為直徑2.5 cm、長度3.0 cm的標(biāo)準(zhǔn)巖樣,洗油后開展基礎(chǔ)物性測試。
(2)利用真空加壓飽和裝置為巖心樣品充分飽和模擬地層水24 h。
(3)將巖心樣品置于40 MPa的高壓飽和裝置中,充分飽和模擬油,每間隔24 h測定1次核磁共振T2譜,連續(xù)操作8~10輪,待核磁共振T2譜幅度差異小于3%時(shí)完成,建立原始地層油水分布。
(4)配置EM30型滑溜水壓裂液樣品,壓裂液與Mn2+溶液按照體積比4∶1配置而成,以消除壓裂液樣品中的H+信號。
(5)將巖心樣品和壓裂液置于高溫高壓滲吸裝置中,在溫度60 ℃、壓力15 MPa條件下開展?jié)B吸實(shí)驗(yàn),在滲吸時(shí)間達(dá)到6、12、18、24、36 h分別對巖心樣品進(jìn)行核磁共振T2譜測試。
(6)對比滲吸各階段的核磁共振T2譜,定量評價(jià)滲吸作用特征及原油微觀動(dòng)用規(guī)律。
2 頁巖樣品特征
鄂爾多斯盆地三疊系延長組自上而下劃分為10個(gè)油層組,其中長7大范圍發(fā)育了一套深湖—半深湖相頁巖層,為中生界主要優(yōu)質(zhì)烴源巖;長7中上部深湖—半深湖相沉積面積減少,發(fā)育砂巖-頁巖互層[25]。實(shí)驗(yàn)巖心取自鄂爾多斯盆地隴東地區(qū),如圖2所示,互層狀頁巖樣品取自長72層段底部,厚層狀頁巖樣品取自長73層段。
低場核磁共振技術(shù)可以對微納米級孔喉尺度內(nèi)部流體分布實(shí)現(xiàn)定量評價(jià),核磁共振T2譜中的橫坐標(biāo)T2弛豫時(shí)間與孔喉半徑呈正相關(guān)關(guān)系,縱坐標(biāo)信號幅度可反映橫坐標(biāo)對應(yīng)尺度下孔喉體積及流體分布量[26]。圖3為實(shí)驗(yàn)選取的5塊頁巖巖心樣品的初始流體分布核磁共振T2譜,可以看到兩類頁巖樣品的孔喉分布形態(tài)均為雙峰,且較小孔喉體積(左峰)顯著高于較大孔喉體積(右峰),該特征符合前人對頁巖儲(chǔ)層孔喉分布的認(rèn)識。同時(shí),可以看到3塊互層狀頁巖樣品的飽和流體時(shí)的信號幅度均高于100,而厚層狀頁巖樣品的信號幅度則在40左右,表明互層狀頁巖樣品的孔喉體積整體高于厚層狀頁巖,該特征也符合互層狀頁巖和厚層狀頁巖在儲(chǔ)層物性及孔喉發(fā)育程度方面的差異性規(guī)律。
孔喉尺度為0.01~1 ms的孔喉壓裂液滲吸排油效率計(jì)算方法示意圖如圖4所示。
假設(shè)孔喉尺度為0.01~1 ms的孔喉中初始飽和原油量由(So+Si)表示,通過對比實(shí)驗(yàn)前后原油分布核磁共振T2譜的頻率面積差可計(jì)算壓裂液滲吸排油效率I為
式中,I為壓裂液滲吸排油效率,%;So為初始飽和油量與滲吸后剩余油量T2譜頻率面積差,m2;Si為滲吸后剩余油量T2譜頻率面積,m2。
3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論
3.1 原油動(dòng)用特征
在壓裂液滲吸的不同階段,應(yīng)用低場核磁共振技術(shù)監(jiān)測巖心內(nèi)部原油動(dòng)用特征,根據(jù)不同滲吸時(shí)間內(nèi)的滲吸排油效率,計(jì)算壓裂液滲吸速度參數(shù),定量評價(jià)不同孔喉尺度內(nèi)的滲吸排油特征,明確不同尺度孔喉內(nèi)部的滲吸采收率對總體滲吸采收率的貢獻(xiàn)程度。
圖5為互層狀頁巖巖心初始飽和原油以及壓裂液滲吸6~36 h后的原油分布T2譜。壓裂液滲吸6 h的原油分布T2譜曲線與初始飽和油曲線的下浮面積較大,表明前6 h的滲吸速率較快,滲吸排油效率為20.33%~24.48%;隨著滲吸效應(yīng)的持續(xù)進(jìn)行,各滲吸時(shí)間段內(nèi)的原油分布T2譜曲線持續(xù)下浮,但幅度有所降低,表明此階段的滲吸速率降低,直到36 h滲吸實(shí)驗(yàn)結(jié)束,互層狀頁巖巖心的滲吸排油效率為27.66%~34.27%。針對不同孔喉尺度的滲吸采收率計(jì)算結(jié)果顯示,在滲吸排油較快的前6 h,較小孔喉(0.01~2.50 ms)的滲吸采收率為15.70%~18.48%,較大孔喉(2.50~600 ms)的滲吸采收率為3.91%~8.65%,較小孔喉滲吸采收率顯著高于較大孔喉,3塊巖心特征一致。在后續(xù)30 h的滲吸作用下,巖心較小孔喉中的滲吸排油效率逐漸增加,最高達(dá)到26.37%;較大孔喉中的滲吸排油效率增幅非常有限,最高也僅有7.96%。綜合分析,互層狀頁巖巖心較小孔喉在壓裂液進(jìn)入地層的前12 h是高效滲吸階段。
如圖6所示,厚層狀頁巖樣品與互層狀頁巖樣品的微觀孔喉結(jié)構(gòu)存在差異,其較小孔喉體積顯著低于互層狀頁巖樣品,但兩塊厚層狀頁巖巖心在壓裂液滲吸過程中滲吸采收率與速率隨時(shí)間變化的趨勢與互層狀頁巖樣品具有相似特征。從壓裂液滲吸原有分布曲線的整體特征來看,前6 h的滲吸排油量顯著大于其他各個(gè)階段,是高效滲吸階段,此時(shí)兩塊厚層狀頁巖巖心滲吸排油效率分別為22.56%和23.70%。滲吸至36 h實(shí)驗(yàn)結(jié)束,兩塊巖心的最終滲吸排油效率分別為31.60%和32.95%。從孔喉尺度分析,兩塊巖心較小孔喉的滲吸采收率始終穩(wěn)步增長,其中前6 h的滲吸采收率增幅最大;較大孔喉前6 h的滲吸速率較快,而在6~36 h滲吸階段,較大孔喉中的壓裂液滲吸排油基本停止。綜合分析,在前6 h較大孔喉和較小孔喉內(nèi)巖心的排油效率基本一致,而較大孔喉的滲吸排油主要發(fā)生在前6 h,隨著時(shí)間推移,較小孔喉依舊是滲吸排油效率的主要貢獻(xiàn)者。
3.2 滲吸排油速率
根據(jù)5塊巖心樣品壓裂液滲吸核磁共振T2譜,依據(jù)滲吸時(shí)間可定量計(jì)算壓裂液滲吸排油速率,即單位時(shí)間內(nèi)的壓裂液滲吸排油效率,計(jì)算結(jié)果如表2所示,滲吸速率參數(shù)值可充分反映不同尺度孔喉內(nèi)部壓裂液滲吸排油作用程度。
如圖7(a)所示:每個(gè)巖心樣品前6 h較小孔隙的滲吸速率顯著大于其他時(shí)間段的滲吸速率,該特征表明壓裂液進(jìn)入頁巖儲(chǔ)層初期是較小孔喉發(fā)揮滲吸排油作用的高峰期;其次,互層狀頁巖在前6 h的滲吸速率顯著高于厚層狀頁巖,其平均滲吸速率達(dá)到2.78%/h,而厚層狀頁巖的平均滲吸速率僅為1.97%/h,滲吸速率差接近30%;最后,計(jì)算得到互層狀頁巖較小孔喉綜合滲吸速率為0.82%/h,而厚層狀頁巖較小孔喉綜合滲吸速率為0.66%/h,滲吸速率綜合差接近20%。綜合分析表明,互層狀頁巖的較小孔喉滲吸速率顯著高于厚層狀頁巖,這與兩類頁巖儲(chǔ)層的礦物組分、宏觀物性、微觀孔喉尺度、儲(chǔ)層潤濕性等因素存在一定聯(lián)系;通常,互層狀頁巖基礎(chǔ)物性、微觀孔喉尺度好于厚層狀純頁巖,且黏土礦物含量較低、滲吸阻力小均是影響較小孔喉滲吸速率的關(guān)鍵因素。
圖7(b)所示為較大孔喉滲吸速率分布,相對較小孔喉而言,其數(shù)據(jù)分布規(guī)律性較弱。綜合分析發(fā)現(xiàn):前6 h較大孔隙的滲吸速率顯著高于其他時(shí)間段的滲吸速率,結(jié)合較小孔喉滲吸速率特征,可以認(rèn)為在壓裂液進(jìn)入頁巖儲(chǔ)層并與基質(zhì)孔喉充分接觸的初期,是壓裂液發(fā)揮滲吸排油作用的關(guān)鍵時(shí)期,該認(rèn)識可為頁巖油藏壓裂燜井制度優(yōu)化提供理論支撐;其次,與較小孔喉滲吸規(guī)律相反的是,在較大孔喉內(nèi),厚層狀頁巖在前6 h的滲吸速率顯著高于互層狀頁巖,滲吸速率差接近50%。同時(shí),厚層狀頁巖與互層狀頁巖的較大孔喉綜合滲吸速率差也接近50%,厚層狀頁巖的較大孔喉滲吸速率顯著高于互層狀頁巖。另外,較大孔喉滲吸速率在部分滲吸階段為負(fù)值,該現(xiàn)象在筆者前期開展致密砂巖自發(fā)滲吸過程中也有發(fā)現(xiàn),分析認(rèn)為在滲吸過程中有一部分原油從較小孔喉滲吸出來暫時(shí)停留在較大孔喉內(nèi)部,而未被徹底排出;待滲吸繼續(xù)進(jìn)行至36 h,所有巖心樣品較大孔喉的滲吸速率均恢復(fù)正值。
3.3 滲吸排油效率
圖8為5塊巖心樣品較小孔喉和較大孔喉的綜合滲吸采收率以及樣品壓裂液總體滲吸采收率分布。從圖8中可以看出,兩類頁巖樣品的壓裂液總滲吸采收率接近,分布在27.66%~34.27%,而不同類型頁巖的滲吸原油動(dòng)用規(guī)律卻存在一定差異。其中,互層狀頁巖的較小孔喉滲吸采收率整體較高,平均為25.03%;而較大孔喉的滲吸采收率平均僅有5.80%。因此認(rèn)為互層狀頁巖在壓裂階段,主要依靠儲(chǔ)層中的較小孔喉進(jìn)行壓裂液滲吸,較小孔喉對滲吸采收率的貢獻(xiàn)程度達(dá)到81.18%。
針對厚層狀頁巖,發(fā)現(xiàn)其中較小孔喉滲吸采收率整體低于互層狀頁巖,平均滲吸采收率為19.52%;而較大孔喉的滲吸采收率整體高于互層狀頁巖,平均達(dá)到12.76%。綜合計(jì)算得到較小孔喉對厚層狀頁巖壓裂液滲吸采收率的貢獻(xiàn)程度為60.46%,較大孔喉對滲吸采收率的貢獻(xiàn)程度為39.54%。相比互層狀頁巖,壓裂階段不同尺度孔喉對厚層狀頁巖油藏壓裂液滲吸采收率的貢獻(xiàn)程度差異性較小,壓裂液在不同尺度孔喉中的滲吸作用強(qiáng)度接近。
4 壓裂液滲吸主控因素
實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,壓裂液在兩類頁巖儲(chǔ)層中的滲吸速率分布基本一致,但是壓裂液滲吸作用對互層狀頁巖和厚層狀頁巖儲(chǔ)層內(nèi)的原油微觀動(dòng)用規(guī)律存在差異性,不同尺度孔喉對整體壓裂液滲吸采收率的貢獻(xiàn)程度也不盡相同。其中儲(chǔ)層宏觀物性、微觀孔喉結(jié)構(gòu)及黏土礦物含量是影響壓裂液滲吸原油動(dòng)用的主要控制因素。
4.1 儲(chǔ)層物性
實(shí)驗(yàn)選樣階段有意篩選不同滲透率級別的兩類頁巖巖心開展實(shí)驗(yàn),因此5塊樣品的孔滲相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.9934,這也為揭示兩類頁巖樣品的壓裂液滲吸規(guī)律差異性,開展影響因素分析奠定了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)保障。
如圖9(a)~(d)所示,較小孔喉的滲吸速率與樣品初始孔隙度、滲透率相關(guān)性較好,表明頁巖儲(chǔ)層中較小孔喉的滲吸速率與儲(chǔ)層物性相關(guān),即互層狀頁巖儲(chǔ)層物性較好,其較小孔喉的滲吸速率較高,而厚層狀頁巖孔滲較差,其較小孔喉的滲吸速率也相對較慢。較大孔喉滲吸速率則與孔滲呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系,該現(xiàn)象說明隨著儲(chǔ)層孔滲的增大,其孔隙喉道尺度進(jìn)一步增大,進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致較大孔喉內(nèi)部的毛管力減小,影響壓裂液滲吸速率。
通過開展壓裂液滲吸采收率與儲(chǔ)層孔滲相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)(圖9(e)~(h)),不同尺度孔喉的壓裂滲吸采收率與滲吸速率變化規(guī)律基本一致,較小孔喉的滲吸采收率隨著物性的改善而增加,較大孔喉的滲吸作用則隨著物性的增加而進(jìn)一步降低。
4.2 微觀孔喉結(jié)構(gòu)
根據(jù)5塊巖心樣品初始飽和原油的核磁共振T2譜,可計(jì)算出巖心較大孔喉與較小孔喉的體積分?jǐn)?shù)。通過開展壓裂液滲吸速率、滲吸采收率與較小孔喉體積分?jǐn)?shù)相關(guān)性分析(圖10)發(fā)現(xiàn),較小孔喉體積分?jǐn)?shù)與滲吸速率、滲吸采收率呈負(fù)相關(guān)關(guān)系,相關(guān)系數(shù)R2約為0.49,表明較小孔喉體積分?jǐn)?shù)越高,壓裂液滲吸速率、滲吸采收率越低。在此需要說明的是由于滲吸總速率是通過滲吸采收率除以滲吸時(shí)間計(jì)算得到的,因此二者與較小孔喉體積分?jǐn)?shù)相關(guān)系數(shù)R2基本一致。
4.3 黏土礦物含量
實(shí)驗(yàn)選取的互層狀頁巖和厚層狀頁巖,二者的一個(gè)重要區(qū)別就是黏土礦物含量差異性較大。如圖11所示,較小孔喉的壓裂液滲吸效果與黏土礦物質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系,相關(guān)系數(shù)分別為0.8833和0.8090。該現(xiàn)象進(jìn)一步證明,在頁巖油藏壓裂階段,壓裂液與黏土礦物接觸會(huì)導(dǎo)致黏土膨脹、運(yùn)移,堵塞頁巖小尺度孔喉,進(jìn)而影響較小孔喉內(nèi)部的壓裂液滲吸速率及滲吸排油效果,這也為厚層狀頁巖油藏儲(chǔ)層改造階段壓裂液與儲(chǔ)層配伍性優(yōu)化提供了理論依據(jù)。
綜合儲(chǔ)層物性、微觀孔喉結(jié)構(gòu)以及黏土礦物含量與壓裂液滲吸速率、滲吸采收率的相關(guān)性發(fā)現(xiàn),當(dāng)多種影響因素共同存在時(shí),頁巖儲(chǔ)層滲透率和黏土礦物含量是影響壓裂液滲吸效果的主控因素,而儲(chǔ)層孔喉結(jié)構(gòu)對滲吸效果的影響程度較低。這也進(jìn)一步明確了頁巖油藏壓裂液滲吸效果除了受控于儲(chǔ)層自身的滲流能力外,針對厚層狀頁巖油藏黏土礦物含量較高的情況,壓裂液引起的頁巖黏土礦物膨脹運(yùn)移也是不可忽視的重要因素。
5 結(jié) 論
(1)壓裂液與頁巖儲(chǔ)層孔喉空間穩(wěn)定接觸的前6 h,是滲吸高效作用階段,此時(shí)的滲吸速率可以達(dá)到整個(gè)滲吸周期的極值;此后,滲吸采收率增幅顯著降低,滲吸速率減緩;因此可將頁巖油藏壓裂液滲吸過程分為高速滲吸階段和穩(wěn)定滲吸階段。
(2)互層狀頁巖儲(chǔ)層的較小孔喉的滲吸速率及滲吸采收率顯著高于較大孔喉,認(rèn)為互層狀頁巖儲(chǔ)層在壓裂階段主要依靠儲(chǔ)層中的較小孔喉進(jìn)行壓裂液滲吸排油,且較小孔喉對滲吸采收率的貢獻(xiàn)程度可達(dá)到81.18%。
(3)厚層狀頁巖儲(chǔ)層在壓裂階段,壓裂液在不同尺度孔喉中的滲吸采收率接近,且不同尺度孔喉對整體壓裂液滲吸采收率的貢獻(xiàn)程度差異性較小,壓裂液在不同尺度孔喉中的滲吸作用強(qiáng)度接近。
(4)在頁巖油藏壓裂階段,頁巖儲(chǔ)層滲透率和黏土礦物含量是影響壓裂液滲吸效果的主控因素,厚層狀頁巖油藏應(yīng)注重壓裂液引起的儲(chǔ)層敏感性傷害問題。
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