一种适用于泥页岩储层水敏的预测方法

摘要

本发明涉及一种适用于泥页岩储层水敏的预测方法，步骤如下：样品预处理；在目的视域内找到该立方体样品内的伊利石及伊蒙混层；并通过能谱分析系统确认该目的视域中存在伊利石及伊蒙混层；测量伊利石含量WI％及伊蒙混层含量WIS％；测量水敏伤害前的伊利石矿物面积SI前、伊蒙混层矿物面积SIS前及孔隙面积Sk前；水敏伤害；将经水敏伤害后的立方体样品表面镀膜后以同样位置再次放置到样品座上；测量水敏伤害后的伊利石矿物面积SI后、伊蒙混层矿物面积SIS后及孔隙面积Sk后；计算伊利石矿物面积膨胀率ΦI、伊蒙混层矿物面积膨胀率ΦIS及孔隙面积变化率Φk；再计算水敏预测值Y；本发明解决了页岩样品铸体薄片难压铸导致无法定量分析面孔率的问题。

说明书

技术领域

本发明涉及石油技术领域，具体地涉及一种适用于泥页岩储层水敏的预测方法。

背景技术

在油气田钻井、完井及压裂、注采的作业过程中，外界流体进入地层，很容易与黏土矿物发生一系列反应，如黏土矿物膨胀、运移、分散等，给储层孔渗、产能带来不同程度的影响。如果施工不当，还会引起不可逆的储层伤害。而黏土膨胀主要导致的是储层渗流孔隙或喉道半径缩小，颗粒运移堵塞孔隙、喉道等渗流通道系统，降低储层渗透率。

岩心驱替法是目前最常用的一种储层水敏评价方法，也一种最接近储层条件的宏观综合水敏评价方法。根据达西定律，在近似地层条件下注入各种与地层损害有关的流体，测定岩样的渗透率及其变化，以评价储层渗透率损害程度。主要参考实验行业标准(SY/T5358-2010)，但该标准主要适用于空气渗透率大于1个毫达西的碎屑岩储层岩样的敏感性评价。对于空气渗透率小于1个毫达西的泥页岩、致密砂岩储层还未参考标准。

由于泥页岩非常致密，常规的岩心驱替实验方法很难完成页岩的水敏测试，在驱替的过程中，流体很难进入岩心样品，往往需要借助其它手段，如人工造缝、使用人造岩心等。而天然页岩样品含大量黏土矿物，遇水极易膨胀，在人工造缝及样品的钻取过程中，成功率非常低，给样品的制备也带来了一定的难度。

由此，人们结合了页岩膨胀仪实验法，孔喉半径测量试验法，水敏矿物晶层间距测量等试验来间接预测页岩储层水敏伤害程度。

页岩膨胀仪实验法：将岩心样品进行研磨至一定大小的颗粒，浸泡在地层水、蒸馏水等液体中，采用页岩膨胀仪进行岩样膨胀率测试，计算公式为：

孔喉半径测量试验：通过压汞法、BET法、核磁共振谱分析法获得储层孔隙结构及孔径变化。

水敏矿物晶层间距试验：利用X射线衍射原理，根据布拉格方程(d＝λ/2sinθ)，可定量测量水敏矿物膨胀前后晶层间距。

以上方法为水敏性伤害评价方法，存在以下不足之处：①无法精确直观的获得导致储层水敏性伤害的矿物种类、赋存状态变化；②无法精确直观的获得储层水敏性伤害的储层空间结构变化，孔隙面积的变化；③无法直观准确的获得水敏性伤害导致的水敏性矿物膨胀率变化。

发明内容

本发明旨在针对上述问题，提出一种适用于泥页岩储层水敏的预测方法。

本发明的技术方案在于：

一种适用于泥页岩储层水敏的预测方法，步骤如下：

(1)样品预处理：将岩心样品制成10mm×10mm×10mm的立方体样品；将该立方体样品固定在样品座上；

(2)选取目的视域，置于低倍下，在目的视域内找到该立方体样品内的伊利石及伊蒙混层；并通过能谱分析系统确认该目的视域中存在伊利石及伊蒙混层；

(3)测量该立方体样品中伊利石含量W

测量水敏伤害前的立方体样品的伊利石矿物面积S

(4)从样品座上取下立方体样品，进行水敏伤害；

(5)将经水敏伤害后的立方体样品表面镀膜后以同样位置再次放置到样品座上；测量水敏伤害后的立方体样品的伊利石矿物面积S

(6)计算水敏预测值Y；

所述步骤(1)样品预处理时，在立方体样品中找一点，标记该点与样品座的对应位置，步骤(5)将经水敏伤害后的立方体样品表面镀膜后以同样位置再次放置到样品座上时，以该点与样品座的对应位置放置，确定样品在样品座上位置保持一致。

所述步骤(3)水敏伤害前及所述步骤(5)水敏伤害后对立方体样品进行测量时，均定点至目的视域，实现原位定点同倍数观察；确定水敏伤害前及水敏伤害后测量条件保持一致。

所述步骤(4)水敏伤害的过程为：在模拟地层压力和温度的条件下，通过抽真空饱和装置抽空立方体样品；向抽真空饱和装置内加入液体浸泡立方体样品，待样品充分饱和液体后，取出烘干。

所述液体为原地层水，浸泡时间48h，以低于100℃的温度进行烘干。

所述伊利石面积膨胀率Φ

本发明的技术效果在于：

本发明利用扫描电镜结合能谱法确定水敏性矿物种类为伊利石及伊蒙混层，并记录该伊利石含量W

具体实施方式

实施例1

一种适用于泥页岩储层水敏的预测方法，步骤如下：

(1)样品预处理：将岩心样品制成10mm×10mm×10mm的立方体样品；将该立方体样品固定在样品座上；

(2)选取目的视域，置于低倍下，在目的视域内找到该立方体样品内的伊利石及伊蒙混层；并通过能谱分析系统确认该目的视域中存在伊利石及伊蒙混层；

(3)测量该立方体样品中伊利石含量W

测量水敏伤害前的立方体样品的伊利石矿物面积S

(4)从样品座上取下立方体样品，进行水敏伤害；

(5)将经水敏伤害后的立方体样品表面镀膜后以同样位置再次放置到样品座上；测量水敏伤害后的立方体样品的伊利石矿物面积S

(6)计算水敏预测值Y；

实施例2

在实施例1的基础上，还包括：

所述步骤(1)样品预处理时，在立方体样品中找一点，标记该点与样品座的对应位置，步骤(5)将经水敏伤害后的立方体样品表面镀膜后以同样位置再次放置到样品座上时，以该点与样品座的对应位置放置，确定样品在样品座上位置保持一致。

所述步骤(3)水敏伤害前及所述步骤(5)水敏伤害后对立方体样品进行测量时，均定点至目的视域，实现原位定点同倍数观察；确定水敏伤害前及水敏伤害后测量条件保持一致。

所述步骤(4)水敏伤害的过程为：在模拟地层压力和温度的条件下，通过抽真空饱和装置抽空立方体样品；向抽真空饱和装置内加入液体浸泡立方体样品，待样品充分饱和液体后，取出烘干。其中，所述液体为原地层水，浸泡时间48h，以低于100℃的温度进行烘干。

实施例3

在实施例2的基础上，还包括：

所述伊利石面积膨胀率Φ

伊蒙混层面积膨胀率Φ

孔隙面积变化率Φ

具体应用实例

以延长油田南部页岩储层为例，通过本发明提供的预测方法，得到数据如下：

最后，利用均方根误差公式，对20组数据分别进行水敏预测值Y与水敏指数实测值I