[發明專利]一種實驗確定酸液對致密碳酸鹽巖楊氏模量影響的方法

有效

• 申請號: 201711394610.4
• 申請日: 2017-12-21
• 公開（公告）號: CN108106938B
• 公開（公告）日: 2018-09-21
• 發明（設計）人: 茍波;郭建春;劉壯;李驍;曾明勇;詹立
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

1.一種實驗確定酸液對致密碳酸鹽巖楊氏模量影響的方法，依次包括以下步驟：

(1)選用目標工區的致密碳酸鹽巖標準巖心，開展單軸抗壓強度實驗，建立致密碳酸鹽巖單軸抗壓強度和楊氏模量的經驗關系式；

(2)選用目標工區的全直徑巖心，采用巖石刻痕儀開展巖石劃痕實驗，測試巖心的抗壓強度，根據步驟(1)中抗壓強度和楊氏模量的經驗關系式獲取過酸前樣品巖心的楊氏模量；

(3)將全直徑巖心未接觸酸液部分用灌封膠密封，根據酸壓過程中的儲層溫度和裂縫中流體壓力，注酸時間確定實驗條件，選用現場酸壓用的酸液體系，將酸液和巖心置于高溫高壓反應釜中浸泡反應；

(4)將過酸浸泡后的巖心，在原劃痕實驗處再開展一次劃痕實驗，測試巖心的抗壓強度，并根據步驟(1)中抗壓強度和楊氏模量的經驗關系式獲取過酸后樣品巖心的楊氏模量，并與過酸前樣品巖心的楊氏模量對比，從而確定酸液對致密碳酸鹽巖楊氏模量的影響。

2.如權利要求1所述的一種實驗確定酸液對致密碳酸鹽巖楊氏模量影響的方法，其特征在于，所述步驟(1)包括下列步驟：

1)選用目標工區致密碳酸鹽巖巖心，將其制成標準圓柱體巖樣，放置于恒溫箱中烘干，然后采用三軸巖石力學測試系統開展單軸實驗，獲取巖心的抗壓強度和楊氏模量；

2)按1)中方法測試至少10塊巖心樣本的抗壓強度和楊氏模量，建立如下兩種抗壓強度和楊氏模量的經驗關系式：

E＝C₁σ_c+C₂ (2)

式中E——楊氏模量，MPa；

σ_c——抗壓強度，MPa；

C₁，C₂——經驗常數，無因次；

根據已獲取樣本的抗壓強度和楊氏模量，采用回歸統計方法，按照式(1)或式(2)回歸抗壓強度和楊氏模量的經驗關系式，確定關系式中的C₁和C₂，以及相關系數平方值R²；比較回歸兩式中的R²值，選R²較大的值對應的經驗關系式為研究工區的抗壓強度和楊氏模量的經驗關系式，且要求選中的經驗關系式中的R²>0.3；若式(1)、式(2)中對應的R²≤0.3，則增加測試樣本數量，直到滿足要求為止。

3.如權利要求1所述的一種實驗確定酸液對致密碳酸鹽巖楊氏模量影響的方法，其特征在于，所述步驟(2)包括下列步驟：

1)以全直徑巖心端面的一條直徑為參考線，作兩條與參考線垂直的切割線，且兩條切割線關于圓心對稱；將過圓心，且與參考線垂直的直徑標定為劃痕線，采用巖石刻痕儀開展巖石劃痕實驗，測試獲取巖心端面的抗壓強度分布；

2)根據抗壓強度分布剖面，并由步驟(1)確定的抗壓強度和楊氏模量的經驗關系式獲取測試巖心過酸前的楊氏模量分布。

4.如權利要求1所述的一種實驗確定酸液對致密碳酸鹽巖楊氏模量影響的方法，其特征在于，所述步驟(3)包括下列步驟：

1)巖心過酸前的處理制備：將做完劃痕實驗的巖心進行封膠處理，即未劃痕端面采用灌封膠封裝，而將劃痕端面暴露；

2)過酸實驗條件設置：實驗酸液體系選擇酸壓施工所用的酸液體系；實驗溫度為酸壓施工中裂縫溫度；實驗時間為注酸時間；實驗壓力為酸壓裂縫中流體壓力與地層壓力之差：

式中：σ_min為地層最小水平主應力，MPa；E為接觸酸液前巖石楊氏模量，Pa；μ為酸液黏度，Pa·s；Q為注酸排量，m³/s；L為裂縫長度，m；υ為巖石泊松比，無因次；h為裂縫高度，m；Δp為酸壓裂縫中流體壓力與地層壓力之差，MPa；p_e為地層壓力，MPa；

3)將酸液和巖心置于高溫高壓反應釜中開展高溫高壓浸泡實驗。

5.如權利要求1所述的一種實驗確定酸液對致密碳酸鹽巖楊氏模量影響的方法，其特征在于，所述步驟(4)包括下列步驟：

1)將酸液浸泡后的巖心清洗干凈，并用巖石刻痕儀在原端面處再開展一次劃痕實驗，記錄巖心的抗壓強度分布數據；

2)由抗壓強度分布數據，并由步驟(1)中確定的抗壓強度和楊氏模量的經驗關系獲取過酸后巖心的楊氏模量；

3)對比過酸前后巖心的楊氏模量變化，確定酸液對致密碳酸鹽巖巖心楊氏模量的影響。