[發明專利]一種碳酸鹽巖酸壓后基質滲透率計算方法

有效

• 申請號: 202010804815.0
• 申請日: 2020-08-12
• 公開（公告）號: CN111963158B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 曾凡輝;張濤;楊杰;郭建春;王道成
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00;E21B43/27;G06F30/20
• 代理公司: 合肥方舟知識產權代理事務所(普通合伙) 34158
• 代理人: 朱榮

本發明公開了一種碳酸鹽巖酸壓后基質滲透率計算方法，包括步驟1)收集基本參數；2)建立天然氣在基質流動過程中粘度動態變化方程；3)建立考慮應力敏感的毛管孔徑和次生微裂縫縫寬的動態變化計算模型；4)考慮啟動壓力梯度和束縛水膜，分別建立天然氣在毛管和裂縫中的流量方程；5)引入分形理論，建立毛管和裂縫的總流量計算方程，將碳酸鹽巖酸壓后近裂縫面處理為毛管?裂縫雙重孔隙介質滲流模型，建立碳酸鹽巖酸壓后基質滲透率計算模型。本發明基于天然氣在應力敏感、縫寬動態變化、多重孔隙介質、啟動壓力梯度條件下的真實流動過程，提供了一種碳酸鹽巖酸壓后基質滲透率計算方法。

技術領域

本發明涉及碳酸鹽巖勘探與開發領域，具體涉及到一種碳酸鹽巖酸壓后基質滲透率計算方法。

背景技術

酸壓是開發碳酸鹽巖氣藏的關鍵技術，碳酸鹽巖儲層中的孔隙以毛細管為主，在酸壓后近主裂縫處的基質會產生次生微裂縫，從而形成毛管-裂縫雙重孔隙介質，由于裂縫滲透率遠大于毛細管滲透率，氣體在流入人工主裂縫時滲透率會增大，同時殘酸也會進入次生微裂縫形成束縛水膜，由于毛管-裂縫尺寸極小，這些孔隙結構可以看作毛管-裂縫雙重孔隙。

在酸壓施工結束后，在近主裂縫處的孔隙基質為毛管-裂縫雙重孔隙介質，準確評價天然氣在毛管-裂縫雙重孔隙中的滲透率和流動能力對于提高碳酸鹽巖的開發效果具有積極意義。目前針對基質滲透率的評價方法主要分為實驗研究和理論計算研究。實驗研究方法是以氮氣為介質模擬天然氣在碳酸鹽巖儲層中的滲流規律，存在以下不足：(1)實驗無法完全模擬酸壓后形成次生微裂縫的開度和延伸；(2)無法考慮在高溫高壓下氣體流動過程中的真實氣體效應和應力敏感；(3)實驗巖心制作難度大，價格昂貴。實驗模擬研究無法動態模擬毛管-裂縫雙重孔隙介質在上述因素綜合影響下的滲透率變化。理論計算研究方法是基于氣體在孔隙中的受力分析，通過建立孔隙介質流動通道的物理模型，并進一步采用非結構網格離散流體域，建立孔隙介質的滲透率預測模型。該方法存在于下不足：(1)建模過程復雜，計算難度大；(2)無法全面考慮束縛水、啟動壓力梯度、縫寬動態變化，以及氣體在高溫高壓下的真實氣體效應和應力敏感的特點；(3)無法表征多重孔隙介質的滲流特征。

發明內容

有鑒于此，本發明充分考慮了高溫高壓儲層中的真實氣體效應和應力敏感、啟動壓力梯度、縫寬動態變化和天然氣在多重孔隙流動的特點，以及殘酸造成的束縛水膜對流動能力的影響，提供了一種碳酸鹽巖酸壓后基質滲透率計算方法。

為達上述目的，本發明的一個實施例中提供了一種碳酸鹽巖酸壓后基質滲透率計算方法，包括以下步驟：

1)收集儲層巖石力學參數、儲層氣體性質參數，以及酸壓后毛管和裂縫參數；

2)根據高溫高壓儲層真實氣體效應，建立天然氣在基質流動過程中粘度動態變化方程；

3)建立考慮應力敏感的毛管孔徑和次生微裂縫縫寬的動態變化計算模型；

4)基于天然氣在毛管和裂縫中的受力平衡關系，考慮啟動壓力梯度和束縛水膜，分別建立天然氣在毛管和裂縫中的流量方程；

5)引入分形理論，建立毛管和裂縫在多因素影響下的總流量計算方程；結合廣義達西定律，將碳酸鹽巖酸壓后近裂縫面處理為毛管-裂縫雙重孔隙介質滲流模型，建立碳酸鹽巖酸壓后基質滲透率計算模型；

K＝K_m+K_f

式中，K為碳酸鹽巖酸壓后基質滲透率，mD；K_m，毛管滲透率，mD；K_f，裂縫滲透率，mD；D_f為毛管分形維數，無因次；D_T為迂曲度分形維數，無因次；λ_gmax為毛管最大直徑，μm；λ_gmin為毛管最小直徑，μm；I為離散段數，無因次；β為離散后第i段最小管徑與最大管徑之比，無因次；Δλ為離散步長，m；