[發明專利]獲取表面活性劑穿透巖石深度的方法

有效

• 申請號: 202011446588.5
• 申請日: 2020-12-08
• 公開（公告）號: CN112362538B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 王肅凱;宋朝暉;曹華寶;王天祥;朱會光;蒲松齡;張立朋;劉偉;任翔;劉雄輝
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團有限公司;中國石油集團西部鉆探工程有限公司
• 主分類號: G01N13/04
• 分類號: G01N13/04;G01N15/08
• 代理公司: 烏魯木齊合縱專利商標事務所 65105
• 代理人: 周星瑩;湯潔

本發明涉及獲取入井流體穿透儲層深度方法技術領域，是一種獲取表面活性劑穿透巖石深度的方法，其使用真實的儲層巖心，完全模擬儲層條件；通過室內物理模擬實驗數據，獲得可靠的單位孔隙體積的穿透距離；結合現場施工或者壓裂模擬軟件數據得到的濾失深度，即可得到表面活性劑的穿透深度。本發明所述獲取表面活性劑穿透巖石深度的方法，實現致密儲層表面活性劑穿透距離的定量測量，也適用于砂巖儲層等儲層的表面活性劑穿透距離的定量測量，為所述儲層表面活性劑的選型和優化提供方法基礎，從而顯著提高致密等儲層助排劑的研發速度，為我國致密油氣高效開發提供技術支撐。

技術領域

本發明涉及獲取入井流體穿透儲層深度方法技術領域，是一種獲取表面活性劑穿透巖石深度的方法。

背景技術

近年來，我國致密油氣開發迅猛發展，已成為保障天然氣供應、減緩對外依存的核心戰略。大規模水力壓裂是國內外致密砂儲層提高單井產量和開發效益的儲層改造關鍵技術。然而，致密儲層低孔、低滲，毛細管力作用較強，導致大量入井流體無法完全返排出儲層，造成嚴重的水鎖傷害。

理論上，多空介質的毛細管壓可用來表示液體從多孔介質中流出的難以程度，拉普拉斯方程能夠非常直接的給出毛細管壓的計算方法：

σ是入井流體和氣的表面張力；θ是巖石/入井流體接觸角，r是滲流通道的孔吼半徑。儲層中孔吼半徑r越小，毛細管壓力上升越快，越容易產生水鎖傷害，因此，在常規儲層中水鎖傷害可能較小，在致密儲層中將極為嚴重，必須加以重視。

為了幫助致密儲層中入井流體返排，常常需要在壓裂液中添加表面活性劑(常稱為助排劑)，改變儲層潤濕性(提高θ)，降低表界面張力(降低σ)，以提高返排。但是由于儲層的吸附作用，加入的表面活性劑能否到達裂縫和儲層深處，仍然是個疑問。急需定量的方法評價表面活性劑的穿透深度及有效距離，以便優選適合表面活性劑，達到儲層裂縫深處和末端，解決致密儲層液鎖的問題。

國內外文獻中，目前對于定量測試壓裂液中表面活性劑的穿透距離的方法研究仍然較少。申請號為201510681409.9的中國專利文獻提供了一種減少驅油用表面活性劑在含粘土石英砂上吸附的方法，旨在實現深穿透。該發明中評價表面活性劑被巖心吸附強弱的方式通過表面活性劑溶液與巖心粉末按照3:1混合，在一定溫度下吸附24小時，測試溶液的表界面張力變化。該方法只能夠反映表面活性劑是否被吸附，無法估算表面活性劑能夠在儲層中走多遠。因此，如何定量快速的測試儲層條件下壓裂液中表面活性劑的穿透深度，是致密油氣氣儲層改造急需解決的技術難題。

發明內容

本發明提供了一種獲取表面活性劑穿透巖石深度的方法，克服了上述現有技術之不足，其能有效解決目前難以定量獲取致密儲層條件下的壓裂液中表面活性劑的穿透深度的問題。

本發明的技術方案是通過以下措施來實現的：一種獲取表面活性劑穿透巖石深度的方法，包括下述步驟：

(1)將巖心加工成測試用的標準巖柱，測量標準巖柱的長度和孔隙度，以計算標準巖柱的孔隙體積；

(2)將標準巖柱裝入巖心流動設備中，然后將表面活性劑溶液注入標準巖柱中，使用表面活性劑溶液驅替數個孔隙體積，采集每個孔隙體積對應的流出液；

(3)測試每個孔隙體積對應流出液的表面張力，直到表面張力穩定，此時的孔隙體積數即是用于計算表面活性劑溶液單位孔隙體積的穿透距離的孔隙體積數值，然后計算表面活性劑溶液單位孔隙體積的穿透距離；

(4)根據儲層的濾失深度，結合步驟(3)得到的表面活性劑溶液單位孔隙體積的穿透距離，計算表面活性劑溶液在儲層條件下的穿透深度。

下面是對上述發明技術方案的進一步優化或/和改進：

上述表面活性劑溶液單位孔隙體積的穿透距離的計算公式如下：