[發明專利]一種基于巖石骨架理論科學計算燜井時間的方法

有效

• 申請號: 202110579763.6
• 申請日: 2021-05-26
• 公開（公告）號: CN113338900B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 陳洋;周長清;譚凡;王俊杰;鄧天勝
• 申請（專利權）人: 四川省貝特石油技術有限公司
• 主分類號: E21B47/00
• 分類號: E21B47/00;E21B43/26
• 代理公司: 北京艾格律詩專利代理有限公司 11924
• 代理人: 謝毅

本發明提供一種基于巖石骨架理論科學計算燜井時間的方法，是在頁巖油氣進行壓裂改造時由于頁巖本身的滲透性、崩解性、軟化性和膨脹固有特性，為達到在保持頁巖骨架結構的基礎上最大程度形成復雜縫網的水化膨脹目的，需科學計算燜井時間，達到頁巖的最優水化效果的方法。所述方法通過引入壓力歸一化增量進行燜井時間的計算，現場施工之前需要收集該井鉆井過程中前、中、后端的巖屑(巖芯)進行室內浸泡實驗，得到壓力歸一化增量關聯方程式中的頁巖浸泡軟化時間以及頁巖浸泡崩解時間；再根據地質資料、壓裂設計以及測井綜合解釋獲取離子抑制系數以及基本參數，確定不同燜井時間的壓力歸一化增量并對其進行曲線擬合，進而獲得該井的最佳燜井時間。

技術領域

本發明涉及頁巖氣開采領域，具體涉及一種壓裂改造后的基于巖石骨架理論科學計算燜井時間的方法。

背景技術

近年來，隨著中國國民經濟的快速發展，石油、天然氣需求量也在遞增，國內常規油氣的產量已經不能滿足需求，油氣資源的供需形勢日趨嚴峻，油氣進口量逐年增加，迫切需要拓寬國內油氣勘探開發領域。由于目前能源形勢的嚴峻，非常規頁巖儲層逐漸被關注，加強頁巖油氣資源的勘探開發，可彌補現有常規油氣資源的不足，促進油氣工業的可持續發展，對改善中國能源結構、保障國家能源供給安全具有重要意義。

與常規儲層相比，頁巖儲層存在儲層環境復雜、滲透率與孔隙度小、流體流動性差、非均質性強、儲層巖性敏感等問題。雖然國內頁巖油氣資源比較豐富，但其存在勘探開發難度大、起步晚，研究程度低，施工周期長，施工費用高，投產后產量下降快、穩產期短等問題。

水力壓裂是目前國內頁巖開發的主要手段之一，由于頁巖儲層的地質特征和壓裂工藝，頁巖油氣井在水力壓裂后表現出低返排率高產能和燜井后產水量降低產氣量增加、返排率差異大等特征。相關資料顯示，頁巖儲層壓裂改造后進行燜井有利于提高產量。

目前燜井時間確定方法考慮因素較單一，最常見的方法就是根據油田開發進度，確定燜井時間，其結果就是人為盲目性、隨意性，其次就是基本根據地層的物性參數、壓裂液性能參數，計算出裂縫的總體、蠕變體積，根據巖石滲吸速度，計算燜井時間，這些只從工程參數上進行了考慮，具有很大的局限性，結果的精準性不夠，要不是燜井時間不足，縫網結構不夠復雜，要不就是過度燜井，儲層污染。

由于頁巖具有滲吸水化性、膨脹性、崩解性和軟化性，頁巖的主要成分是石英和黏土礦物，黏土礦物是非水穩性的，石英是水穩性的，頁巖在經過壓裂液的浸泡以后會發生水化膨脹，水化膨脹后頁巖的強度降低，形成復雜縫網，骨架起到支撐作用，當浸泡頁巖的壓裂液過量以后，會造成頁巖中黏土礦物水化膨脹過度，導致頁巖骨架坍塌，頁巖崩解，形成的復雜縫網消失。為達到最佳增產效果頁巖的水化膨脹作用需在保持頁巖骨架力基礎上最大程度的形成復雜縫網，水化頁巖基體已有和形成微縫來溝通天然裂縫、層理、斷層，并讓微縫盡量具有一定粗糙度，提高自升滲透性。微孔隙、裂縫的產生不僅能改善天然氣滲流通道，也有利于吸附氣向游離氣轉化，提高油氣井產量。被改造巖體的中心部位被“分割”成細小巖塊，使儲層“深部”的儲量也參與運移到井筒成為日產量的組成部分。既可能保證足夠的單井產量，又在短期內大大提高了被改造地層的采收率，從而保障其穩產，在短期內提高了儲層動用程度。然而由于頁巖發育多尺度微觀孔隙和多組分礦物，使得頁巖與壓裂液相互作用機理十分復雜，頁巖水化膨脹作用難以定量表征。目前頁巖改造后燜井時間的確定沒有以頁巖骨架理論為基礎即采用頁巖軟化性和崩解性為鑒定水化程度進行燜井時間確定的方法。

發明內容

本發明提供一種基于巖石骨架理論科學計算燜井時間的方法，具體來說，是基于保持巖石骨架完整性理論而科學計算燜井時間的方法，以解決現有技術中主要依靠現場經驗、開發進度、工程參數進行確定燜井時間，存在很大的盲目性和隨意性，造成燜井后提高單井產量不理想的問題。

其技術方案如下所述：

一種基于巖石骨架理論科學計算燜井時間的方法，包括以下步驟：