[發明專利]一種中高滲油氣藏出砂模式劃分及固體控制與管理方法

有效

• 申請號: 202210282921.6
• 申請日: 2022-03-22
• 公開（公告）號: CN114386881B
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: 董長銀;劉洪剛;黃有藝;王肇峰;錢欽;陳剛;左家強;李效波;董社霞
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q10/10;G06Q50/02;G06K9/62;E21B49/00
• 代理公司: 濟南竹森知識產權代理事務所(普通合伙) 37270
• 代理人: 劉宏廣

1.一種疏松砂巖中高滲儲層出砂形態與模式分類及判別方法，其特征在于，對疏松砂巖中高滲儲層類型進行精細化分類與判別：

（1）使用五種儲層類型對疏松砂巖中高滲儲層進行精細化分，分別為強固結儲層、中等固結儲層、弱固結儲層、半流砂儲層、流砂儲層；

（2）從儲層膠結均質性角度將疏松砂巖中高滲儲層劃分為弱非均質性、中等非均質性、強非均質性三種；

（3）綜合疏松指數S定義及其計算方法

綜合疏松指數S為以目標儲層滲透率、孔隙度、巖石內聚力、楊氏模量以及泥質含量為基礎參數計算得到，用于表征儲層巖石疏松程度；

綜合疏松指數S計算公式為：

（1）

式中S為綜合疏松指數，無量綱；B為儲層滲透率，μm²；B₀為標定儲層滲透率，取值0.25μm²；為儲層孔隙度，小數/無量綱；C為儲層巖石內聚強度，MPa；C₀為標定對比巖石內聚強度，取值3.5MPa；E為儲層巖石楊氏模量，104Pa；E₀為標定對比楊氏模量，取值2×104Pa；V_sh為儲層泥質含量，小數/無量綱；

（4）綜合非均質性指數K定義及其計算方法

綜合非均質系數K以聲波測井曲線為載體表征儲層的非均質性；

綜合非均質性指數K計算公式為：

（2）

（3）

（4）

（5）

（6）

式中，j=i，n為聲波測井數據樣本點數量，無量綱；T_AV為樣本點均值，us/m；T_i為樣本點，us/m；T_j與T_m為每十個樣本點最大值與最小值，us/m；K_j為每十個樣本點綜合非均質系數，無量綱；K為綜合非均質系數，無量綱；

（5）儲層類型實現精細化分和判別方法

以綜合疏松指數S計算值為依據，按照大小將儲層精細劃分為五類：

S≤0.05為Ⅰ類：強固結儲層；0.05＜S≤0.2為Ⅱ類：中等固結儲層；

0.2＜S≤1.0為Ⅲ類：弱固結儲層；1.0＜S≤5.0為Ⅳ類：半流砂儲層；

S＞5.0為Ⅴ類：流砂儲層；

以綜合非均質性系數K計算值為依據，將儲層非均質性劃分為三類：

K≤0.1為弱非均質性；0.1＜K≤0.3為中等非均質性；0.3＜K≤1.0為強非均質性；

對出砂形態與模式進行分類及判別：

（1）三種微觀出砂形態定義及描述

對疏松砂巖中高滲儲層的出砂分類：3種微觀出砂形態分別為形態1：細砂剝落局部液化出砂形態、形態2：細微多分支蚯蚓洞延伸出砂形態、形態3：區域連續骨架坍塌出砂形態；

其中，細砂剝落局部液化出砂形態：在流體沖刷下，巖石孔隙內不與相鄰砂粒發生固結的細砂粒或固結強度較弱的砂粒被流體從巖石骨架上沖刷下來，與流體一起協同產出；

細微多分支蚯蚓洞延伸出砂形態：在巖心顆粒膠結強度較低的位置，地層砂顆粒在流體沖刷下首先脫落，形成微小虧空；虧空孔道壁面上膠結強度較弱的顆粒繼續脫落出砂，使得出砂孔道沿非均質的膠結弱面延伸擴展；由于巖心膠結和顆粒尺寸的非均質性，導致出砂虧空孔道不規則，形成類似蚯蚓洞的多分支出砂孔道形態；

區域連續骨架坍塌出砂形態：由于地層不規則連續沉積，在某一區域內出現膠結強度弱的情況，地層砂在流體作用下出現連續性大面積剝落和運移，一旦剝落開始，應力集中，儲層便出現連續快速的堤潰現象直至到達剝落面連續的應力均勻條件；

（2）五種儲層出砂模式及其描述

5種儲層出砂模式分別為模式A：局部液化出砂模式、模式B：局部液化和蚯蚓洞復合出砂模式、模式C：多分支蚯蚓洞出砂模式、模式D：蚯蚓洞與局部坍塌復合出砂模式、模式E：區域連續坍塌出砂模式；

局部液化出砂模式指巖石孔隙內砂粒或巖石骨架膠結較弱的砂粒在流體經過時與流體一起混合的出砂模式，其主要特點為出砂量小，出砂速度慢，能夠對儲層孔隙產生一定的疏導作用，提高巖石滲透率；

局部液化和蚯蚓洞復合出砂模式以局部液化出砂模式和多分支蚯蚓洞出砂模式為基礎，是介于兩者之間的過渡態；

多分支蚯蚓洞出砂模式指在巖心顆粒膠結強度較低的位置由于出砂導致虧空，導致應力不均勻，形成為類似蚯蚓洞的多分支出砂模式，其特點是出砂量較大，受儲層非均質影響較大，對儲層孔滲參數影響較大；

蚯蚓洞與局部坍塌復合出砂模式是多分支蚯蚓洞出砂模式與區域連續坍塌出砂模式的過渡態，其出砂量較大，不能形成較為規則的出砂孔洞；

區域連續坍塌出砂模式是以砂粒大量產出、區域性垮塌為主要特點，對儲層傷害大；

（3）儲層出砂類型與模式判別的方法

根據儲層精細劃分類型和生產條件指數，進行儲層出砂類型與模式判別；

（7)

式中，PCI為生產條件指數，無量綱；ΔP為實際生產壓差，MPa；ΔP_C為出砂臨界生產壓差，MPa；

出砂形態與出砂模式具體分類如下：

以S為依據的地層類型為強固結儲層，以K為依據的地層類型為弱非均質或中等非均質性，PCI指數＞0，則出砂形態為形態1，出砂模式為模式A；

以S為依據的地層類型為強固結儲層，以K為依據的地層類型為強非均質性，PCI指數＞0，則出砂形態為形態2，出砂模式為模式A；

以S為依據的地層類型為中等固結儲層，以K為依據的地層類型為弱非均質性，0≤PCI指數＜0.8，則出砂形態為形態1，出砂模式為模式A；

以S為依據的地層類型為中等固結儲層，以K為依據的地層類型為弱非均質性，PCI指數≥0.8，則出砂形態為形態2，出砂模式為模式B；

以S為依據的地層類型為中等固結儲層，以K為依據的地層類型為中等非均質性，0≤PCI指數＜1.2，則出砂形態為形態1，出砂模式為模式A；

以S為依據的地層類型為中等固結儲層，以K為依據的地層類型為中等非均質性，PCI指數≥1.2，則出砂形態為形態2，出砂模式為模式B；

以S為依據的地層類型為中等固結儲層，以K為依據的地層類型為強非均質性，0≤PCI指數＜1.2，則出砂形態為形態2，出砂模式為模式B；

以S為依據的地層類型為中等固結儲層，以K為依據的地層類型為強非均質性，PCI指數≥1.2，則出砂形態為形態3，出砂模式為模式C；

以S為依據的地層類型為弱固結儲層，以K為依據的地層類型為弱非均質性，0≤PCI指數＜0.8，則出砂形態為形態1，出砂模式為模式B；

以S為依據的地層類型為弱固結儲層，以K為依據的地層類型為弱非均質性，PCI指數≥0.8，則出砂形態為形態2，出砂模式為模式C；

以S為依據的地層類型為弱固結儲層，以K為依據的地層類型為中等非均質性，0≤PCI指數＜1.2，則出砂形態為形態2，出砂模式為模式C；

以S為依據的地層類型為弱固結儲層，以K為依據的地層類型為中等非均質性，PCI指數≥1.2，則出砂形態為形態3，出砂模式為模式D；

以S為依據的地層類型為弱固結儲層，以K為依據的地層類型為強非均質性，0≤PCI指數＜1.2，則出砂形態為形態2，出砂模式為模式C；

以S為依據的地層類型為弱固結儲層，以K為依據的地層類型為強非均質性，PCI指數≥1.2，則出砂形態為形態3，出砂模式為模式D；

以S為依據的地層類型為半流砂儲層，以K為依據的地層類型為弱非均質性，0≤PCI指數＜0.8，則出砂形態為形態2，出砂模式為模式D；

以S為依據的地層類型為半流砂儲層，以K為依據的地層類型為弱非均質性，PCI指數≥0.8，則出砂形態為形態3，出砂模式為模式D；

以S為依據的地層類型為半流砂儲層，以K為依據的地層類型為中等非均質性，PCI指數＞0，則出砂形態為形態3，出砂模式為模式E；

以S為依據的地層類型為流砂儲層，以K為依據的地層類型為弱非均質性，PCI指數＞0，則出砂形態為形態3，出砂模式為模式E。