致密儲(chǔ)層水鎖評(píng)價(jià)方法-編制說(shuō)明

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《致密儲(chǔ)層水鎖評(píng)價(jià)方法》編制說(shuō)明

一、工作簡(jiǎn)要過(guò)程

1、起草單位、起草工作組

本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：中國(guó)石油塔里木油田分公司、西南石油大學(xué)

本標(biāo)準(zhǔn)起草工作組：

序號(hào)組成姓名單位職稱組內(nèi)分工

塔里木油田公司

1組長(zhǎng)曹立虎工程師總負(fù)責(zé)

教授

2成員劉建儀西南石油大學(xué)思路制定

3成員劉洪濤塔里木油田公司高級(jí)工程師方法研究

4成員沈建新塔里木油田公司高級(jí)工程師指標(biāo)研究

5成員吳紅軍塔里木油田公司工程師數(shù)據(jù)分析

高級(jí)工程師

6成員黃錕塔里木油田公司指標(biāo)研究

高級(jí)工程師

7成員劉舉塔里木油田公司實(shí)驗(yàn)研究

高級(jí)工程師

8成員黃龍藏塔里木油田公司標(biāo)準(zhǔn)編制

高級(jí)工程師

9成員張寶塔里木油田公司標(biāo)準(zhǔn)編制

西南石油大學(xué)

10成員王茜高級(jí)工程師標(biāo)準(zhǔn)編制

塔里木油田公司

11成員張暉工程師資料收集

塔里木油田公司

12成員黎真高級(jí)工程師標(biāo)準(zhǔn)編制

塔里木油田公司

13成員孫濤工程師標(biāo)準(zhǔn)編制

二、標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容的依據(jù)

致密氣藏普遍存在著水鎖效應(yīng)，其通常具有較高的毛細(xì)管力和束縛水飽和度

以及較低的初始含水飽和度。較低的初始含水飽和度和較高的束縛水飽和度，導(dǎo)

致儲(chǔ)層接觸水基工作液后，大量的水分在儲(chǔ)層滯留，造成嚴(yán)重的水鎖傷害。研究

證明，水鎖對(duì)致密砂巖儲(chǔ)層的傷害率普遍在70%～90%，導(dǎo)致開(kāi)發(fā)效果不理想，

嚴(yán)重影響了致密砂巖氣儲(chǔ)層的及時(shí)發(fā)現(xiàn)、準(zhǔn)確評(píng)價(jià)和高效開(kāi)發(fā)。目前判斷產(chǎn)層水

鎖程度缺少科學(xué)的評(píng)價(jià)方法，如果有科學(xué)的評(píng)價(jià)方法，推動(dòng)解除水鎖技術(shù)的進(jìn)步，

這對(duì)提高氣井產(chǎn)能具有重要的實(shí)際意義。目前水鎖傷害的評(píng)價(jià)多使用恒壓注入或

自吸實(shí)驗(yàn)?zāi)M水鎖傷害，然后對(duì)比分析自吸后以及干巖心的氣體滲透率之間的變

化情況，計(jì)算水鎖程度，忽略了致密砂巖氣藏的初始含水飽和度對(duì)巖心初始滲透

率的影響，通常得到的水鎖傷害程度較實(shí)際情況更加嚴(yán)重，不符合致密砂巖氣藏

的真實(shí)情況。因此，制定致密儲(chǔ)層水鎖損害評(píng)價(jià)方法標(biāo)準(zhǔn)極具意義。

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了致密儲(chǔ)層的水鎖損害評(píng)價(jià)方法基本原理、測(cè)量步驟及評(píng)價(jià)指標(biāo)。

標(biāo)準(zhǔn)適用于氣測(cè)滲透率小于1×10-3μm2（不含裂縫）的致密儲(chǔ)層水鎖損害規(guī)律研

究與評(píng)價(jià)，實(shí)驗(yàn)室可根據(jù)儲(chǔ)層條件采用離心法或超低含水飽和度建立法來(lái)測(cè)試。

通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外致密儲(chǔ)層水鎖損害評(píng)價(jià)方法的調(diào)研，開(kāi)展了針對(duì)塔里木油田

克深、博孜區(qū)塊的水鎖損害評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)，并結(jié)合相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中內(nèi)容，確定了以下

主要技術(shù)要點(diǎn)：

⑴水鎖損害評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵在于建立不同巖心含水飽和度，且使液相在巖

心有效孔隙中的分布盡量模擬實(shí)際情況。因此，根據(jù)儲(chǔ)層條件的不同，標(biāo)準(zhǔn)給出

了兩種建立巖心含水飽和度的方法，即離心法與超低含水飽和度建立法。離心法

的原理是將飽和水的巖樣置于高速離心機(jī)中，通過(guò)調(diào)節(jié)不同的離心轉(zhuǎn)速（或離心

力），建立不同的含水飽和度，并測(cè)定該含水飽和度條件下的氣測(cè)滲透率，以此

評(píng)價(jià)儲(chǔ)層巖石的水鎖損害程度；超低含水飽和度建立法是將干燥巖樣通過(guò)驅(qū)入潤(rùn)

濕氣體的方式增加巖樣的含水飽和度，并配合壓力脈沖的方式使巖樣中含水較為

均勻，以此建立不同超低含水飽和度并測(cè)定該含水飽和度條件下的氣測(cè)滲透率，

評(píng)價(jià)儲(chǔ)層巖石的水鎖損害程度。采用離心法建立巖心不同含水飽和度，該方法重

復(fù)性較好，巖心中的含水較為均勻，更符合真實(shí)地層條件下的巖石含水情況；若

巖心毛細(xì)管力高于離心機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下的離心力，使用離心設(shè)備無(wú)法建立地層初

始含水飽和度時(shí)，采用超低含水飽和度建立法。

⑵致密儲(chǔ)層測(cè)定滲透率時(shí)存在氣體滑脫效應(yīng)，因此依據(jù)《SY/T5336-2006

巖心分析方法》之內(nèi)容，確定最小的確定的最小回壓值，測(cè)定該壓力值下巖樣無(wú)

滑脫效應(yīng)的氣測(cè)滲透率。裝置示意圖如圖1所示。

1—氮?dú)馄浚?—穩(wěn)壓閥；3—調(diào)壓閥；4—氮?dú)鈮毫Ρ恚?—高溫高壓巖心夾持器；

6—環(huán)壓表；7—環(huán)壓泵；8—回壓表；9—回壓調(diào)節(jié)器；10—?dú)怏w流量計(jì)。

圖1氣測(cè)滲透率實(shí)驗(yàn)裝置示意圖

⑶水鎖損害評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)過(guò)程需摒除非物理因素引起的傷害，例如水敏性礦物

水化膨脹、鹽析等現(xiàn)象。針對(duì)這些問(wèn)題，提出了巖心高溫鈍化處理用以消除水敏

性礦物的影響，采用逐級(jí)加溫的方式將巖樣加熱至550℃的高溫條件下，使巖石

中的蒙脫石、伊利石/蒙脫石間層礦物轉(zhuǎn)變?yōu)橐晾?，消除水敏性粘土礦物的活

性；提出飽和去離子水的方法避免鹽析的影響。

⑷建立含水飽和度與氣測(cè)滲透率關(guān)系曲線：根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到不同含水飽和度

與氣測(cè)滲透率值，繪制關(guān)系曲線并擬合方程（附表1-9、附圖1-3），可求得不同

含水飽和度下的水鎖損害程度。

三、預(yù)期的經(jīng)濟(jì)效益

規(guī)范油田致密儲(chǔ)層水鎖損害評(píng)價(jià)操作方法，確保水鎖損害數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，使

標(biāo)準(zhǔn)更符合現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)需求，具備一定的科學(xué)性和實(shí)用性。根據(jù)制定的標(biāo)準(zhǔn)所完成

的評(píng)價(jià)，可有效指導(dǎo)致密儲(chǔ)層的水鎖預(yù)防措施，避免儲(chǔ)層由于水鎖損害導(dǎo)致的產(chǎn)

能下降，提高單井穩(wěn)產(chǎn)期，從而獲得一定的經(jīng)濟(jì)效益。

四、采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的情況及水平對(duì)比

無(wú)。

五、與現(xiàn)行法律、法規(guī)、政策及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)性

現(xiàn)行水鎖傷害評(píng)價(jià)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)有：企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《致密氣儲(chǔ)層水鎖評(píng)價(jià)方法》

（Q/SY1832-2015）,企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)采用恒壓注入或自吸實(shí)驗(yàn)?zāi)M水鎖傷害，本標(biāo)準(zhǔn)

考慮初始含水飽和度和水敏感礦物對(duì)結(jié)果的影響，完善了致密氣儲(chǔ)層水鎖評(píng)價(jià)方

法，更符合致密砂巖氣藏的真實(shí)情況。

附表1：

附表1博孜104井4#巖心氣測(cè)滲透率與含水飽和度測(cè)試結(jié)果表

離心轉(zhuǎn)速離心時(shí)間氣測(cè)滲透率含水飽和度滲透率比值水鎖傷害率

/rpm/min/mD/%/%/%

8000500.000361316.33>100無(wú)水鎖

7000500.000467819.59>100無(wú)水鎖

6000500.001069225.20>100無(wú)水鎖

地層原始0.001526030.00100.00\

3000500.002200431.5470.0729.93

1000500.008151037.3930.6669.34

000.013989754.2923.6876.32

附圖1：

附圖1博孜104井巖樣含水飽和度與氣測(cè)滲透率關(guān)系曲線

附表2-3：

附表2迪探2井43號(hào)巖心水鎖傷害評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

巖流

驅(qū)替壓累計(jì)驅(qū)含水

心筒次、體壓力梯度水鎖傷害

力替時(shí)間飽和Kn

編井深介（）-32率

/m/MPa/cm度/(10μm)/%

號(hào)質(zhì)/MPa/h/%

0.601.5000.558.480.266684.22

0.491.2231.050.930.367078.28

0.481.2122.042.990.430174.55

43第2筒、氮0.491.2143.036.740.504270.16

號(hào)

5100.86氣0.501.2425.023.440.551267.38

0.491.2325.521.060.574566.01

0.491.2296.018.870.590465.06

0.491.2257.015.450.625163.01

附表3迪探2井172號(hào)巖心水鎖傷害評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

巖流

驅(qū)替壓累計(jì)驅(qū)含水

心筒次、體壓力梯度水鎖傷害

力替時(shí)間飽和Kn

編井深介（）-32率

/m/MPa/cm度/(10μm)/%

號(hào)質(zhì)/MPa/h/%

0.120.3030.1786.020.022198.46

0.120.3050.3379.900.073994.87

0.120.3030.573.920.115791.97

0.120.2931.068.950.135090.62

172第4筒、氮0.120.3052.063.060.158389.01

號(hào)

5123.16氣0.120.3063.060.730.172688.01

0.130.3275.057.610.184487.19

0.130.3266.055.990.195586.42

0.130.3287.054.080.201985.98

0.130.3278.053.410.211785.30

附圖2：

附圖2迪探2井水鎖評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)曲線

附表4-9：

附表4迪北5井1號(hào)巖心水鎖傷害實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果（驅(qū)替法）

流體壓力梯度/驅(qū)替壓力/含水飽和度/滲透率水鎖傷害率

PV數(shù)

介質(zhì)（MPa/cm）MPa%/10-3μm2/%

0.2851.50100//

0.2851.570.677.520.00246094.30

0.2851.5101.068.260.01073775.14

氮?dú)?.2851.5213.262.050.01206172.07

0.2851.5501.756.540.01783058.71

0.2851.5816.252.230.02181449.49

0.2851.5120747.500.02269447.45

附表5迪北5井1號(hào)巖心水鎖傷害實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果（離心法）

離心機(jī)轉(zhuǎn)速累計(jì)離心時(shí)間含水飽和度滲透率水鎖傷害率

備注

/（r/min）/min/%/10-3μm2/%

0100///

90002578.86///

5070.78///

9057.73///

15042.570.03584716.99/

初始含水飽

12000

20033.710.0431850.00和度條件下

不可動(dòng)水飽

26024.910.054627-26.50和度條件下

附表6迪北5井9號(hào)巖心水鎖傷害實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果（驅(qū)替法）

流體壓力梯度/驅(qū)替壓力/含水飽和度/滲透率水鎖傷害率

PV數(shù)

介質(zhì)（MPa/cm）MPa%/10-3μm2/%

0.221.00100//

0.221.0124.374.020.03401877.51

0.221.0227.063.150.04978167.09

氮?dú)?/p>

0.221.0401.856.920.07362951.32

0.221.0880.651.880.08535643.57

0.221.01322.747.810.09952134.20

附表7迪北5井9號(hào)巖心水鎖傷害實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果（離心法）

離心機(jī)轉(zhuǎn)速累計(jì)離心時(shí)間含水飽和度水鎖傷害率

滲透率/10-3μm2備注

/（r/min）/min/%/%

0100///

90002564.46///

5057.87///

120009047.79///

初始含水飽

15037.140.1512530.00和度條件下

20028.490.168428-11.36/

不可動(dòng)水飽

26022.450.182230-20.48

和度條件下

附表8迪北5井19號(hào)巖心水鎖傷害實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果（驅(qū)替法）

流體壓力梯度/驅(qū)替壓力/含水飽和度/滲透率水鎖傷害率

PV數(shù)

介質(zhì)（MPa/cm）MPa%/10-3μm2/%

0.211.00100//

0.211.0129.776.320.05414376.19

0.211.0201.264.840.10516853.75

氮?dú)?/p>

0.211.0