一种酸蚀裂缝形态特征获取方法与流程

本发明属于油气藏勘探开发技术领域，特别涉及一种酸蚀裂缝形态特征获取方法。

背景技术：

对于碳酸盐岩地层而言，基质酸化是在低于地层破裂压力下将一定配方的酸液注入地层中，通过酸液溶解微裂缝中堵塞物或溶蚀裂缝壁面，扩大裂缝或者形成类似于蚯蚓的孔道的方法，可以起到旁通污染带、改善地层渗流条件的作用，进而实现油气井增产的目的。在基质酸化中，Hoefner和Fogler(1988)以及Wang(1993)等通过运用酸液进行的岩芯驱替实验发现在不同的注入速率下，酸溶蚀岩石后形成的酸蚀裂缝形态差异非常大。研究发现，存在一个最优注入速率使得蚓孔穿透一定长度岩芯所需的酸液最少。在一定的储层条件下，当运用最优的排量进行酸化改造时，可以使一定酸量下改造后形成的酸蚀蚓孔深度越深，从而达到较好的增产效果；或者为了达到一定的处理半径，当运用最优排量进行注入时，可以使所用的酸液最少，从而起到降低施工成本的作用。

现有酸蚀裂缝形态表征方法主要有：一种是采用数学模型进行模拟求解，以双尺度连续模型模拟蚓孔形成过程为代表，其原理是以达西尺度模型和孔隙尺度模型为基础，通过建立孔隙结构与达西尺度参数的关系式耦合达西尺度变量和孔隙尺度变量，以孔隙度分布形式表示蚓孔形态；另一种方法是大尺寸酸蚀蚓孔模拟方法，采用大尺寸储层模拟装置，通过注入成型系统将耐酸性可溶性合金成型材料注入进蚓孔，待成型材料成型后，去除未反应露头岩芯，取出成型材料，观察酸蚀蚓孔形态。

在实现本发明的过程中，本发明人发现现有技术中至少存在以下问题：

双尺度连续模型模拟蚓孔形成可诠释蚓孔从无到有的生长过程，但以双尺度连续模型为代表的数学模型没有考虑酸岩反应会引起局部温度的升高及酸岩反应生成二氧化碳相态对反应速度有一定程度的影响，最终导致模拟的蚓孔形态同真实的酸蚀蚓孔形态有较大出入；大尺寸酸蚀蚓孔模拟方法通过采用露头岩心穿透实验后泵注成型材料，通过成型材料的形态特征来表征岩心的酸蚀情况，不能真实地模拟地下储层岩心酸蚀蚓孔形成的情况，误差较大。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供一种酸蚀裂缝形态特征获取方法，以低成本的方式获取真实直观的酸蚀裂缝形态特征。

具体而言，包括以下的技术方案：

一种酸蚀裂缝形态特征获取方法，所述方法包括：

获取若干测试岩心；

对测试前的所述测试岩心进行无损检测射线照相，得到所述测试岩心测试前裂缝形态特征图片；

对所述测试岩心采用酸液穿透岩心测试；

对测试后的所述测试岩心进行无损检测射线照相，得到所述测试岩心测试后裂缝形态特征图片。

进一步地，在所述获取若干测试岩心之后和对测试前的所述测试岩心进行无损检测射线照相之前，所述方法还包括：烘干所述测试岩心，对所述测试岩心抽真空，再对所述测试岩心饱和标准盐水，测量所述测试岩心的孔隙体积及渗透率。

进一步地，所述对测试前的所述测试岩心进行无损检测射线照相，得到所述测试岩心测试前裂缝形态特征图片和所述对测试后的所述测试岩心进行无损检测射线照相，得到所述测试岩心测试后裂缝形态特征图片的实施方式如下：

1)标定所述测试岩心的注酸方向，将所述测试岩心以90°两个方向标定划线；

2)将射线机朝下，离地面650～700mm，在地面铺上铅板，使胶片置于铅板上，并与射线垂直；

3)在所述胶片边缘放置铅字对所述测试岩心进行编号，在所述胶片中心放上所述测试岩心，使铅字影像不与所述测试岩心影像重合；

4)关闭曝光室大门，在预设时长内进行曝光；

5)将所述测试岩心水平旋转90°，重复步骤2)～4)；

6)在曝光结束后，进行暗室处理，经过显影、停显、定影、清洗、漂洗、自然风干，得到所述测试岩心裂缝形态特征图片。

进一步地，所述酸液穿透岩心测试的测试装置包括：岩心夹持器、储液缸、计量泵、计量系统、流通管线、实验参数控制系统及数据采集传输系统。

进一步地，所述流通管线充满标准盐水。

进一步地，所述酸液穿透岩心测试的测试过程中利用围压泵对所述测试岩心施加高于泵注压力3～5MPa的围压。

进一步地，所述酸液穿透岩心测试在测试压力突降、所述测试岩心出口端开始流出酸液1～1.5min或者向所述测试岩心注入端注入酸液40～45min后无压降显示时停止注入酸液。

进一步地，所述测试岩心注入端的中心钻取0.2～0.3cm×0.3～0.5cm的圆孔，用于增加酸与所述测试岩心的接触面积。

进一步地，所述测试岩心的直径为25.4～50.8mm。

本发明实施例提供的技术方案的有益效果：

通过获取若干测试岩心，首先对测试前的所述测试岩心进行无损检测射线照相，得到所述测试岩心测试前裂缝形态特征图片，再对所述测试岩心采用酸液穿透岩心测试，最后对测试后的所述测试岩心进行无损检测射线照相，得到所述测试岩心测试后裂缝形态特征图片，可以用于获取不同酸液类型及不同流速下形成的酸蚀裂缝形态特征，能够准确体现岩心孔隙、微裂缝发育状况及酸蚀蚓孔形态，且获取方法成本较低，图像直观，应用范围广，为碳酸盐岩储层基质酸化施工的参数优化和酸液类型的优选提供依据，在油气藏勘探开发中具有较好的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的一种酸蚀裂缝形态特征获取方法的方法流程图；

图2为常规酸穿透岩心测试的泵注压力及穿透体积随时间变化关系图；

图3为转向酸穿透岩心测试的泵注压力及穿透体积随时间变化关系图；

图4为常规酸穿透岩心测试的测试前测试岩心裂缝形态特征图及测试后测试岩心裂缝形态特征图；

图5为转向酸穿透岩心测试的测试前测试岩心裂缝形态特征图及测试后测试岩心裂缝形态特征图。

具体实施方式

为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本实施例提供了一种酸蚀裂缝形态特征获取方法，如图1所示，该方法包括：

步骤101：获取若干测试岩心；

将储层岩心加工为满足测试尺寸的测试岩心，保证测试岩心的直径为25.4～50.8mm，测试岩心注入端的中心钻取0.2～0.3cm×0.3～0.5cm的圆孔，用于增加酸与测试岩心的接触面积。

在本实施例中，选取若干直径为25.4mm、长度为50.8mm的碳酸盐岩岩心为测试岩心，当注入酸为常规酸时，将碳酸盐岩岩心加工为直径为24.9mm、长度为49.4mm的碳酸盐岩岩心；当注入酸为转向酸时，将碳酸盐岩岩心加工为直径为24.9mm、长度为48.0mm的碳酸盐岩岩心。

步骤102：对测试前的测试岩心进行无损检测射线照相，得到测试岩心测试前裂缝形态特征图片；

首先，在对测试前的测试岩心进行无损检测射线照相之前，烘干测试岩心，对测试岩心抽真空，再对测试岩心饱和标准盐水，测量测试岩心的孔隙体积及渗透率。具体地，烘干测试岩心，并把烘干的测试岩心放在容器中，抽真空7～8h，称量测试岩心，得到饱和标准盐水前测试岩心的质量，在真空容器中对测试岩心饱和标准盐水，至少浸泡40h，称量测试岩心，得到饱和标准盐水后测试岩心的质量，则孔隙体积的计算公式如下：

当注入酸为常规酸时，测试岩心的孔隙体积为0.8273cm³，孔隙度为5.6935％；当注入酸为转向酸时，测试岩心的孔隙体积为1.5538cm³，孔隙度为6.3945％。

该步骤具体地实施方式如下：

1)标定测试岩心的注入酸液方向，将测试岩心以90°两个方向标定划线；

2)将射线机朝下，离地面650～700mm，在地面铺上铅板，使胶片置于铅板上，并与射线垂直；

3)在胶片边缘放置铅字对测试岩心进行编号，在胶片中心放上测试岩心，使铅字影像不与测试岩心影像重合；

4)关闭曝光室大门，在预设时长内进行曝光，在本实施例中预设电压为110kv，曝光时间为1min，胶片黑度为3.0；

5)将测试岩心水平旋转90°，重复步骤2)～4)；

6)在曝光结束后，进行暗室处理，经过显影、停显、定影、清洗、漂洗、自然风干，得到测试前岩心裂缝形态特征图片。

在本实施例中，对于分别注入常规酸和转向酸得到的测试前岩心裂缝形态特征图片如图4、图5所示。

步骤103：对测试岩心采用酸液穿透岩心测试；

具体地，酸液穿透岩心测试的测试装置包括：岩心夹持器、储液缸、计量泵、计量系统、流通管线、实验参数控制系统及数据采集传输系统。先将饱和标准盐水后的测试岩心放入夹持器中，泵注入口方向为岩心注入端，接着打开围压泵先给测试岩心缓慢加上2MPa的围压，保证流通管线充满标准盐水，即在注入管线和出口管线中充满标准盐水，在储层温度和预设流量下注入酸液，在本实施例中，储层温度为140℃，预设流量为10ml/min，分别向直径为24.9mm、长度为49.4mm的测试岩心中注入浓度为20％的常规酸、向直径为24.9mm、长度为48.0mm的测试岩心中注入浓度为20％的转向酸，利用数据采集传输系统得到不同注入酸液下泵注压力及穿透体积随时间的变化图，如图2、图3所示。

同时，酸液穿透岩心测试的测试过程中利用围压泵对测试岩心施加高于泵注压力3～5MPa的围压，在测试压力突降、测试岩心出口端开始流出酸液1～1.5min或者向测试岩心注入端注入酸液40～45min后无压降显示时停止注入酸液，在本实施例中，当注入酸为常规酸时，泵注压力上升到6.8MPa后突降，酸液穿透时体积为13ml，穿透岩心1min后停止泵注；当注入酸为转向酸时，泵注压力上升到设定最高压力17.5MPa后恒压力泵注2min，压力突降为10MPa，酸液穿透时体积为10ml，穿透岩心1min后停止泵注，如图2、图3所示，最后关闭驱替泵，缓慢卸载围压，取出测试岩心，完成测试。

步骤104：对测试后的测试岩心进行无损检测射线照相，得到测试岩心测试后裂缝形态特征图片。

该步骤具体地实施方式如下：

1)以测试前标定的90°两个方向重复标定划线；

2)将射线机朝下，离地面650～700mm，在地面铺上铅板，使胶片置于铅板上，并与射线垂直；

3)在胶片边缘放置铅字对测试岩心进行编号，在胶片中心放上测试岩心，使铅字影像不与测试岩心影像重合；

4)关闭曝光室大门，在预设时长内进行曝光，在本实施例中预设电压为110kv，曝光时间为1min，胶片黑度为3.0；

5)将测试岩心水平旋转90°，重复步骤2)～4)；

6)在曝光结束后，进行暗室处理，经过显影、停显、定影、清洗、漂洗、自然风干，得到测试后岩心裂缝形态特征图片。

在本实施例中，对于分别注入常规酸、转向酸得到的测试后岩心裂缝形态特征图片如图4、图5所示。待胶片干燥后，将胶片置于观片灯上观察，通过对比测试前后的岩心裂缝形态特征图片可知，利用常规酸穿透岩心形成了明显的酸蚀蚓孔，且酸液与岩石反应剧烈，刻蚀沟槽较深，酸液与岩石呈接触性反应，穿透岩石所需的酸量更大；利用转向酸穿透岩心形成了明显的酸蚀蚓孔，在相同的实验条件下，与常规酸相比，转向酸穿透岩心所需酸液量更少，形成的酸蚀蚓孔更浅，宽度更窄。

本实施例通过获取若干测试岩心，首先对测试前的测试岩心进行无损检测射线照相，得到测试岩心测试前裂缝形态特征图片，再对测试岩心分别采用常规酸、转向酸分别进行酸液穿透岩心测试，继而对测试后的测试岩心进行无损检测射线照相，得到测试岩心测试后裂缝形态特征图片，可以用于获取不同酸液类型及不同流速下形成的酸蚀裂缝形态特征，能够准确体现岩心孔隙、微裂缝发育状况及酸蚀蚓孔形态，且获取方法成本较低，图像直观，应用范围广，为碳酸盐岩储层基质酸化施工的参数优化和酸液类型的优选提供依据，在油气藏勘探开发中具有较好的应用前景。

以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。