测试页岩储层水敏感性、盐敏感性及碱敏感性的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种页岩气藏开发中储层改造与储层保护过程工作流体对储层的损 害性评价领域，特别涉及一种测试页岩储层水敏感性、盐敏感性及碱敏感性的方法。
【背景技术】
[0002] 页岩气藏储层结构复杂，为低孔、超低渗型，其储层物性特征是决定页岩气开发方 案设计的重要因素。在页岩气开发中，为了避免和减少对储层的伤害，设计合理的开发方 案，确定流体对储层的伤害程度尤其重要。在目前的页岩流体敏感性评价中，研究人员还只 是简单地沿用行业标准，而现行行业标准在评价气测渗透率小于IX10 3ym2的储层流体敏 感性时，存在着对设备性能要求高，测试流程长，实验误差大等问题，并且气体渗透率是影 响气藏开发的关键参数，而行业标准法采用液体为实验介质，测的是液体渗透率。
【发明内容】
[0003] 针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种可评价气测渗透率小于IXio3Iim2 的储层流体敏感性、测试时间短、测试数据准确的测试页岩储层水敏感性、盐敏感性及碱敏 感性的方法。
[0004] 为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种测试页岩储层水敏感性、盐敏 感性及碱敏感性的方法，其特征在于：步骤如下：
[0005] a、准确实验所需的岩心，并将该岩心放置于岩心夹持器中，采用测试气体对岩心 测试，得出气体渗透率K。；
[0006] b、准备实验介质，并将实验介质分配为初始敏感性测试介质、初始中间测试介质 及浓度依次少于初始中间测试介质的次一级中间测试介质及此若干级中间测试介质，将步 骤a中的岩心完全放置于初始敏感性测试介质中浸泡，并将初始敏感性测试介质及岩心处 于真空状态中实施饱和，使岩心中的矿物质与初始敏感性测试介质初步反应
[0007] c、将步骤b中的岩心由初始敏感性测试介质中取出，在常温下再次放入岩心夹 持器中，且岩心处于岩心夹持器中的围压始终未2. 5MPa，选用步骤b中未使用的初始中 间测试介质，采用测试气体驱使初始中间测试介质对岩心实施渗透，使与岩心中矿物质经 过初步反应的初始敏感性测试介质排出岩心，初始中间测试介质进入到岩心内，促使岩心 中的矿物质与初始中间测试介质充分反应，其中岩心夹持器的进口端的压力为I. 5Mpa- 2. 5Mpa，持续 12 -15 小时；
[0008] d、将步骤c中的岩心由步骤c中的岩心夹持器中取出，然后将其再次放入步骤a 中的岩心夹持器，并通过测试气体作为驱使源，将步骤c中取出的岩心的大部分与岩心中 矿物质充分反应后的初始中间测试介质排出至岩心外，然后再次通过测试气体对岩心的气 体渗透率实施测试，得到相应的数值K1，其中岩心夹持器中的围压保持在2. 5MPa，岩心夹持 器的进口端的压力为I. 5Mpa- 2. 5Mpa;
[0009] e、将经过步骤d测试的岩心再次放入到岩心夹持器中，采用测试气体将步骤b中 准备的浓度少于初始中间测试介质的次一级中间测试介质渗透至岩心内，岩心浸泡于次一 级中间测试介质中12-15小时，使次一级中间测试介质与岩心内的矿物质充分反应；
[0010] f、将步骤e中的岩心取出置于步骤a中的岩心夹持器中，使氮气将步骤e中经 过次一级中间测试介质浸泡的岩芯中的次一级中间测试介质排出，然后通过测试气体对 岩心的气体渗透率实施测试，得到相应的数值K11,其中，岩心夹持器的压力为I. 5Mpa- 2. 5Mpa(围压保持在2. 5MPa)，岩心夹持器的进口端的压力为I. 5Mpa- 2. 5Mpa。
[0011] g、重复步骤e及步骤f，其中的测试介质变换为浓度依次少于次一级中间测试介 质的若干级中间测试介质，同时通过测试气体对岩心的气体渗透率实施测试，得到相应的 数值K111SK^
[0012] h、最后将步骤a、步骤d、步骤f及步骤g中的气体渗透率的数值引用至行标中气 体渗透率的公式实施计算得出准确的敏感性评价指标。
[0013] 本发明中的测试气体可为氮气或甲烷。
[0014] 步骤b中初始敏感性测试介质及岩心处于真空状态中实施饱和的时间为24小时， 且对初始敏感性测试介质及岩心实施抽真空的设备为真空栗。
[0015] 采用上述方法，行业标准法测试过程中采用液体为实验介质，而气体渗透能力是 影响气井产能的重要参数，因此上述方法更加符合实际气层生产情况；行业标准法评价页 岩液体敏感性时，由于液体渗透率极低，液体在岩心中流动速度极慢，导致测量穿过岩心液 体流量时间较长，而上述方法中不需测量穿过岩心液体流量，节约了时间；行业标准法评价 页岩液体敏感性时，很难测量通过岩心的液体流量，导致较大误差，而上述方法不需测量穿 过岩心液体流量，降低了测试误差；评价范围分析实验中，气测渗透率法能够较准确评价渗 透率为〇. 0007X10 3ym2的页岩岩心，而行业标准法在评价渗透率小于0. 0007X10 3ym2 的岩心时实验失败且评价渗透率为0. 0014X10 3ym2的平行岩心时得到不同结果。表明气 测渗透率法在页岩气层水敏性评价中评价渗透率范围比行业标准法更广。
【具体实施方式】
[0016] 本发明针对现有的行业标准中对于页岩储层流体敏感性的测试方法中存在的评 价气测渗透率小于IX10 3ym2的储层流体敏感性时，存在着对设备性能要求高，测试流程 长，实验误差大等问题，发明了一种可行性强、评价精度高、评价范围广、可评价气测渗透率 小于IX10 3ym2的储层流体敏感性、测试时间短、测试数据准确的测试页岩储层流体敏感 性的方法。
[0017] 本发明的步骤如下：a、准确实验所需的岩心，并将该岩心放置于岩心夹持器中，采 用测试气体对岩心测试，得出气体渗透率k0 ;
[0018] 气体测试率方法：将岩心置于岩心夹持器，设置围压保持在2. 5MPa，进口端接测 试气体，出口端接气体流量计；
[0019] 打开进口端阀门，调节进口端压力为〇? 5~L5MPa中的某一值，十几分钟待压力 稳定后，用气体流量剂测试出口端气体流量，根据渗透率公式
[0021] K:气体渗透率，X10 3ym2;A:岩样截面积，cm2;L:岩样长度，cm;PpP2，岩心进口 及出口端压力，〇?IMPa;P。:大气压力，0?IMPa;M:气体粘度，mPa?s;Q。:大气压下的流量 cm3/s.
[0022] b、准备实验介质，并将实验介质分配为初始敏感性测试介质、初始中间测试介质 及浓度依次少于初始中间测试介质的次一级中间测试介质及此若干级中间测试介质，将步 骤a中的岩心完全放置于初始敏感性测试介质中浸泡，并将初始敏感性测试介质及岩心处 于真空状态中实施饱和，饱和时间为24小时最佳，使岩心中的矿物质与初始敏感性测试介 质初步反应。初始敏感性测试介质及岩心处于真空状态中实施饱和的时间为24- 36小时， 且对初始敏感性测试介质及岩心实施抽真空的设备为真空栗。上述准备的实验介质，可根 据具体需要进行变换，针对不同的测试，可选用不同的实验介质及不同的PH值，如测试水 敏感性、碱敏感性及盐敏感性时所采用的实验介质皆可采用氯化钾溶液，其中pH值的变化 具有以下国家实验标准：水敏感性：初始中间测试介质一最后一级中间测试介质分别为： 202g/L的KCl溶液；101g/L的KCl溶液；去离子水（蒸馏水）。盐敏感性：初始中间测试介 质一最后一级中间测试介质分别为：202g/L的KCl溶液；101g/L的KCl溶液；50. 5g/L的 KCl溶液；20. 2g/L的KCl溶液；去离子水（蒸馏水）。碱敏：初始中间测试介质一最后一级 中间测试介质分别为：pH= 7、202g/L的KCl溶液；pH= 8. 5、202g/L的KCl溶液；pH= 10、 202g/L的KCl溶液；pH=ll、202g/L的KCl溶液；pH= 12、202g/L的KCl溶液。（以上pH 是常选的pH值，行业标准描述为：pH从7. 0开始，调节氯化钾溶液的pH值，病案1~1. 5个 pH值单位的间隔提高碱液的pH值，一直到pH值为13. 0)在针对同种实验的步骤中，上述步 骤中提到的初始敏感性测试介质与后续的初始中间测试介质、初始中间测试介质的次一级 中间测试介质及此若干级中间测试介质分别为相同的介质，其区别在于：初始敏感性测试 介质为用于浸泡岩心的介质，初始中间测试介质与初始敏感性介质的成分及PH值相同，只 是初始敏感性介质用于前期的浸泡，可定位为初始中间测试介质为未使用的初始敏感性介 质；次一级中间测试介质及此若干级中间测试介质则分别为PH值逐渐小于初始中间测试 介质的介质。
[0023]c、将步骤b中的岩心由初始敏感性测试介质中取出，在常温下再次放入岩心夹 持器中，且岩心处于岩心夹持器中的围压保持在2. 5MPa，选用步骤b中未使用的初始中 间测试介质，采用测试气体驱使初始中间测试介质对岩心实施渗透，使与岩心中矿物质经 过初步反应的初始敏感性测试介质排出岩心，初始中间测试介质进入到岩心内，促使岩心 中的矿物质与初始中间测试介质充分反应，其中岩心夹持器的进口端的压力为I. 5Mpa- 2. 5Mpa，持续12 -15小时；其中，进口端的压力为2.OMpa最佳，持续时间为12小时最佳。
[0024]d、将步骤c中的岩心由步骤c中的岩心夹持器中取出，然后将其再次放入到新的 岩心夹持器中，并通过测试气体作为驱使源，将步骤c中取出的岩心的大部分与岩心中矿 物质充分反应后的初始中间测试介质排出至岩心外，（在进口压为1~2MPa下用测试气体 驱动24小时以上，进口压为2MPa最佳，驱动24小时即基本符合气层实际生产情况），然后 再次通过测