用气测渗透率法评价川东南龙马溪组页岩流体敏感性
李 凯1 张 浩1 邵孟璟2 冉 超1 邵振滨2 钟 颖2
【摘 要】摘 要 孔喉致密、黏土矿物含量高使得川东南龙马溪组页岩气层具有严重的潜在流体敏感性损害特征。在目前的页岩液体敏感性评价中，研究人员还只是简单地沿用行业标准法，而没有形成系统地针对页岩液体敏感性的评价方法。提出气测渗透率法来评价页岩流体敏感性，并在川东南地区下志留统龙马溪组页岩储层应用，评价结果表明该区块水敏性强、盐敏性强、碱敏性强、酸敏性中等偏强，为合理开发该区块页岩气藏提供了理论基础。与常规方法相比，气测渗透率法不需计量岩心出口端流量，而是测量液体处理后的岩心烘干后的气体渗透率来评价损害程度，从而解决了因页岩液体渗透率极低而引起的测试时间长、实验误差大等问题。此外，气测渗透率法采用气体为实验介质，更符合气井生产实际。 【期刊名称】科学技术与工程 【年(卷),期】2016(016)006 【总页数】5
【关键词】关键词 页岩 气测渗透率法 敏感性 储层保护
2015年10月14日收到 国家自然科学基金项目(51374044)和教育部新教师基金联合资助项目(20105122120005)资助
在油气藏开发中，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。目前常用行业标准SY/T5358—2010[1]来评价储层的流体敏感性，但是随着非常规油气储层的开发，行业标准法的不足愈加明显。2005年游利军、康毅力等人提出了毛管自吸法来评价致密砂岩流体敏
感性[2]；2007年戢俊文、陈一健等人提出了毛细管黏法测量致密岩心渗透率，进而评价致密岩心流体敏感性[3]；2009年游利军、康毅力等人提出了压力衰减法来评价致密储层流体敏感性损害的新方法[4—6]。此外，研究人员亦做了大量工作研究影响储层水敏、盐敏、碱敏、酸敏性的因素并取得了大量成果[7—13]。然而，前人的研究主要针对常规储层及致密储层，尚未形成系统的针对页岩储层的流体敏感性测试方法。本文提出气测渗透率法评价页岩储层的流体敏感性，不仅解决了因页岩液体渗透率极低而引起的测试时间长、实验误差大等问题，而且更加符合气层生产实际。
1 实验方法
1.1 实验样品
选取8块川东南地区下志留统龙马溪组下部页岩岩心(孔隙度为0.82%~4.86%，平均为2.27%；渗透率为0.001×10-3~0.04×10-3 μm2，平均为0.006×10-3 μm2)，实验样品基本物性见表1。
配制8%KCl溶液模拟地层水，准备15%稀盐酸、NaOH。水敏评价实验所用流体依次为地层水、50%地层水、去离子水；盐敏评价实验所用流体依次为地层水、50%地层水、25%地层水、10%地层水、去离子水；酸敏评价实验所用流体为15%稀盐酸；碱敏评价实验所用流体依次为pH=7地层水、pH=8.5地层水、pH=10地层水、pH=11地层水、pH=12地层水。 1.2 实验步骤
气测渗透率法与行业标准法的本质区别在于测渗透率所选用介质的区别，行业标准法评价液体敏感性测试的是液体渗透率，而气测渗透率法评价液体敏感性时测试的是气体渗透率。气测渗透率法实验设备主要为氮气瓶、压力表、中间
容器、岩心夹持器、围压泵、气量计。氮气瓶提供驱替气源，中间容器内置中间流体，利用围压泵和岩心夹持器给岩心加围压，气量计用来计量通过岩心的气体流量，实验装置见图1。 实验程序如下。
(1) 准备实验岩心，烘干后置于岩心夹持器中，设定围压为2.5 MPa，中间容器不加入任何液体，打开阀门X3，关闭阀门X2，打开阀门X1通入氮气，设定进口压在1.5~2 MPa范围内某一点并保持稳定。
(2) 待气量计测得通过岩心夹持器的气流稳定后，记录此时压力表P读数为P1，用气量计计量通过气体流量，进而得到气体流速Q。根据公式(1)得到岩样的初始渗透率K0。
(3) 将岩心取出。准备实验流体，将岩心在初级实验流体中真空饱和24 h。 (4) 常温下将岩心置于岩心夹持器中，将初级实验流体置于中间容器，设置围压为2.5 MPa，用氮气驱动初级实验流体并使进口端压力达到1.5~2 MPa范围内某一点并保持稳定。
(5) 保持进口端压力不变，12 h后将岩心取出，置于烘干器中烘干。
(6)将烘干的岩样置于岩心夹持器，中间容器内不加入任何液体，重复步骤(1)~(2)，测岩样渗透率Ki(i=1)。
(7) 将第二级实验流体置于中间容器，用氮气驱动第二级实验流体，使通过岩心的第二级实验流体体积大于2 PV后停止驱替，关闭阀门，保持进口端压力不变浸泡12 h。
(8) 将岩心取出，置于烘干器中烘干后置于岩心夹持器，中间容器内不加入任何液体，重复步骤(1)~(2)用氮气测岩样渗透率Ki(i=2)。
用气测渗透率法评价川东南龙马溪组页岩流体敏感性
