油氣藏壓裂酸化效果評價技術研究

陳曉毅 李瑞

摘要：裂酸化作業成本較高、風險性大，對于探井，施工效果的好壞還直接影響到油氣田勘探開發決策的制定。一定要對油氣藏壓裂酸化效果評價技術進行優化，從而做到對整個油井的相關信息做到很好的把握。本文從室內試驗酸壓效果評價，生產測井的壓裂酸化效果評價，壓力不穩定的壓裂酸化效果評價，壓裂酸化后的相關分析和評價及采用數值模擬對酸壓進行動態評價這5個方面進行闡述。

關鍵詞：油氣藏;壓裂;酸化;效果評價

隨著壓裂酸化技術的廣泛使用與發展，復雜油氣藏壓裂酸化施工難度的增大，關于壓裂酸化處理效果的評價問題日益受到重視。壓裂酸化施工作業成本較高、風險性大，所以酸壓效果評價同酸壓設計同等重要。酸壓處理不是每次都成功的，有時所預期的效果未能達到，要求通過壓后評估，找出原因，從而完善設計，指導壓裂酸化施工。

1.室內試驗評價酸壓效果

1.1巖類學分析方法

巖類學分析方法包括X-衍射（XRD）、薄片鑒定和掃描電鏡（SEM）等分析，借助于此可以評價地層潛在傷害敏感性，檢查酸壓對地層的影響、酸處理液對地層的傷害程度。巖相和電鏡分析描述地層孔隙內和孔隙空間周圍聚集的礦物種類。X-衍射用來分析巖石中各種礦物成分和含量。薄片分析粒徑、孔隙大小、識別顆粒間、孔隙內的膠結物。通過分析了解巖石的結構、裂縫、裂縫分布及數量，裂縫的張開度與充填狀況，巖石成分，敏感礦物類型、數量和位置。巖心經模擬酸處理后再作同樣分析就可了解其變化情況，確定出酸處理對地層的可能性傷害。

1.2巖心流動實驗

通過實驗評價酸處理對巖石的作用情況，重要的是測過酸前后滲透率的變化。系統的流動實驗包括恢復滲透率試驗、潤濕性試驗、濾失試驗、酸化效果試驗、裂縫導流能力試驗、動態刻蝕試驗、細顆粒釋放試驗以及旋轉圓盤反應動力學試驗。通過實驗，可評價酸液對地層的傷害與否，酸液濾失速度、酸巖反應動力學參數、酸液常規性能等。從而評價酸壓設計配方的合理性。

1.3用CT技術評價酸壓效果

用巖類學分析方法來評價巖心的孔隙結構變化有如下不足：①需要對巖心進行必要的加工，這在一定程度上改變了巖心的內部結構;②觀察的視野窄小，不利于分析。應用現代CT掃描裝置觀察巖心酸壓處理前后的變化，具有獨特的優越性，它在不破壞巖心內部結構和外部形態的條件下，在幾秒內就能觀察整塊巖心的任意剖面的內部結構、礦物分布、分選程度、高滲透區分布，層理結構和裂縫狀況等信息。

2. 生產測井的壓裂酸化效果評價

在對生產測井進行評價的時候，首先要確定在工作的時候，實際地層壓開的層位，然后對其中酸壓成功或者失敗的原因進行有效的分析，在進行酸壓之后，對生產測井的酸壓效果進行有效的評價。在現代主要采用的測井方法有井溫測井和聲波測井方法等，根據這些測井的數據，然后結合油氣井整個動態的資料，對壓裂酸化做到有效的評價，同時判斷出酸壓裂縫造成的影響。在現代測井方法中，沒有哪種方法可以對地層中存在的裂縫做到準確測試。但是對整個設備比較了解之后，可以通過分析和推斷，找出地層中裂縫存在的位置。目前用于評價酸壓效果的測井方法主要有井溫測井、聲波測井、放射性示蹤測井（RTS）等。根據這些測井資料，結合其它油氣井動態資料，對酸壓效果進行綜合解釋，判斷酸壓層位及裂縫延伸情況。

3. 壓力不穩定的壓裂酸化效果評價

外國相關的研究學者在很早的時候就提出了研究垂直裂縫井中壓力不穩存在的情況，并且通過采用建立模型的方式，對穩態流情況下的壓力和流體的分布做出了仔細的研究。一些相關的研究人員在這樣的研究基礎上又進一步做了相關研究，對穩態流動下的裂縫導流能力的有效還是無限性做了相關的分析。在這之后，Russell等相關的研究人員對無限導流能力進行相關的研究，在這樣的研究中，他們認為在垂直裂縫井中的流動主要可以分成兩個階段。其中分別是早期線性的流動階段和后期的平面徑向流階段，通過這些分析，可以建立起相關

的數學模型，從而做出相關的解釋方法。Agarwal等采用有限差分模型模擬研究了有限導流能力垂直裂縫的不穩定反應速率。擴展了垂直裂縫有限導流能力典型曲線，能更好的應用于低滲儲層大型壓裂酸化井的產量預測。

4. 壓裂酸化后的相關分析和評價

Nolte 等研究人員建立起了 PKN 裂縫相關的模型，通過這個模型可以對濾失系數和裂縫的長度等相關的數據做到很好的分析，這樣的方法主要用在壓裂施工以及停泵之后的施工中，通過數學模型和其中的壓力變化，可以對裂縫的各項參數做出精確的計算。國內工作人員對壓后壓力降落分析也做了很多相關研究工作，一些研究學者以物質平衡為基礎，建立其相關模型。和其他的模型相比，這種模型對實際的壓裂酸化做到更加了清晰和全面的評價和解釋。

5. 采用數值模擬對酸壓進行動態評價

運用數值模擬技術既可模擬單井壓后生產動態，又可模擬油藏（井組）整體壓裂生產動態，國內外對單井壓后的數值模擬法開展了大量的研究。對單井裂縫一油藏模型數值處理方法主要是：有限差分法、有限元法和邊界元法。Soliman 采用了有限差分法對油藏的滲流模型做出相關研究，并且建立其相關的模型，通過這個模型可以觀察壓裂井在不同導流能力的影響下，其相關產量所出現的變化。而我國石油大學的相關研究人員在以前的研究成果基礎上，建立起了油藏 - 裂縫模型，這種方法可以對造成井筒和裂縫壁面的污染因素做到有效分析。

結束語：

目前關于油氣藏壓裂酸化效果評價的方法很多，然而不同的評價方法得出的結果有時相差很大，因此，在進行壓后效果評價時應采用多種方法進行綜合評價，同時與現場實際施工過程相結合，找出影響增產效果的主要原因，從而指導壓裂酸化施工設計。

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