特高渗疏松砂岩人造岩心的制作及评价

发布时间：2019-07-19 09:48

【摘要】：由于疏松砂岩胶结程度低、结构疏松、强度小,现场取心成本昂贵且难以成型,不适用于室内实验,因此提出制作特高渗疏松岩心代替部分储层岩心。为评价人造岩心的可靠性及代表性,从岩样的粒度组成、矿物成分、孔隙度、渗透率、胶结方式、胶结指数、孔隙结构、压缩系数、力学性质以及渗流特性等方面进行了研究。结果表明,压制压力越小、胶结物含量越少、水驱强度越大,岩石强度越低,岩石越疏松越容易破坏。岩心屈服应力随压制压力的减小呈幂函数降低,随胶结剂含量的减小呈对数降低,随水驱强度的增加呈对数减小。制备具有一定强度的特高渗疏松岩心至少需要压制压力4 MPa,胶结剂含量在5%左右。研制的疏松岩心在各方面与储层岩心相似,可代替储层岩心进行相关实验,同时为特高渗疏松岩心的研究提供借鉴。
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图片说明：徐宏光等：特高渗疏松砂岩人造岩心的制作及评价479图2成型疏松人造岩心Fig.2Man-madeshapedunconsolidatedcore2岩心的基本特性Basiccharacteristicofcore人造岩心岩性设计以储层岩心为依据，由于制作材料纯度、压力和温度等因素影响，其特性必然与储层岩心存在一定差别，因此需要对比人造岩心与储层岩心的基本特性。文中研究了岩心的粒度组成、矿物成分、孔隙度、渗透率、胶结方式、胶结指数、孔隙结构、岩石压缩系数以及力学性质。其中，岩心的粒度组成、矿物成分、孔隙度、渗透率、胶结方式等依据石油天然气行业标准中的岩心分析方法进行。胶结指数测试采用SCMS-E型高温高压岩心多参数仪，依据岩石电阻率参数实验室测量及计算方法进行。孔隙结构研究采用GS-1型压汞仪，依据岩石毛管压力曲线的测定标准进行。岩石压缩系数依据岩石孔隙体积压缩系数测试方法进行。力学性质测试采用美国GCTS公司RTR-1000型三轴岩石力学测试系统，依据工程岩体试验方法标准进行测试。2.1岩心的粒度组成与矿物成分Sizecompositionandmineralcomposition制作人造岩心，首先要保证岩石的粒度组成和矿物成分与储层岩心相似。研究中采用马尔文激光粒度分析仪与X’PertPROX射线衍射仪对储层岩心的粒度与矿物成分进行分析，根据粒度组成（如图1所示）和矿物成分分析（见表1）结果制作人造岩心，而后对人造岩心粒度与矿物成分进行测试并与储层岩心对比以保证二者的相似性。人造岩心粒度主要分布在180~630μm（如图3所示），与储层岩心相似。人造岩心的主要矿物为石英和长石，且各矿物在测验标本中的平均百分含量都比较接近，人造岩心矿物可以较好代表目标区块矿物组成成分（见表1）。2.2岩心的孔隙度与渗透率Porosityandpermeability在保证了岩?
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图片说明： ǖ?9卷）第4期阿尔奇公式计算得到，其计算公式为FRR==owm1φ（1）式中，F为地层因素，小数；Ro为含水岩石电阻率，Ω·m；Rw为岩石所含水的电阻率，Ω·m；φ为岩石孔隙度；m为岩石的胶结指数。强胶结岩石的胶结指数通常在2以上，中等胶结岩石的胶结指数为1.8~1.9，弱胶结岩石的胶结指数为1.6~1.7，，极弱胶结岩石的胶结指数为1.4~1.5，未胶结岩石的胶结指数为1.2~1.3。储层岩心的铸体薄片显示岩心孔隙非常发育，分选较好，磨圆度为次圆~次棱状，颗粒间以接触式胶结和孔隙式胶结为主（如图4所示）。人造岩心的CT扫描图像显示岩心孔隙连通性好，以孔隙式胶结和接触式胶结为主，与天然岩心的胶结方式比较相似，能够较好的模拟天然储层（如图5所示）。200μm图4储层岩心铸体薄片Fig.4Castthinsectionofreservoircore500μm图5人造岩心CT扫描Fig.5CTscanningofartificialcore储层岩心胶结程度不一，胶结指数介于1.27~1.74，平均值为1.45，其中特高渗岩石胶结程度介于未胶结到极弱胶结之间。不同批次人造岩心的胶结指数介于1.2~1.6之间，岩石胶结程度与储层特高渗岩心相似（如图6所示），胶结程度能够较好地模拟天然储层。y2=0.996x1.3703R2=0.9611100.11层因素地孔隙度图6人造岩心岩电测试结果Fig.6Rockelectricitytestresultsofartificialcore2.4岩心孔隙结构Porestructure制作的岩心在粒度、矿物、孔隙度、渗透率、胶结程度等方面接近储层岩心，其孔隙结构是否与真实岩心接近。为探明人造岩心的孔隙结构，对不同批次不同渗透率的岩心进行压汞实验（如图7所示）。针对测试岩心，其主要喉道分布区间为5~30μm，喉道峰值最大为19.2μm，最小为6.3μm。渗透率介于1900
【作者单位】：西南石油大学石油与天然气工程学院;中海油研究总院;
【基金】：国家科技重大专项“海上稠油高效开发新技术”(编号:2016ZX05025-001-004)
【分类号】：TE311

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