本发明涉及储层泵抽取样,更具体地,涉及一种低渗透储层的间歇式泵抽取样方法。
背景技术:
1、海上低渗储层蕴藏着大量的油气资源,是建成海上“油气资源供给保障中心”的重要组成部分,对于满足国家能源需求、满足油气安全保障具有重要意义。但是由于低渗储层物性差、孔隙结构复杂,流体响应对比度低,常规测井难以准确评价储层流体性质。目前落实流体性质最主要、最经济的手段是电缆泵抽取样技术,电缆泵抽取样技术对勘探阶段储量评价、作业决策至关重要。
2、电缆地层测试技术是一种用于获取低渗透地层岩石物性和流体信息的测试方法,可以减少试油井次、缩短钻井周期、提高整体效益。该技术通过将测井工具下放至井中储层固定位置,利用压力差驱动地层流体进入工具,从而实现对储层进行测试和取样。对于勘探阶段评价非常重要,如今已成为海上勘探储量评价、降本增效不可或缺的技术之一。
3、2020年赵元良等人对泵抽突破机理进行了研究,得到孔隙度和侵入深度是影响泵抽取样作业过程中地层流体纯度的主要两大因素。但并未形成针对特低渗储层的泵抽取样作业方法。2022年高永德针对珠江口盆地文昌a凹陷低孔隙度、低-特低渗透率的储层,通过模拟孔隙度、侵入深度以及滤液污染率均与泵抽时间的相关性,有效指导了探针选型,提高了电缆地层测试的作业时效。但是针对流度<0.03md/cp的特低渗储层,压降超过仪器极限,无法建立连续泵抽,泵抽取样成功率很低。
4、综上所诉,在低渗和特低渗地层中,连续泵抽的取样方式成功率低,无法获取地层流体样品,进而影响决策和评估的准确性。
技术实现思路
1、本发明为克服上述现有技术中连续泵抽的取样方式在低渗和特低渗地层中成功率低,无法获取地层流体样品的问题,提供一种低渗透储层的间歇式泵抽取样方法,可以提高取样的成功率。
2、为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种低渗透储层的间歇式泵抽取样方法,包括如下步骤
3、步骤一:结合区域地质资料和储层特征,确定该区域为特低渗储层后,根据测试仪器计算连续泵抽取样的地层流度下限,流度小于连续泵抽取样的地层流度下限时,进行间歇式泵抽。
4、举例说明:以莺琼盆地为研究靶区,结合区域地质资料和储层特征,明确该区块为特低渗储层。具体的,宝岛区陵三段储层渗透率分布在0.1~267.67×10-3μm2之间,平均为6.02×10-3μm2,整体属于低—特低渗储层。优选地层测试仪器泵模块+探针模块组合,该地区电缆测取样作业的3种常用泵模块:高压泵模块(hp)、超高压泵模块(xhp)、特超高压泵模块(xxhp),与3种具有不同泄流面积的探针模块,超大直径探针、椭圆探针和速星探针相结合,共9种方案,可以提供不同的泵抽能力及适应性范围。计算连续泵抽取样的地层流度下限,确认在何种流度以下进行间歇式泵抽,明确研究范围。
5、计算连续泵抽取样的地层流度下限包括如下步骤:
6、s1..确定初始泵液压:根据靶区储层特征,确定初始泵液压。
7、s2.确定泵抽流体流速:根据初始泵液压获取泵排量,根据泵排量获取泵抽流体流速,泵排量的计算公式为:
8、y=-1.2524·10-17·x5+1.1166·10-13x4-3.0068·10-10·x3+1.2524
9、·10-17·x2-1.2525·10-17·x+1.0218
10、其中,y为泵排量;x为泵液压;
11、泵抽流体流速的确认公式为:
12、
13、其中,pofr为泵抽流体流速;s为电机转速;du为置换系数。
14、s3.根据泵抽流体流速计算流压。
15、根据泵抽流体流速计算地层压力与流压压差,根据地层压力与流压压差和地层压力计算流压,地层压力与流压压差的计算公式为:
16、
17、其中,δp为地层压力与流压压差;为地层流度;cs为探针形状系数。
18、s4.根据流压、泵液压计算泵后压力,泵后压力的计算公式为:
19、pm0=du·ph+pl
20、其中,pm0为泵后压力;pl为流压;ph为泵液压。
21、s5.计算泵模块与探针模块仪器组合的连续泵抽的地层流度下限并确定泵抽方式。
22、步骤二:根据步骤一中区域历史井的数据,取得泵抽取样过程中地层流体突破体积,并根据泵抽突破体积和孔隙度模拟反演得到钻井液原始侵入深度。
23、钻井液原始侵入深度根据常规井的泵抽突破体积和孔隙度反演得到。低渗储层钻井液侵入深度范围5-17in,平均11.8in。
24、步骤三:根据实验数据,得到不同原始侵入深度下的泥浆滤液初始侵入速度,即确定泵抽取样过程中泥浆滤液持续侵入速度上限。
25、其中,泥浆静态侵入速率由在没有考虑压差增大的情况,通过低孔渗砂岩储层泥浆侵入实验得到。有效泵抽速度通过总泵抽体积和总作业时间计算。
26、根据不同泵抽突破体积突破图版,查找选定条件下的总泵抽体积。
27、模拟超大探针“间歇式”泵抽压力恢复比例为40%、50%、60%、70%、80%、90%,侵入深度为8in、15in、20in以及泥浆污染率为20%、50%、80%,得到相应情况下的总作业时间。
28、步骤四:进行间歇式泵抽的关键因素数值模拟,得到不同压力恢复比例、不同侵入深度及不同持续侵入速度下的间歇式泵抽作业方案及相应作业方案的总作业时间。
29、进行间歇式泵抽关键因素模拟时,以超大直径探针为研究对象,输入确定模型基础参数,建立数值模拟网格,根据数值模拟网格在不同孔隙度、侵入深度范围下的泵抽过程进行数值模拟,建立不同泵抽突破体积突破图版,得到超大探针在不同孔隙度、侵入深度条件下的可取样泵抽体积。其中,模型基础参数包括孔隙度、水平渗透率、垂向渗透率、侵入深度、地层流体粘度、地层流体密度、过平衡压力、水基泥浆滤液粘度、水基泥浆滤液密度。
30、步骤五:确定最优的压力恢复比例。
31、总作业时间随压恢程度的增加而增加。根据实际数据,统计得到仪器故障率小于10%时的压力恢复比例为40%。当压恢程度小于50%时,作业时间增加幅度较小,但是低的压力恢复比例意味着更加频繁的开关泵,对于液压和电子设备工作负荷大。当压恢程度大于70%时,作业时间会明显增加。因此,最优的压恢程度为50%~70%。
32、步骤六:获取钻井的侵入深度和最优的压力恢复比例下的间歇式泵抽作业方案及作业方案的总作业时间。
33、与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明为采用一种低渗透储层的间歇式泵抽取样方法,突破电缆测压取样仪器连续泵抽作业能力,以实现更高质量的海上低渗储层取样。通过对现有设备工艺的流程和制度进行革新,优化取样过程,以突破仪器硬件能力限制。这样可以提高取样的准确性和代表性。该取样技术能够突破原本的取样流度下限,从而实现在0.1-0.3md/cp以下低渗储层中的有效取样。相比于较高端的速星探针和双封隔器等传统工具,优化后的取样技术能够单次作业节省至少200万。同时,由于风险小,可以减少操作上的不确定性和可能引起的损失。优化后的取样技术成功应用于8口低渗井,取样成功率由原先的60%提升至90%,在低渗储量的落实和作业提质增效方面发挥重要作用。
1.一种低渗透储层的间歇式泵抽取样方法,其特征在于,包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种低渗透储层的间歇式泵抽取样方法,其特征在于,在所述步骤一中,计算连续泵抽取样的地层流度下限包括如下步骤:
3.根据权利要求2所述的一种低渗透储层的间歇式泵抽取样方法,其特征在于,在所述s2中,泵排量的计算公式为:
4.根据权利要求2所述的一种低渗透储层的间歇式泵抽取样方法,其特征在于,在所述s3中,根据泵抽流体流速计算地层压力与流压压差,根据地层压力与流压压差和地层压力计算流压,地层压力与流压压差的计算公式为:
5.根据权利要求2所述的一种低渗透储层的间歇式泵抽取样方法,其特征在于,在所述s4中,泵后压力的计算公式为:
6.根据权利要求1所述的一种低渗透储层的间歇式泵抽取样方法,其特征在于,在所述步骤二中,根据常规井的泵抽突破体积和孔隙度反演得到钻井液原始侵入深度。
7.根据权利要求1所述的一种低渗透储层的间歇式泵抽取样方法,其特征在于,在所述步骤三中,根据泥浆原始侵入深度,确定泵抽过程中持续侵入速度。
8.根据权利要求1所述的一种低渗透储层的间歇式泵抽取样方法,其特征在于,在所述步骤四中,进行间歇式泵抽关键因素模拟时,以超大直径探针为研究对象,输入确定模型基础参数,建立数值模拟网格,根据数值模拟网格建立泵抽突破体积突破图版,得到超大探针在不同孔隙度、侵入深度条件下的可取样泵抽体积。
9.根据权利要求8所述的一种低渗透储层的间歇式泵抽取样方法,其特征在于,模型基础参数包括孔隙度、水平渗透率、垂向渗透率、侵入深度、地层流体粘度、地层流体密度、过平衡压力、水基泥浆滤液粘度、水基泥浆滤液密度。
10.根据权利要求1所述的一种低渗透储层的间歇式泵抽取样方法,其特征在于,在所述步骤五中,最优的压恢程度为50%~70%。
