[发明专利]一种碳酸盐岩酸压后基质渗透率计算方法

说明书

本发明公开了一种碳酸盐岩酸压后基质渗透率计算方法，包括步骤1)收集基本参数；2)建立天然气在基质流动过程中粘度动态变化方程；3)建立考虑应力敏感的毛管孔径和次生微裂缝缝宽的动态变化计算模型；4)考虑启动压力梯度和束缚水膜，分别建立天然气在毛管和裂缝中的流量方程；5)引入分形理论，建立毛管和裂缝的总流量计算方程，将碳酸盐岩酸压后近裂缝面处理为毛管‑裂缝双重孔隙介质渗流模型，建立碳酸盐岩酸压后基质渗透率计算模型。本发明基于天然气在应力敏感、缝宽动态变化、多重孔隙介质、启动压力梯度条件下的真实流动过程，提供了一种碳酸盐岩酸压后基质渗透率计算方法。

技术领域

本发明涉及碳酸盐岩勘探与开发领域，具体涉及到一种碳酸盐岩酸压后基质渗透率计算方法。

背景技术

酸压是开发碳酸盐岩气藏的关键技术，碳酸盐岩储层中的孔隙以毛细管为主，在酸压后近主裂缝处的基质会产生次生微裂缝，从而形成毛管-裂缝双重孔隙介质，由于裂缝渗透率远大于毛细管渗透率，气体在流入人工主裂缝时渗透率会增大，同时残酸也会进入次生微裂缝形成束缚水膜，由于毛管-裂缝尺寸极小，这些孔隙结构可以看作毛管-裂缝双重孔隙。

在酸压施工结束后，在近主裂缝处的孔隙基质为毛管-裂缝双重孔隙介质，准确评价天然气在毛管-裂缝双重孔隙中的渗透率和流动能力对于提高碳酸盐岩的开发效果具有积极意义。目前针对基质渗透率的评价方法主要分为实验研究和理论计算研究。实验研究方法是以氮气为介质模拟天然气在碳酸盐岩储层中的渗流规律，存在以下不足：(1)实验无法完全模拟酸压后形成次生微裂缝的开度和延伸；(2)无法考虑在高温高压下气体流动过程中的真实气体效应和应力敏感；(3)实验岩心制作难度大，价格昂贵。实验模拟研究无法动态模拟毛管-裂缝双重孔隙介质在上述因素综合影响下的渗透率变化。理论计算研究方法是基于气体在孔隙中的受力分析，通过建立孔隙介质流动通道的物理模型，并进一步采用非结构网格离散流体域，建立孔隙介质的渗透率预测模型。该方法存在于下不足：(1)建模过程复杂，计算难度大；(2)无法全面考虑束缚水、启动压力梯度、缝宽动态变化，以及气体在高温高压下的真实气体效应和应力敏感的特点；(3)无法表征多重孔隙介质的渗流特征。

发明内容

有鉴于此，本发明充分考虑了高温高压储层中的真实气体效应和应力敏感、启动压力梯度、缝宽动态变化和天然气在多重孔隙流动的特点，以及残酸造成的束缚水膜对流动能力的影响，提供了一种碳酸盐岩酸压后基质渗透率计算方法。

为达上述目的，本发明的一个实施例中提供了一种碳酸盐岩酸压后基质渗透率计算方法，包括以下步骤：

1)收集储层岩石力学参数、储层气体性质参数，以及酸压后毛管和裂缝参数；

2)根据高温高压储层真实气体效应，建立天然气在基质流动过程中粘度动态变化方程；

3)建立考虑应力敏感的毛管孔径和次生微裂缝缝宽的动态变化计算模型；

4)基于天然气在毛管和裂缝中的受力平衡关系，考虑启动压力梯度和束缚水膜，分别建立天然气在毛管和裂缝中的流量方程；

5)引入分形理论，建立毛管和裂缝在多因素影响下的总流量计算方程；结合广义达西定律，将碳酸盐岩酸压后近裂缝面处理为毛管-裂缝双重孔隙介质渗流模型，建立碳酸盐岩酸压后基质渗透率计算模型；

K＝K_m+K_f

式中，K为碳酸盐岩酸压后基质渗透率，mD；K_m，毛管渗透率，mD；K_f，裂缝渗透率，mD；D_f为毛管分形维数，无因次；D_T为迂曲度分形维数，无因次；λ_gmax为毛管最大直径，μm；λ_gmin为毛管最小直径，μm；I为离散段数，无因次；β为离散后第i段最小管径与最大管径之比，无因次；Δλ为离散步长，m；