一种致密油储层CO2注入微观孔隙增能效率测试方法

本发明涉及石油天然气工程领域，尤其是致密油气储层勘探开发过程中一种致密油储层co2注入微观孔隙增能效率测试方法。

背景技术：

1、大规模高排量水基压裂液注入地层形成复杂缝网是致密油气高效开发的关键，目前体积压裂技术模式下，各油田取得一定效果。但平均单井用液量大，介于2～3万方，压后见油与排液周期长，严重影响采油速度且补能方式单一，稳产难度大，未能实现储层有效充分动用，同时中国水资源紧缺，对水力压裂带来巨大挑战。为进一步提高采出程度，急需探索新的注入介质提产攻关研究。其中二氧化碳(co2)具有粘度低易注入、扩散系数高、溶解性能强、增能效果明显、节约水资源等独特优势，是致密油气提产的重要方向。中国致密油气通常具有低压与强非均特征，补充地层能量为提高单井产量的重要手段，其中增能效率是评价co2增能效果的核心指标。但co2进入地层渗流规律极为复杂，co2注入地层的增能效率定量评价极为困难。目前国内外学者对co2增能效果做了部分研究，主要有以下几种：

2、(1)沈一丁等(沈一丁，邱列维，杨晓武等.一种co2增能酸性清洁压裂液及其制备方法，专利号：cn201610320618.5)。该方法将水溶性聚醚类非离子表面活性剂和长链叔铵盐阳离子表面活性剂以及氯化钾溶解在水中形成复合乳液基液；将液态co2加入上述乳液中，搅拌均匀获得酸性清洁压裂液。通过co2增能压裂液不仅可提高返排能力；而且液态co2可与低黏度复合乳液相互作用，形成高黏度的冻胶，酸性清洁压裂液和co2泡沫压裂液共同作用，提高采收效率。

3、(2)刘银仓等(刘银仓，邱伟，宋永芳等.一种用于陆相页岩油储层的复合压裂方法，专利号：cn202110332966.5)该方法首先采用酸液预处理储层；向预处理后的储层中注入液态二氧化碳，其次采用酸性冻胶液造主裂缝，并用滑溜水开启并扩展微裂缝及分支裂缝系统，其中采用前置液态co2主要增加地层能量，提高压后返排率。

4、(3)张矿生(张矿生，白晓虎，刘顺等.致密油藏注co2增能效果及参数优化[j].科学与技术工程,2020,20(26):10752-10758)。文章为了研究致密油藏注co2增能效果，分析co2对储层孔隙结构的影响规律，通过相态计算分析co2注入对原油体积系数及饱和压力的改变。运用有限差分方法和三维有限元方法，建立三维动态地应力与油藏双向耦合模型，分析储层渗透率变化规律及井底附近压力分布特征，评价注co2增能效果。

5、综上所述，上述方法都没有考虑co2进入储层与岩石微观孔隙、流体发生物理化学作用，岩石微观结构发生变化，增能效率发生动态变化。方法(1)和(2)将co2增能效果应用到页岩油体积压裂中，co2矿场注入量依靠经验，尚未建立相关依据。方法(3)通过数值模拟手段分析不同co2注入量对应地层压力变化，评价增能效果。该方法建立理想数值模拟有较大误差，同时仅仅停留在对地层压力的变化。因此，有必要形成适合co2特殊性质的增能效率的评价方法，为非常规致密油气压裂优化设计提供重要依据。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种致密油储层co2注入微观孔隙增能效率测试方法。该方法首先开展致密油油藏目标储层段井下取心，加工成标准岩样并烘干至恒重，测试岩样的初始物性参数，同时利用同区块同层位生产井原油饱和岩样。其次，开展岩样所在储层温度与压力条件下co2注入实验，利用核磁共振设备在线实时监测co2增能过程，获得到达目标增能压力时对应的t2图谱曲线和实验后岩样微观孔隙动态分布，计算岩样孔隙密度，同时利用流量计和压力表分别记录co2注入量和岩样增能压力。最后，根据岩样孔隙密度、co2注入量和岩样实验设置目标增能压力，获取增能系数，其值越小，说明co2在岩石微观孔隙中增能效率越快，从而实现定量表征的目的。为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

2、一种致密油储层co2注入微观孔隙增能效率测试方法，包括以下步骤：

3、s1)将致密油目标储层段的井下岩心加工成实验所需尺寸岩样并烘干至恒重，测试岩样的初始物性参数，同时利用同区块同层位生产井原油饱和岩样；

4、s2)开展岩样所在储层温度与压力条件下co2注入实验，利用核磁共振设备在线实时监测co2增能过程，获得到达目标增能压力时对应的t2图谱曲线和实验后岩样微观孔隙动态分布，计算岩样孔隙密度，同时利用流量计和压力表分别记录co2注入量和岩样增能压力；

5、s3)根据岩样孔隙密度、co2注入量和岩样增能压力，获取增能系数，利用增能系数实现定量表征增能效率。

6、进一步的技术方案是，所述步骤s1)中实验所需尺寸岩样为直径2.5cm，长度5cm的标准岩心。

7、进一步的技术方案是，所述步骤s1)初始物性参数包括岩样孔隙度。

8、进一步的技术方案是，所述步骤s2)中开展岩样所在储层温度与压力条件下co2注入实验包括：

9、s21)根据储层应力和储层温度参数确定实验加载条件，实验加载条件包括实验温度和围压；

10、s22)将步骤1)中所述测试后的岩心饱和原油样品装入岩心夹持器中，利用加热套将反应釜、岩心及岩心夹持器加热至步骤s21)中确定的实验温度；并利用围压泵加载步骤s21)中确定的围压；

11、s23)用真空泵排空管线及反应釜中的空气，排空完成后关闭真空泵入口阀并利用恒速恒压泵将存储罐中的液态co2泵入反应釜中；

12、s24)利用核磁共振设备实时在线监测co2在岩石微观孔隙增能过程，获得目标增能压力的t2图谱曲线和对应信号振幅值，利用公式(5)计算岩样微观孔隙分布，利用公式(6)计算岩样平均微观孔隙半径；

13、ri＝cti(5)

14、

15、式中：ri为核磁共振t2谱图曲线第i时刻岩样对应多尺度微观孔隙孔径，μm；c为孔径转化系数；ti为核磁共振t2谱图曲线第i时刻时间，ms；n为t2谱图曲线信号振幅值不为零的时间个数；

16、s25)利用恒速恒压泵计量不同实验时间co2注入量，利用压力计计量岩样增能压力，当到达目标增能压力时停止实验，测试实验后岩样的孔隙度；

17、s26)根据步骤s1)岩样尺寸和和步骤s25)实验后物性参数，计算实验后岩样微观孔隙密度，计算公式如下：

18、

19、式中：n为岩样微观孔隙密度，无因次；r为岩样平均微观孔隙半径，μm。

20、进一步的技术方案是，所述增能系数计算方法为：

21、

22、式中：ei为增能系数，cm3/mpa；vc为co2注入量，cm3；n为岩石微观孔隙密度，无因次；p为目标增能压力，mpa。

23、进一步的技术方案是，增能系数值越小表明co2在岩石微观孔隙中增能效率越快。

24、另一方面，本发明提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述权利要求任一项所述的致密油储层co2注入微观孔隙增能效率测试方法的步骤。

25、另一方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现上述权利要求任一项所述的致密油储层co2注入微观孔隙增能效率测试方法的步骤。

26、本发明具有以下优点：本发明设计了一套新的实验装置实现了致密油储层co2注入微观孔隙增能效率的定量测试，且考虑了岩石微观孔隙结构变化，通过增能系数来定量评价不同储层类型co2增能效率。相比目前其他实验方法，该计算方法与精度有较大提高，简单可行，可操作性强，大幅度降低矿场测试费用，同时可推广的矿场尺度co2增量效率评价，可为co2代替水资源可行性和压裂优化设计提供依据。