一种距井筒中心不同距离处储层出砂、水锁识别判断方法

本发明属于油气田开发领域，特别涉及一种距井筒中心不同距离处储层出砂、水锁识别判断方法。

背景技术：

1、现如今，国内疏松砂岩气藏资源潜力巨大，但是该类储层胶结疏松，易松散，随着疏松砂岩气藏的开发，水不断侵入地层，导致储层的含水饱和度不断增大，这可能会导致距井筒中心不同距离处储层发生出砂或水锁效应，为降低出砂或水锁效应对储层造成的伤害，因此，明确距井筒中心不同距离处储层的出砂或水锁情况是非常重要的；经过广泛的调研，专利号为cn202011527150.x的《一种气藏储层水锁伤害实验评价方法》利用水锁实验装置，通过测定岩心在对应含水饱和度下的渗透率，并计算岩心在该对应含水饱和度下的临界毛管压力，来对水锁伤害进行评价，但是该评价方法并没有考虑储层出砂情况以及在具体哪个位置储层会发生水锁效应；专利号为cn202211012888.1的《一种碳酸盐岩低孔低渗储层伤害程度综合识别方法》基于气井监测数据、气藏储层与流体参数对储层水锁程度进行识别，获取水锁伤害范围，但是它没有考虑含水饱和度变化对储层水锁程度的影响，而且它也没有涉及距井筒中心不同距离处的水锁效应。

2、总体来说，储层出砂、水锁效应取得了许多的研究成果，但是具体研究距井筒中心不同距离处储层的出砂和水锁情况目前研究较少，因此，我们提出了一种距井筒中心不同距离处储层出砂、水锁识别判断方法来明确储层在某一含水饱和度下，距井筒中心不同距离处储层的出砂和水锁情况，该方法在预测距井筒中心不同距离处储层的出砂、水锁情况中具有理论上的合理性和实际生产应用价值。

技术实现思路

1、本发明的目的是：为解决疏松砂岩储层在某个含水饱和度下，无法判断距离井筒中心不同距离处储层的出砂、水锁情况的问题，本发明采用实验与理论相结合的方法，对物性相似的岩样开展不同含水饱和度下的抗压强度实验，获得不同含水饱和度下储层开始出砂的压力梯度，对另外两块物性相似的岩样分别开展不同含水饱和度下气体渗透率实验、启动压力梯度实验，结合储层压力梯度计算模型、某个含水饱和度下气体渗透率和气藏物性参数，得到距井筒中心不同距离处的压力梯度，将不同距离处的压力梯度与储层开始出砂的压力梯度、气体启动压力梯度进行比较，得到距井筒中心不同距离处储层的出砂和水锁情况，该方法计算简便，可推广性强。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种距井筒中心不同距离处储层出砂、水锁识别判断方法，该方法包括下列步骤：

3、s100、将从地层中取出的岩块加工为直径和长度相同的柱塞岩样若干块，并烘干，分别测量它们的干重、长度、直径、孔隙度和渗透率；

4、s200、实验室复配地层水，并测量地层水的密度；

5、s300、取其中若干块柱塞岩样，利用岩石力学伺服实验测试系统开展不同含水饱和度下的岩石的抗压强度实验，获得不同含水饱和度下岩样的抗压强度的步骤为，

6、s301、取其中一块柱塞岩心，利用称重法，得到设定含水饱和度下的岩石湿重质量，然后将岩心放在电子天平上，利用胶头滴管向岩心滴液，当达到设定含水饱和度下的岩石湿重质量时，停止滴液，将岩心密封一段时间，待水相均匀分布在岩心中时，进行该含水饱和度下的岩石抗压强度测试；

7、s302、取其他柱塞岩心，分别设定不同的含水饱和度，然后将柱塞岩心放在电子天平上，利用胶头滴管向岩心滴液，当达到设定含水饱和度下的岩石湿重质量时，停止滴液，将岩心密封一段时间，待水相均匀分布在岩心中时，进行该含水饱和度下的岩石抗压强度测试，得到其他柱塞岩心不同含水饱和度下的抗压强度；

8、s400、根据得到的不同含水饱和度下岩石抗压强度，将岩样抗压强度除以岩样的长度，得到不同含水饱和度下储层开始出砂的压力梯度；

9、s500、对不同含水饱和度下储层开始出砂的压力梯度进行拟合，得到不同含水饱和度下储层开始出砂的压力梯度拟合式；

10、s600、取另外一块干燥的柱塞岩心，开展不同含水饱和度下的气体渗透率实验，获取不同含水饱和度下的气体渗透率的步骤为，

11、s601、将柱塞岩心放入抽真空加压饱和装置中饱和地层水一段时间；

12、s602、将柱塞岩心放入高温高压储层渗流特征测试系统，对岩心施加固定围压，缓慢增加进口压力至气体流量计的流量不在变化，记录该稳定状态下的气体流量、进口压力和出口压力；s603、从高温高压储层渗流特征测试系统中取出岩心，利用称重法，计算驱替后岩心的含水饱和度；

13、s604、根据气体渗透率计算公式，计算该含水饱和度下的气体渗透率，其中气测渗透率计算公式如下；

14、

15、式中，kg为气体渗透率，单位为d；p0为大气压力，单位为mpa；q为气体流量，单位为cm3/s；μ为气体粘度，单位为mpa·s；l为岩心长度，单位为cm；a为岩样截面积，单位为cm2；p1为进口压力，单位为mpa；p2为出口压力，单位为mpa；

16、s605、对柱塞岩心重复s602、s603、s604步骤，得到不同含水饱和度下的气体渗透率；

17、s606、对不同含水饱和度下的气体渗透率进行拟合，得到气体渗透率与含水饱和度的拟合式；s700、另取一块干燥的柱塞岩心，利用气泡法开展不同含水饱和度下的气体启动压力梯度实验，获取不同含水饱和度下的气体启动压力梯度的实验步骤为，

18、s701、向该柱塞岩心不断滴液，通过称重法，待柱塞岩心含水饱和度接近满饱和状态时，停止滴液，将岩心密封一段时间，待水相均匀分布在岩心中时，将柱塞岩心放入非稳态相对渗透率实验装置中进行气体启动压力梯度实验；

19、s702、对柱塞岩心施加固定的围压，将气体出口端浸没到水中，不断增加入口端压力，待气体出口端开始出现气泡时，记录此时的入口端与出口端的压力，通过入口端压力和出口端压力的差值与该柱塞岩心的长度的比值，即可得到该状态下的气体启动压力梯度，取出岩心，利用称重法，计算驱替后岩心的含水饱和度，最终得到该含水饱和度下的气体启动压力梯度；s703、将岩心放置在空气中，待岩心湿重质量降低后，重复s702步骤，得到不同含水饱和度下的气体启动压力梯度；

20、s800、通过储层压力梯度计算模型和气藏物性参数，结合某个含水饱和度下气体渗透率，可以得到该含水饱和度下距井筒中心不同距离处的压力梯度，将距井筒中心不同距离处的压力梯度与该含水饱和度下储层开始出砂的压力梯度、气体启动压力梯度做比较，可以得到该含水饱和度下距井筒中心不同距离处储层的出砂、水锁情况，若得到的压力梯度同时大于储层开始出砂的压力梯度和气体启动压力梯度，则仅发生出砂现象，若得到的压力梯度同时小于气体的启动压力梯度、储层开始出砂的压力梯度，则仅出现水锁效应，若得到的压力梯度既大于储层开始出砂的压力梯度又小于气体的启动压力梯度，则出砂、水锁效应同时发生，储层压力梯度计算模型如下；

21、

22、式中，r为距井筒中心的距离，单位为m；qsc为气井产量，单位为×104m3/d；t为储层温度，单位为k；z为气体偏差因子，无量纲量；μ为气体粘度，单位为mpa·s；kg为气体渗透率，单位为d；h为储层有效厚度，单位为m；p为地层压力，单位为mpa；为储层的压力梯度，单位为mpa/m。

23、进一步所述的一种距井筒中心不同距离处储层出砂、水锁识别判断方法，所述的水锁效应为水侵入地层造成地层含水饱和度增加，使得气体流动阻力增加，导致气体无法流动的状态。

24、进一步所述的一种距井筒中心不同距离处储层出砂、水锁识别判断方法，所述的出口压力为0.1mpa、出口端压力也为0.1mpa。

25、进一步所述的一种距井筒中心不同距离处储层出砂、水锁识别判断方法，所述的若干块柱塞岩样物性相似。

26、进一步所述的一种距井筒中心不同距离处储层出砂、水锁识别判断方法，所述的气藏物性参数包括储层有效厚度、储层温度、气体粘度、气体偏差因子、地层压力。

27、进一步所述的一种距井筒中心不同距离处储层出砂、水锁识别判断方法，所述的储层开始出砂的压力梯度为岩样抗压强度与岩样长度的比值。

28、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：(1)可以确定疏松砂岩储层在某个含水饱和度下，距离井筒中心不同距离处储层的出砂、水锁情况；(2)计算方法便捷有效，工作效率高；(3)计算方法易于推广，成本较低。