[发明专利]一种页岩储层的强度敏感性评价方法

说明书

技术领域

本发明涉及油气开采领域，具体涉及一种页岩储层的敏感性评价方法。

背景技术

随着世界各国对能源需求的不断增长，常规能源供给形势日益严峻。进入21世纪后，美国页岩油气的成功开发，特别是2005年以后，美国页岩油气产量大幅度增加，人们把更多的关注转移到非常规油气资源，非常规油气资源将成为后石油时代常规油气资源的战略性补充能源。

油页岩又称油母页岩，是一种高灰分(>40％)的固体可燃有机矿产，作为非常规能源之一，全球油页岩资源非常丰富。据不完全统计，其蕴藏资源量约有10万亿吨，将它折算成油页岩油，世界油页岩油资源量4110亿吨，比常规石油资源量还要高30％以上。中国油页岩油资源量476亿吨，居世界第二，仅次于美国，约为常规石油资源量的62％，主要分布在松辽盆地、鄂尔多斯盆地、准噶尔盆地、柴达木盆地等。

油页岩开采有地面干馏和地下原位开采(地下干馏)两种方式。地面干馏技术比较成熟，地下原位开采尚处于试验阶段。地面干馏，是将油页岩采取挖掘的方式开采运送到地面，经地面破碎设备破碎筛分，然后在油页岩干馏炉中进行干馏生产页岩油。这种工艺的优点是技术成熟，加热周期短，但存在着很大的局限性：1)生态及水质破坏严重。无论是露天采矿还是井下采矿，都需要把地下水位降低到含油页岩层的层位以下，开采1立方米油页岩，一般需要抽出25立方米的地下水。油页岩采矿长期破坏着矿山及其附近的生态平衡和水位水质的稳定。2)灰渣污染严重。通过挖掘开采得到的油页岩用于提炼页岩油或直接燃烧，产生大量灰渣，如果不回收利用则不仅会造成空气污染，且废弃灰渣占地面积大，其中金属元素和微量元素渗入地下水体，危害人们生产生活。3)直接开采占地较多，一旦开垦就无法完全修复。4)干馏后排渣需要用大量的水冷却，消耗大量的水资源的同时，产生大量的废水污染环境，而且含热残渣的热能没有利用，造成热能浪费。5)对于中深层油页岩的开发由于开采成本提高，变得没有经济效益。

油页岩原位开采减少了开采过程中对环境和生态的破坏，占地少、无尾渣废料、无空气污染、少地下水污染及最大限度地减少了有害副产品的产生，代表了未来油页岩利用的发展方向。

目前研究较多的原位开采技术是原位电加热技术和流体加热技术，把热量直接引入地下，加热油页岩层，使油页岩中固态有机质受热裂解形成油气，同时油页岩岩层孔隙、裂缝不断产生，高温作用下，岩石矿物成分、结构可能变化，从而导致岩石力学性质发生变化。

此外，页岩油气储层黏土含量高，还混杂有石英、长石、云母、方解石、白云石、黄铁矿、磷灰石等矿物，有些储层含有不同程度的盐夹层，基质孔隙度、渗透率极低(孔隙度变化范围一般为1-5％，渗透率一般小于0.001×10^-3μm²)，开采过程中需要采取大规模水力压裂、挤酸溶解部分矿物、挤水溶盐等措施，对储层岩石力学性质影响较大，若措施不当，会造成储层伤害，甚至造成储层垮塌。

发明内容

鉴于上述现有技术中存在的问题，发明提供了一种页岩储层的敏感性评价方法，通过对页岩储层在不同地质条件和驱替工艺下抗压强度的变化进行测定和评价，有助于避免水力压裂、挤酸、挤水吞吐、注水驱油、加热开采等作业造成储层伤害、跨塌，从而提高页岩储层的稳定性，并且能够进一步为各种施工作业的工艺参数优化提供依据。

本发明的一个实施方式在于提供一种页岩储层的强度敏感性评价方法，包括：

在执行标准工艺后，测定岩心的抗压强度，得到第一抗压强度；

在执行特定工艺后，测定岩心的抗压强度，得到第二抗压强度；

通过第一抗压强度和第二抗压强度得出岩心的强度敏感指数，并利用所述强度敏感指数来评价页岩储层的强度敏感性。

根据本发明，所述强度敏感指数可通过式(1)得出：

式(1)中，P₁为第一抗压强度，P_i为第二抗压强度，I为强度敏感指数。