[发明专利]一种非均质致密岩石损伤程度的非破坏性实验评价方法

说明书

本发明公开了一种非均质致密岩石损伤程度的非破坏性实验评价方法，包括：（1）测试岩样的初始声波波速，将其转换成初始动态杨氏模量和初始动态泊松比；（2）测试岩样的孔隙度、孔径分布和分层含水率；（3）对岩样进行高温高压工作液损伤处理；（4）测试损伤岩样的声波波速，将其转换为动态杨氏模量和动态泊松比；（5）测试损伤岩样的孔隙度、孔径分布和分层含水率，分析岩样物性变化、孔隙结构变化、工作液侵入深度；（6）计算岩样的损伤变量；（7）拟合岩样的损伤变量与动态杨氏模量、动态泊松比的关系式，对工作液的力学损伤进行评价和预测。本发明解决了非均质致密岩石的损伤评价问题，为钻完井优化设计提供技术指导和理论依据。

技术领域

本发明涉及油气田开发领域，尤其涉及一种非均质储层钻完井过程中工作液对岩石的损伤的非破坏性实验评价方法。

背景技术

岩石是由不同矿物颗粒集合体和胶结材料组成的非均质体，岩石中的矿物成分及其含量是决定岩石物理力学性质的主要因素(陶振宇,潘别桐.岩石力学原理与方法[M].武汉:中国地质大学出版社,1991)。大量的岩石力学试验结果表明岩石本身的非均质性是岩石的物理力学性质参数存在较大离散性的重要影响因素。因此对于岩石的矿物组成较复杂的岩石，如火成岩、岩屑砂岩等，岩石的组成非均质性较强，岩石的物理力学性质离散性较大。

火成岩、致密砂岩等非均质油气储层在勘探开发过程通常涉及多种钻完井工艺，其设计、施工都直接依赖于岩石强度、变形等力学参数，而不同工艺所采用的工作液与储层接触导致储层岩石受到损伤，比如钻井过程中钻井液侵入造成的伤害、压裂改造过程中酸液预处理对岩石的损伤和压裂液滤液侵入造成的伤害，使得岩石物理力学性质发生改变，因此岩石力学参数的合理性将直接影响设计方案的可靠性。准确认识工作液对非均质岩石的损伤程度，及岩石在工作液作用后的力学参数及其变化规律对指导钻完井工程的设计及施工具有重要的意义。

目前，工作液对岩石力学性质的影响的实验评价基本都是通过开展抗压、抗拉、断裂韧性等对岩样具有破坏性的力学性质测试，采用平行样对比分析方法，对比分析未经工作液作用的岩样和经工作液作用后的岩样的物理力学性质变化。但是对于火成岩等本身非均质性较强的岩样而言，岩样间的物理力学性质差异较大，采用平行样对比分析方法的可靠性较差，无法准确表征工作液对岩石力学性质的影响程度，亦无法有效评价工作液对岩石力学参数的影响规律。从而导致非均质性较强的储层的钻完井方案设计的实施效果不理想，因此亟需一种针对非均质岩石的损伤程度评价方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种非均质致密岩石损伤程度的非破坏性实验评价方法，该方法原理可靠，操作简单，能够有效解决非均质致密岩石的损伤评价问题，为钻完井优化设计提供技术指导和理论依据，克服了现有技术的缺陷和不足。

为达到以上技术目的，本发明提供以下技术方案。

本发明考虑了非均质致密岩石的物性和力学性质的差异性，对原有的平行样分析方法进行改进，同时考虑到致密岩石低孔渗特性，在岩样损伤处理方面也作出了改进，建立了新的适用于非均质致密岩石损伤评价的非破坏性实验方法。

一种非均质致密岩石损伤程度的非破坏性实验评价方法，依次包括以下步骤：

(1)测试岩样的初始声波波速，将其转换成初始动态杨氏模量和初始动态泊松比；

(2)利用核磁共振技术，测试岩样的孔隙度、孔径分布和分层含水率；

(3)对岩样进行高温高压工作液损伤处理；

(4)测试损伤岩样的声波波速，将其转换为损伤岩样的动态杨氏模量和动态泊松比；

(5)测试损伤岩样的孔隙度、孔径分布和分层含水率，根据岩样在工作液处理前后的孔隙度测试结果对比分析岩样物性变化，根据孔径分布测试结果对比分析岩样的孔隙结构变化，根据分层含水率测试结果对比分析工作液侵入岩样的深度，对工作液的物理损伤作用进行定量评价；