【摘要】：由于地層測(cè)試器能夠直接獲得儲(chǔ)層流體的第一手資料,因而受到廣泛重視。隨著頁巖和致密油氣成為勘探開發(fā)的重要目標(biāo),對(duì)地層測(cè)試器的流體取樣以及壓裂評(píng)價(jià)提出了新的需求和挑戰(zhàn)。例如,在致密儲(chǔ)層條件下,如何快速抽吸到地層的真實(shí)流體?如何準(zhǔn)確評(píng)價(jià)和識(shí)別未抽吸到的地層流體性質(zhì)?利用地層測(cè)試器,如何有效地評(píng)價(jià)定向壓裂等,成為亟待解決的理論、方法、技術(shù)、工程和工藝問題。本博士論文,試圖圍繞上述需求和挑戰(zhàn),開展如下探索性創(chuàng)新研究。1、致密儲(chǔ)層條件下,對(duì)探針抽吸前方流體進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)裝置、理論和方法及其實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。在致密儲(chǔ)層,由于鉆井液的流度高于地層原油的流度,因此造成地層測(cè)試器難以及時(shí)抽吸到真實(shí)地層流體。而地層測(cè)試器中的流體分析模塊通常是判斷流線中的流體來確定流體性質(zhì),因而可能產(chǎn)生誤判。本研究通過設(shè)計(jì)新型探針并在抽吸流體過程中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)探針前方的地層電阻率,繼而確定流體的性質(zhì),以確保抽吸到地層真實(shí)流體。根據(jù)這個(gè)設(shè)計(jì)原理,本文進(jìn)行了相應(yīng)的數(shù)值模擬和巖心實(shí)驗(yàn)。然后,通過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)驗(yàn)證該理論的正確性和可行性。2、致密儲(chǔ)層條件下,通過電滲流方法加快抽吸過程的裝置、理論和方法及其實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。在致密儲(chǔ)層或鉆井液侵入較深的情況下,抽吸過程將會(huì)非常緩慢這是因?yàn)榈捅眯Щ蚋吡鞫鹊你@井液所致。本研究提出應(yīng)用電滲流方法,加快流體抽吸的思路和方法。在現(xiàn)有探針基礎(chǔ)上,添加電極構(gòu)建直流電場(chǎng),激發(fā)電滲流,實(shí)現(xiàn)抽吸加速。通過理論分析、數(shù)值模擬和巖心實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)電滲流能夠顯著降低水相相對(duì)滲透率,提高油的相對(duì)滲透率。3、利用地層測(cè)試器進(jìn)行定向壓裂時(shí),壓裂縫的動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)與監(jiān)測(cè)的裝置、理論和方法及數(shù)值分析。傳統(tǒng)的地層測(cè)試器的雙封隔器壓裂測(cè)試,水力壓力方向是各向同性的,其產(chǎn)生的壓裂縫受著原始地層應(yīng)力分布的影響,因而壓裂縫的方向難以控制和預(yù)測(cè)。本研究把現(xiàn)有地層測(cè)試器雙封隔器改進(jìn)為三維單封隔器16探針,并把這些探針的水力壓裂出口設(shè)計(jì)成可控方式。利用數(shù)值模擬,對(duì)新型三維16探針單封隔器的定向壓裂角和定向壓裂縫的關(guān)系進(jìn)行了系統(tǒng)研究,并通過在16探針上添加電極去監(jiān)測(cè)其前方地層電阻率的變化來實(shí)現(xiàn)壓裂縫的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)。通過上述探索研究,得到如下初步結(jié)論:1、對(duì)鉆井液深侵入地層的取樣,通過監(jiān)測(cè)探針前方地層電阻率能夠快速獲取地層真實(shí)流體性質(zhì)。2、在抽吸過程中,通過激發(fā)電滲流降低水相的相對(duì)滲透率進(jìn)而提高油相的相對(duì)滲透率。3、新型三維單封隔器16探針能夠?qū)嵤┒ㄏ驂毫?通過監(jiān)測(cè)探針前方電阻率能夠?qū)毫芽p進(jìn)行動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)。本次探索基于水基鉆井液和地層流體的電學(xué)性質(zhì)具有顯著差異,而對(duì)于相近的電學(xué)性質(zhì),在理論模型及正反演方面的研究需要進(jìn)一步加深和完善。
【圖文】：

探針在不同方位上的電壓
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)石油大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TE31

【參考文獻(xiàn)】

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