CN101059464A - 一种岩心含水分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种岩心含水分析方法，具体地说是用于钻井勘探岩心的分析，属于油气地质技术领域。其主要取岩心样品破碎后放入测试筒内；在测试筒内加入去离子水淹没岩心样品；将所述的测试筒密闭，在常温下浸泡，采用测试仪器确定测试筒内浸泡液的矿化度值K测。本发明采用电导率探测技术，通过给出的岩心含水饱和度分析步骤和计算公式，简化分析过程，只用较少的仪器设备就可以快速得出岩心含水饱和度；化学试剂用量少、无毒，对操作人员无侵害，不需特殊防护，环境无污染；分析迅速，样品分析仅需一套设备；计算方法简单，对操作、应用人员无特别要求；可以满足钻探现场岩心含水快速分析的需要。

Description

一种岩心含水分析方法

技术领域

本发明涉及一种岩心含水分析方法，具体地说是用于钻井勘探岩心的分析，属于油气地质技术领域。

背景技术

岩心含水分析是地质勘探和钻井地质工作中很重要的第一手资料。在钻井现场的录井作业，不同于实验室里的一些操作和分析手段，几乎要求与钻井速度同步，以便获取有效的分析数据。基于这一特殊性，并考虑到操作人员的便利，岩心含水分析方法必须具有便于操作、分析迅速的特点。

目前岩心含水分析主要有滴水实验法、蒸馏法、色谱法、微波法。

滴水实验法是当前现场应用最多的一种方法，主要根据在岩心表面滴上水后，人工观察水滴是否渗入岩心、渗入的速度，判断岩心的含水情况，这种方法获取的资料可靠性差。

蒸馏法是将现场取得的甲苯浸泡岩心样品放入札克斯仪器中，通过加热使样品中的水汽化，经过冷凝、捕集记录水的体积，取出岩样经除油、烘干、称重，测定其孔隙度后，用差减法计算含水饱和度。这种方法较为繁琐，且受环境温度湿度影响、水体积的读取受人为因素影响大、分析时间长。

色谱法基于乙醇能够与任何比例相互溶解，将岩样放入乙醇中，浸泡72小时后，在选定的色谱分析条件下，进行色谱分析，记录水和乙醇的峰高，经过标定、换算求得水的体积，岩样经除油、烘干、称重，测定其孔隙度后，用差减法计算含水饱和度。其缺点是操作烦琐、样品处理时间长。

微波法根据微波加热时，水能强烈吸收微波而产生热效应的特点，按不同岩性确定合理的加热时间和功率，将样品中的水分离出来，根据样品加热前后的质量差，求出样品中水的质量，岩样经除油、烘干、称重，测定其孔隙度后，计算含水饱和度。其缺点是在加热过程中，样品中的烃组分、粘土的层间吸附水被烘出，增大含水计算误差。这些方法都不同程度地存在受人为因素影响大、分析速度慢等缺点和局限性，难以满足钻井现场录井作业的需要。

此外，《断块油气田》2005年12卷2期38-40页“求解含水饱和度的一种方法”一文，提出了利用毛管压力资料，根据油藏物性参数及含油高度求解含水饱和度的方法。通过含水饱和度和孔隙度、渗透率、自由水面以上含油高度、地下油水密度、界面张力等参数之间的定性、定量关系研究，推导出了计算公式。《石油勘探与研究》1995年22卷6期73-77页“保压岩心油气水饱和度分析及脱气校正方法研究”一文，针对保压岩心论述了油气水饱和度分析技术，提出了全直径岩心含水饱和度的计算方法。但都由于所需的参数多、需配套设备多、流程复杂、测试周期长，不能满足现场快速分析的需要。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种岩心含水分析方法，采用电导率探测技术，通过给出的岩心含水饱和度分析步骤和计算公式，简化分析过程，只用较少的仪器设备就可以快速得出岩心含水饱和度；化学试剂用量少、无毒，对操作人员无侵害，不需特殊防护，环境无污染。

本发明的主要解决方案是这样实现的：

本发明岩心含水分析方法采用以下工艺步骤：

1、首先取1-20cm³的岩心样品破碎5-20目，推荐10目左右后，放入测试筒内；在测试筒内加入10-200ml的去离子水淹没岩心样品；

2、将所述的测试筒密闭，在常温下浸泡岩心样品2～72小时；

3、确定测试筒内浸泡液的矿化度值K测；

测试仪器选用电导仪，将连接在电导仪上的电极插入所述的测试筒内的浸泡液体中，同时将电导仪上连接的温度传感器插入测试筒内的浸泡液体中；读取电导仪上的导率值读数L测；

4、按下式计算出岩心含水饱和度：

Sw＝V水K测/(V岩K地φ)

式中：

Sw：岩心含水饱和度：0-100％

K测：浸泡液中的矿化度：1-150000mg/L

K地：地层水中的矿化度：100-150000mg/L

V水：浸泡岩心样品的去离子水体积：10-200mg/L

V岩：岩心样品的体积：1-20cm³

φ：岩心孔隙度：0.5-35％

本发明与已有技术相比具有以下优点：

本发明利用岩心所含水中的各种离子的扩散规律，推导出了利用岩心孔隙度、样品体积、矿化度值、去离子水体积和地层水矿化度5个参数计算含水饱和度的公式，通过确定矿化度，得出含水饱和度；这5个参数的获得非常简便，特别适合现场应用；操作简便，只需采集少量岩心样品，对样品尺寸、形状无特殊要求；化学试剂用量少、无毒，对操作人员无侵害，不需特殊防护，环境无污染；分析迅速，样品分析仅需一套设备，一般24小时内即可获得结果；计算方法简单，对操作、应用人员无特别要求；可以满足钻探现场岩心含水快速分析的需要，填补了钻探现场岩心含水分析的空白，为现场录井作业提供了一种新的手段和方法，对于现场快速识别、评价油气层，提高油气水层解释符合率具有重要意义。

具体实施方式

下面本发明将结合实施例作进一步描述：

实施例一：本发明岩心含水分析方法采用以下工艺步骤：

取XX井、深度为2100.5米的岩心样品2cm³，将岩心样品破碎后，然后在该测试筒内加入体积为10cm³去离子水淹没岩心样品，以便有效地浸出各种离子。破碎岩心样品是常规技术。测试筒是一个可密封的容器，可以采用通用的量筒，也可以采用其他类型的容器。

2、将所述的测试筒密闭，在常温下浸泡岩心样品24小时小时；测试筒应密闭，以防止去离子水和各种离子损失造成数据不准。浸泡时间不能过短，否则各种离子没有完全浸出，测出的数据不可靠。浸泡时间越长，各种离子扩散越完全，但实际应用时也没有必要时间过长，太长时间影响工作效率。

3、确定测试筒内浸泡液的矿化度值K测；

以便通过矿化度值计算岩心含水饱和度。确定矿化度的公知方法很多。

可以采用下述方式确定矿化度：

将连接在电导仪上的电极插入所述的测试筒内的浸泡液体中，同时将电导仪上连接的温度传感器插入该测试筒内的浸泡液体中；读取电导仪上的导率值读数L测。

前人研究表明，电导率作为电阻率的倒数，常作为水体被无机盐污染程度评价的指标，即在一定的操作条件下，反映了溶液中离子的总量，即矿化度的大小，可以根据水溶液的类型，建立电导率与矿化度的定量关系。

只要测得样品的电导值，就可以求得矿化度。由于电位值与温度相关，因此，在测电导值时，需要同时测量温度，以便进行温度校正。测量温度为室温。

当电导仪与电极、温度传感器连接在一起，按仪器说明书要求进行操作，仪器就会自动进行测量和数据处理，在仪器上可以直接读出电导值。这一步是常规的测量电导的方式。计算得矿化度为300mg/L。已知该样品的孔隙度为20％，地层水的矿化度为8000mg/L。

4、按下式计算出岩心含水饱和度：

S_w＝V_水K_测/(V_岩K_地φ)

  ＝10×300/(2×8000×20％)

  ＝93.75％。

即该样品的含水饱和度为93.75％，为高含水层。

其中，地层水中的矿化度K地、岩心孔隙度φ，是本领域常用的参数，通过常规方法可以取得，在本发明的方法中作为已知参数；去离子水体积V水、岩心样品的体积V岩，是在第1步已测定的。

因此，通过上述各步骤，即得出被测岩心样品的含水饱和度。

实施例二：

取X井、深度为2106.5米的岩心样品2cm³，放入盛有10cm³去离子水的测试筒内，浸泡48小时，测得电导率后，经过电导率与矿化度关系转换，计算得矿化度为50mg/L。已知该样品的孔隙度为15％，地层水的矿化度为6000mg/L。

按下式计算出岩心含水饱和度：

S_w＝V_水K_测/(V_岩K_地φ)

  ＝10×50/(2×6000×15％)

  ＝27.78％。

即该样品的含水饱和度为27.78％，为低含水层。

实施例三

取Y井、深度为1800.5米的岩心样品5cm³，放入盛有10cm³去离子水的测试筒内，浸泡24小时，测得电导率后，经过电导率与矿化度关系转换，计算得矿化度为100mg/L。已知该样品的孔隙度为10％，地层水的矿化度为10000mg/L。

按下式计算出岩心含水饱和度：

S_w＝V_水K_测/(V_岩K_地φ)

  ＝10×100/(5×10000×10％)

  ＝20％。

即该样品的含水饱和度为20％，为低含水层。

Claims (2)

1、一种岩心含水分析方法，采用以下工艺步骤：

(1)、取的岩心样品破碎后放入测试筒内；在测试筒内加入去离子水淹没岩心样品；

(2)、将所述的测试筒密闭，在常温下浸泡岩心样品2～72小时；

(3)、采用测试仪器确定测试筒内浸泡液的矿化度值K测；

(4)、按下式计算出岩心含水饱和度：

S_w＝V水K测/(V岩K地φ)

式中：

K测：浸泡液中的矿化度：1-100000mg/L

K地：地层水中的矿化度：100-150000mg/L

V水：浸泡岩心样品的去离子水体积：10-200mg/L

V岩：岩心样品的体积：1-20cm³

φ：岩心孔隙度：0.5-35％

2、根据权利要求1所述的一种岩心含水分析方法，其特征在于所述的浸泡岩心样品时间为2～72小时。