CN103760082A - 页岩层系致密储层原油有效可动空间确定方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种页岩层系致密储层原油有效可动空间确定方法和装置，其中，该方法包括：测量页岩层系致密储层的岩心样品核磁共振的第一弛豫时间和第一幅度值，其中，岩心样品中的原油处于饱和状态；根据第一弛豫时间对第一幅度值进行积分，得到岩心样品的总储集空间体积的T₂谱幅度累计值；对岩心样品进行离心操作，测量离心后的岩心样品核磁共振的第二弛豫时间和第二幅度值；根据第二弛豫时间对第二幅度值进行积分，得到离心后的岩心样品的束缚储集空间体积的T₂谱幅度累计值；测量离心后的岩心样品的总孔隙度；根据上述数据确定页岩层系致密储层原油有效可动空间。本发明达到了减少实验时间，提高实验结果的准确性的技术效果。

Description

页岩层系致密储层原油有效可动空间确定方法和装置

技术领域

本发明涉及石油勘探技术领域，特别涉及一种页岩层系致密储层原油有效可动空间确定方法和装置。

背景技术

页岩层系致密储层是页岩层系内致密储层和页岩储层的总称，页岩层系中的致密油和页岩油是指在常规的试油条件下，原油产能不能达到工业油流标准的储层，这些储层本身是不具有商业价值的，只有经过大型体积压裂后才能成功进行商业开发。致密油地质资源量非常巨大，页岩油地质资源量更大，因此，致密油和页岩油勘探开发的潜力非常大，随着对致密油和页岩油的研究，致密油和页岩油已逐步成为油气勘探开发的重点领域，将在今后相当长一段时期内，成为油气勘探开发的主要领域。

在实际勘探的过程中，制约页岩层系中致密油和页岩油勘探开发的关键问题之一就是储集空间中原油有效可动空间的大小确定。目前，储层空间中原油有效可动空间大小的确定沿袭了常规储层确定有效可动空间的方法和技术，这些方法和技术对于低孔渗到高孔渗的常规储层空间中原油有效可动空间的确定是适用的，但是并不适用于确定页岩层系中致密油或页岩油中原油的有效可动空间。

常规储层的有效可动空间的确定主要采用以下方式：首先，对岩心柱子进行洗油、烘干、饱和水等处理，然后进行饱和处理和离心处理，最终确定T₂谱截止值。在确定T₂谱截止值的过程主要是使用100psi（即，0.69MPa）的脱水压力进行脱水（离心时间为1小时），根据确定脱去可动水后的岩心T₂谱，计算累计孔隙度，然后再在饱和水岩心的T₂谱上找一点，使其左边累计孔隙度与脱水后的总累计孔隙度相等，最终将该点对应的T₂谱值作为T₂谱截止值。

然而，页岩核磁孔隙度普遍小于水测孔隙度，因此通过T₂谱截止值法来确定页岩层系致密储层原油有效可动空间存在以下问题，即在T₂谱截止值之下仍有可动流体空间，因此采用T₂谱截止值法并不能真实地反映流体有效可动空间。进一步的，页岩层系内致密储层和页岩储层的孔隙度普遍小于10%，致密碎屑岩储层提交原油探明储量有效孔隙度下限为6%，页岩油可开采的孔隙度下限更低，一般为4%，因此，现有方法技术流程中，利用先对岩心柱子洗油，烘干后，再进行饱和水的方法，很难满足页岩层系样品能完全饱和水的要求，从而使得最终确定的有效可动空间的结果不准确。同时，洗油、烘干、再饱和水的过程需要3个月的时间，耗费的时间比较长，在洗油、烘干、再饱和水的过程中岩心也容易破碎。

针对上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种页岩层系致密储层原油有效可动空间确定方法，以达到减少实验时间，提高实验结果的准确性的目的，该方法包括：

测量页岩层系致密储层的岩心样品核磁共振的第一弛豫时间和第一幅度值，其中，所述岩心样品中的原油处于饱和状态；

根据所述第一弛豫时间对所述第一幅度值进行积分，得到所述岩心样品的总储集空间体积的T₂谱幅度累计值；

对所述岩心样品进行离心操作，测量离心后的所述岩心样品核磁共振的第二弛豫时间和第二幅度值；

根据所述第二弛豫时间对所述第二幅度值进行积分，得到离心后的岩心样品的束缚储集空间体积的T₂谱幅度累计值；

测量离心后的岩心样品的总孔隙度；

根据所述总储集空间体积的T₂谱幅度累计值、所述束缚储集空间体积的T₂谱幅度累计值，以及所述总孔隙度，确定所述页岩层系致密储层原油有效可动空间体积占总储集空间的体积比例。

在一个实施例中，根据所述总储集空间体积的T₂谱幅度累计值、所述束缚储集空间体积的T₂谱幅度累计值，以及所述总孔隙度确定所述岩心样品所在的页岩层系致密储层原油有效可动空间体积占总储集空间的体积比例，包括：

按照以下公式确定岩心样品的原油有效可动空间占岩心样品的体积比例：

其中，表示所述总孔隙度，T_t表示总储集空间体积的T₂谱幅度累计值，T_b表示束缚储集空间体积的T₂谱幅度累计值，

表示岩心样品的原油有效可动空间占岩心样品的体积百分比；

按照以下公式确定页岩层系致密储层原油有效可动空间体积占总储集空间的体积比例：

其中，

表示总孔隙度，R_m表示页岩层系致密储层原油有效可动空间体积占总储集空间的体积比例。

在一个实施例中，按照以下公式计算总储集空间体积的T₂谱幅度累计值：

$T_t={\∫}_{T_{2-\mathrm{fat}-\mathrm{oil}-\min }}^{T_{2-\mathrm{fat}-\mathrm{oil}-\max }}f\left(T_{2-\mathrm{fat}-\mathrm{oil}}\right)d{T}_2$

其中，T_t表示总储集空间体积的T₂谱幅度累计值，T_{2-fat-oil-min}表示第一弛豫时间的最小测量值，T_{2-fat-oil-max}表示第一弛豫时间的最大测量值，f(T_2-fat-oil)表示第一幅度值；

按照以下公式计算束缚储集空间体积的T₂谱幅度累计值：

$T_b={\∫}_{T_{2-\mathrm{centrifuge}-\min }}^{T_{2-\mathrm{centrifuge}-\max }}f\left(T_{2-\mathrm{centrifuge}}\right){\mathrm{dT}}_2$

其中，T_b表示束缚储集空间体积的T₂谱幅度累计值，T_{2-centrifuge-min}表示第二弛豫时间的最小测量值，T_{2-centrifuge-max}表示第二弛豫时间的最大测量值，f(T_2-centrifuge)表示第二幅度值。

在一个实施例中，对所述岩心样品进行离心操作，包括：

确定岩心样品所在页岩层系致密储层原油可动孔喉的下限值；

根据所述可动孔喉的下限值确定毛管压力；

将确定的所述毛管压力作为离心力，对所述岩心样品进行离心。

在一个实施例中，对所述岩心样品进行离心的时间大于等于24小时。

在一个实施例中，在测量岩心样品核磁共振的第一弛豫时间和第一幅度值之前，所述方法还包括：

将岩心样品放置在原油中；

对原油进行加压、加温至岩心样品所在页岩层系致密储层的压力和温度；

在预定时间后，取出岩心样品。

本发明实施例还提供了一种页岩层系致密储层原油有效可动空间确定装置，以达到减少实验时间，提高实验结果的准确性的目的，该装置包括：

第一测量模块，用于测量页岩层系致密储层的岩心样品核磁共振的第一弛豫时间和第一幅度值，其中，所述岩心样品中的原油处于饱和状态；

第一计算模块，用于根据所述第一弛豫时间对所述第一幅度值进行积分，得到所述岩心样品的总储集空间体积的T₂谱幅度累计值；

第二测量模块，用于测量进行离心操作后的所述岩心样品核磁共振的第二弛豫时间和第二幅度值；

第二计算模块，用于根据所述第二弛豫时间对所述第二幅度值进行积分，得到离心后的岩心样品的束缚储集空间体积的T₂谱幅度累计值；

第三测量模块，用于测量离心后的岩心样品的总孔隙度；

确定模块，用于根据所述总储集空间体积的T₂谱幅度累计值、所述束缚储集空间体积的T₂谱幅度累计值，以及所述总孔隙度，确定页岩层系致密储层原油有效可动空间体积占总储集空间的体积比例。

在一个实施例中，所述确定模块包括：

第一确定单元，用于按照以下公式确定岩心样品的原油有效可动空间占岩心样品的体积百分比：

其中，表示所述总孔隙度，T_t表示总储集空间体积的T₂谱幅度累计值，T_b表示束缚储集空间体积的T₂谱幅度累计值，

表示岩心样品的原油有效可动空间占岩心样品的体积百分比；

第二确定单元，用于按照以下公式确定页岩层系致密储层原油有效可动空间体积占总储集空间的体积比例：

其中，

表示总孔隙度，R_m表示页岩层系致密储层原油有效可动空间体积占总储集空间的体积比例。

在一个实施例中，所述第一计算模块，具体用于按照以下公式计算总储集空间体积的T₂谱幅度累计值：

$T_t={\∫}_{T_{2-\mathrm{fat}-\mathrm{oil}-\min }}^{T_{2-\mathrm{fat}-\mathrm{oil}-\max }}f\left(T_{2-\mathrm{fat}-\mathrm{oil}}\right)d{T}_2$

其中，T_t表示总储集空间体积的T₂谱幅度累计值，T_{2-fat-oil-min}表示第一弛豫时间的最小测量值，T_{2-fat-oil-max}表示第一弛豫时间的最大测量值，f(T_2-fat-oil)表示第一幅度值；

所述第二计算模块，具体用于按照以下公式计算束缚储集空间体积的T₂谱幅度累计值：

$T_b={\∫}_{T_{2-\mathrm{centrifuge}-\min }}^{T_{2-\mathrm{centrifuge}-\max }}f\left(T_{2-\mathrm{centrifuge}}\right){\mathrm{dT}}_2$

其中，T_b表示束缚储集空间体积的T₂谱幅度累计值，T_{2-centrifuge-min}表示第二弛豫时间的最小测量值，T_{2-centrifuge-max}表示第二弛豫时间的最大测量值，f(T_2-centrifuge)表示第二幅度值。

在一个实施例中，所述第二测量模块包括：

第三确定单元，用于确定岩心样品所在页岩层系致密储层原油可动孔喉的下限值；

第四确定单元，用于根据所述可动孔喉的下限值计算毛管压力，并将计算得到的毛管压力作为离心力。

在本发明实施例中，先确定饱含油的岩心样品的核磁共振的弛豫时间和幅度值，然后对该岩心样品进行离心，得到不含油的岩心样品，确定不含油的岩心样品的核磁共振的弛豫时间和幅度值，以及总的孔隙度，根据得到的数据最终确定岩心样品所在的页岩层系致密储层原油有效可动空间体积占总储集空间的体积比例。通过上述方式解决了现有技术中对岩心样品进行洗油、烘干、再饱和水，确定T₂谱截止值，以最终确定页岩层系致密储层原油有效可动空间的方式中所存在的耗时长，结果准确性不高的技术问题，达到了减少实验时间，提高实验结果的准确性的技术效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：

图1是本发明实施例的页岩层系致密储层原油有效可动空间确定方法的流程图；

图2是本发明实施例的对岩心样品进行离心操作的流程图；

图3是通过本发明所提供的方法与现有技术的方法确定的可动储集空间对比示意图；

图4是本发明实施例在离心时间不同的情况下，所测量得到的核磁共振结果示意图；

图5是本发明实施例在离心时间不同的情况下，所测量得到的核磁共振结果的另一示意图；

图6是通过本发明所提供的方法与现有技术的方法确定的可动储集空间另一对比示意图；

图7是本发明实施例的页岩层系致密储层原油有效可动空间确定装置的结构框图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种页岩层系致密储层原油有效可动空间确定方法，如图1所述，包括以下步骤：

步骤101：测量页岩层系致密储层的岩心样品核磁共振的第一弛豫时间和第一幅度值，其中，所述岩心样品中的原油处于饱和状态；

步骤102：根据所述第一弛豫时间对所述第一幅度值进行积分，得到所述岩心样品的总储集空间体积的T₂谱幅度累计值；

步骤103：对所述岩心样品进行离心操作，测量离心后的所述岩心样品核磁共振的第二弛豫时间和第二幅度值；

步骤104：根据所述第二弛豫时间对所述第二幅度值进行积分，得到离心后的岩心样品的束缚储集空间体积的T₂谱幅度累计值；

步骤105：测量离心后的岩心样品的总孔隙度；

步骤106：根据所述总储集空间体积的T₂谱幅度累计值、所述束缚储集空间体积的T₂谱幅度累计值，以及所述总孔隙度，确定所述页岩层系致密储层原油有效可动空间体积占总储集空间的体积比例。

在上述实施例中，先确定饱含油的岩心样品的核磁共振的弛豫时间和幅度值，然后对该岩心样品进行离心，得到不含油的岩心样品，确定不含油的岩心样品的核磁共振的弛豫时间和幅度值，以及总的孔隙度，根据得到的数据最终确定岩心样品所在的页岩层系致密储层原油有效可动空间体积占总储集空间的体积比例。通过上述方式解决了现有技术中对岩心样品进行洗油、烘干、再饱和水，确定T₂谱截止值，以最终确定页岩层系致密储层原油有效可动空间的方式中所存在的耗时长，结果准确性不高的技术问题，达到了减少实验时间，提高实验结果的准确性的技术效果。

具体的，在上述步骤106中，可以先按照以下公式确定岩心样品的原油有效可动空间占岩心样品的体积百分比：

其中，

表示所述总孔隙度，T_t表示总储集空间体积的T₂谱幅度累计值，T_b表示束缚储集空间体积的T₂谱幅度累计值，

表示岩心样品的原油有效可动空间占岩心样品的体积百分比；

然后，再按照以下公式确定页岩层系致密储层原油有效可动空间体积占总储集空间的体积比例：

其中，

表示总孔隙度，R_m表示页岩层系致密储层原油有效可动空间体积占总储集空间的体积比例，其中，单位体积内的储集空间，就是单位体积内的总孔隙度。

在一个具体实施例中，根据所述第一弛豫时间对所述第一幅度值进行积分，得到所述岩心样品的总储集空间体积的T₂谱幅度累计值，即，对饱和油状态的核磁共振的幅度测量值进行弛豫时间积分，得到该岩心样品的总储集空间体积的T₂谱幅度累计值，具体可以按照以下公式进行：

$T_t={\∫}_{T_{2-\mathrm{fat}-\mathrm{oil}-\min }}^{T_{2-\mathrm{fat}-\mathrm{oil}-\max }}f\left(T_{2-\mathrm{fat}-\mathrm{oil}}\right)d{T}_2$

其中，T_t表示总储集空间体积的T₂谱幅度累计值，T_{2-fat-oil-min}表示第一弛豫时间的最小测量值，T_{2-fat-oil-max}表示第一弛豫时间的最大测量值，f(T_2-fat-oil)表示第一幅度值；

同理，也可以按照以下公式计算束缚储集空间体积的T₂谱幅度累计值：

$T_b={\∫}_{T_{2-\mathrm{centrifuge}-\min }}^{T_{2-\mathrm{centrifuge}-\max }}f\left(T_{2-\mathrm{centrifuge}}\right){\mathrm{dT}}_2$

其中，T_b表示束缚储集空间体积的T₂谱幅度累计值，T_{2-centrifuge-min}表示第二弛豫时间的最小测量值，T_{2-centrifuge-max}表示第二弛豫时间的最大测量值，f(T_2-centrifuge)表示第二幅度值。

离心法的关键在于选择合适的离心力，既要保证岩心中可动流体基本被全部分离出，又不致因离心力过大而改变岩心的孔隙结构，这样确定的结果才相对准确。现有方法技术常用的是逐步逼近法，即，采用不同的离心力进行实验，根据不同离心力的测试结果确定一个最佳的离心力，然而这种逐步逼近方法需要进行多次实验，逐步逼近，实验所需时间比较长，而且不能准确地确定出最佳离心力，导致样品中的油无法有效排除，从而导致最终确定的结果不准确，在本发明实施例中提出了一种有效地确定离心力的方法，即，将毛管压力作为离心力，在一个具体实施例中，如图2所示，对所述岩心样品进行离心操作可以包括以下步骤：

步骤201：确定岩心样品所在页岩层系致密储层原油可动孔喉的下限值；

步骤202：根据所述可动孔喉的下限值确定毛管压力；

步骤203：将确定的所述毛管压力作为离心力，对所述岩心样品进行离心。

在上述步骤S202中，可以按照以下公式确定毛管压力：

$p_c=\frac{2\mathrm{\σ}\cos \mathrm{\θ}}{r_c}$

其中，p_c表示毛管压力，单位为MPa；σ表示界面张力，单位为mN/m；θ表示润湿角，单位为°；r_c表示孔喉半径，单位为μm。

考虑到现有技术中离心时间一般为1个小时，而页岩层系内原油流动以非线性和渗透扩散为主，1个小时的离心实验并不能反映出致密储层真实的流体流动情况，无法将可动流体全部离心出来。为了确保致密储层非线性渗流和渗透扩散状态的可动原油可以全部从岩心中脱出，在本发明实施例中，对岩心样品进行离心的时间大于等于24小时，从而解决了现有技术中离心时间为1个小时而导致的原油无法全部从岩心中脱出的问题。

在一个实施例中，在上述步骤101之前，还可以将岩心样品放置在原油中；对原油进行加压、加温至岩心样品所在页岩层系致密储层的压力和温度；在预定时间（例如48小时）后，取出岩心样品，利用在原油中放置48小时后的岩心样品进行后续试验。因为在饱和油的过程中模拟了地层的温度和压力条件，从而最大限度地保证了可动原油量的再现。与现有技术中对样品先进行洗油、烘干、再泡水的方式而导致的由于致密储层流体很难注入，无法完全饱和的问题相比，有效保证了数据测量的准确性。

下面结合一个具体的实施例来对上述的页岩层系致密储层原油有效可动空间确定方法进行具体说明，然而值得注意的是，该具体实施例仅是为了更好地说明本发明，并不构成对本发明的不当限定。

在本例中，所依据的原理是：核磁共振弛豫时间T₂谱能够反映岩石孔隙半径的分布情况，较大孔隙对应的弛豫时间T₂较长，较小孔隙对应的弛豫时间T₂较短。孔隙半径减小，渗流阻力增大，当孔隙半径减小到一定程度时，孔隙中的流体受到较大渗流阻力，难以流动，核磁共振测量的T₂谱及幅度受样品中饱和流体控制，随着流体饱和度的减小，其幅度会相应降低。根据样品的饱和原油、对应该样品原油有效可动孔喉半径下限对应毛管压力的离心力离心后核磁共振测量幅度对T₂谱积分，然后结合该样品的总孔隙度，确定该样品的原油有效可动空间。

具体的，以对准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组的页岩层系致密储层原油有效可动空间的确定为例进行说明，具体包括以下步骤：。

S1：选取准噶尔盆地积木萨尔凹陷芦草沟组页岩层系致密储层具有代表性的新鲜岩心，确定致密储层原油有效可动孔喉半径下限值为51.325nm，根据确定的原油可动孔喉半径下限值51.325nm，利用下述公式1确定该样品可动孔喉半径下限值对应的毛管压力值为400psi（即，2.76MPa）：

$p_c=\frac{2\mathrm{\σ}\cos \mathrm{\θ}}{r_c}$               （公式1）

其中，p_c表示毛管压力，单位为MPa；σ表示界面张力，单位为mN/m；θ表示润湿角，单位为°；r_c表示根据可动孔喉半径确定的毛管半径，单位为μm。

S2：选取上述步骤S1中测量的页岩层系致密储层附近的相同位置，平行于沉积地层钻取2.5cm的柱塞岩样，作为岩心样品；

S3：将钻取的柱塞岩样，放入从研究区现场采集的原油中，对其进行加压、加温至岩心所在地层压力36.5MPa和温度82.5℃，保持该温压条件48小时后，取出柱塞岩样测量核磁共振的弛豫时间T₂及幅度值；

S4：利用步骤S1中确定的该样品的原油可动孔喉下限对应的毛管力的离心力400psi，对饱和原油后的柱塞岩样离心24小时后，对离心后的样品测量核磁共振弛豫时间T₂及幅度值；

S5：采用美国天然气研究学会（Gas Research Institute，GRI）提出的致密储层或页岩储层物性分析方法，测量核磁共振后柱塞岩样总孔隙度值即通过将岩心破碎后，测量其孔隙度的方法确定总孔隙度值；

S6：进行如下计算以最终确定该岩心样品所在储层的原油有效可动空间占样品总储集空间的比例：

1）利用公式2对饱和油状态的核磁共振幅度测量值进行弛豫时间T₂积分，得到该样品的总储集空间体积的T₂谱幅度累计值T_t=9609.8；

$T_t={\∫}_{T_{2-\mathrm{fat}-\mathrm{oil}-\min }}^{T_{2-\mathrm{fat}-\mathrm{oil}-\max }}f\left(T_{2-\mathrm{fat}-\mathrm{oil}}\right)d{T}_2$               （公式2）

其中，T_t表示饱和油状态的核磁共振幅度测量值对弛豫时间T₂的积分值；T_{2-fat-oil-min}表示饱和油状态对应的最小T₂测量值，单位为ms；T_{2-fat-oil-max}表示饱和油状态对应的最大T₂测量值，单位为ms；f(T_2-fat-oil)表示饱和油状态T₂测量幅度值；

2）利用公式3对采用离心力400psi离心24小时后的岩心样品核磁共振幅度测量值进行弛豫时间T₂积分，得到该样品的束缚储集空间体积的T₂谱幅度累计值T_b=5704.6。在离心的过程中，将圆柱状的岩心柱塞放置到离心机里，岩心柱塞围绕离心机中心运动，从而将岩心柱塞中的流体离心出去；

$T_b={\∫}_{T_{2-\mathrm{centrifuge}-\min }}^{T_{2-\mathrm{centrifuge}-\max }}f\left(T_{2-\mathrm{centrifuge}}\right){\mathrm{dT}}_2$                （公式3）

其中，T_b表示为离心后的核磁共振幅度测量值对弛豫时间T₂的积分值；T_{2-centrifuge-min}表示离心后对应的最小T₂测量值，单位为ms；T_{2-centrifuge-max}表示离心后对应的最大T₂测量值，单位为ms；f(T_2-centrifuge)表示离心后T₂测量幅度值；

3）根据公式4求取岩心样品的原油有效可动空间占岩心样品体积的百分比，即原油可动储集空间体积比例为

                 （公式4）

其中，

表示原油有效可动储集空间体积比例，单位为%；表示总孔隙度，单位为%。

4）利用公式5确定该岩心样品原油有效可动空间占样品总储集空间的比例为39.86%；

                 （公式5）

其中，R_m表示该样品原油有效可动空间占样品总储集空间的比例。

如表1所示，是对5块样品分别按照现有的方法和本例所提供的方法进行实验后得到的数据。

表1

由上述表1可以看出，采用现有技术确定的5块样品的原油有效可动孔隙空间体积占样品体积比例平均值为1.92%，通过本例所提供的方法确定的原油有效可动孔隙空间体积占样品体积比例平均值为3.32%，本方法与现有技术相比，原油有效可动孔隙空间体积占样品体积比例平均提高了1.4%；5块样品的现有技术确定的原油有效可动孔隙空间体积占总储集空间体积比例平均值为18.49%，本发明确定的原油有效可动孔隙空间体积占总储集空间体积比例平均值为33.76%，本方法与现有技术相比，原油有效可动孔隙空间体积占总储集空间体积比例平均提高了15.27%。由上述对试验数据的分析，可以看出本例所提供的方式为页岩层系致密储层可采储量估算、开发方案制定等提供了更为可靠的依据。

如图3所示是对一块孔隙度为9.15%的样品饱和原油，在离心力为400psi的情况下离心1小时的核磁共振测量结果，与现有技术的确定的截止时间的对比图，由图3可以看出，样品原油有效可动空间与样品体积比例为1.35%，确定的该样品原油有效可动空间占样品总储集空间的比例为14.74%，而现有技术确定的T₂谱截止值约为189ms，T₂谱小于189ms的储集空间内仍有大量有效可动储集空间。

如图4所示是页岩层系致密储层饱和原油、离心力为400psi分别离心1小时、6小时、12小时、24小时得到的核磁共振原始测量结果对比图。

如图5所示是页岩层系致密储层饱和原油，离心力为400psi分别离心1小时、6小时、12小时、24小时得到的测量结果经处理后的对比图，由图5可以看出在离心力为400psi时，离心24小时与离心12小时的测量结果确定的原油有效可动空间误差小于3%。

如图6所示是页岩层系致密储层通过本例的方法确定的原油有效可动空间结果示意，由图6可知，该样品中T₂谱大于2ms即有原油流动，但T₂谱小于10ms对应的空间中有效可动原油贡献量小于15%，通过现有技术确定的T₂谱截止值为50ms，T₂谱小于50ms对应的空间中有效可动原油贡献量约35%，T₂谱大于50ms对应的空间中有效可动原油贡献量约65%。由此可知，利用现有方法技术确定的T₂谱截止值方法计算流体可动空间时，约35%的可动空间分布于T₂谱截止值之下，现有技术并不能真实反映页岩层系致密储层流体可动空间的情况。

本发明实施例创造性地提出了用于页岩层系致密储层原油有效可动空间确定的方法，以页岩层系致密储层可动孔喉半径下限对应毛管压力作为离心力进行离心，代替了现有方法技术中通过多次实验逐步逼近方法寻找最佳离心力的方式，克服了离心实验中所用离心力不准确的缺点；以模拟地层温压条件的页岩层系新鲜岩心饱和油，最大限度地保障了可动原油量的再现，代替了现有技术中对样品先洗油、烘干、再饱和水过程中，由于致密储层流体很难注入，无法完全饱和，带来数据测量不准的问题；对样品进行离心时，离心时间在24小时以上，确保了致密储层非线性渗流和渗透扩散状态的可动原油全部从岩心中脱出，克服了现有技术中离心时间1个小时，可动原油无法全部从岩心中脱出的缺点；利用饱和油状态、离心后的核磁共振幅度测量值分别进行弛豫时间T₂积分，求取各自的累计面积，两个累计面积之差与饱和油状态核磁共振幅度测量值累计面积之比，再与孔隙度乘积，确定原油有效可动空间，代替了现有技术中先确定T₂谱截止值，然后确定有效可动空间时，小于T₂谱截止值的空间中仍有可动空间的缺点。本发明解决了现有技术中的确定可动空间的方法不适合用于页岩层系致密储层流体可动空间确定的问题，达到了提高页岩层系致密储层原油有效可动空间确定的精度的目的。

基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种页岩层系致密储层原油有效可动空间确定装置，如下面的实施例所述。由于页岩层系致密储层原油有效可动空间确定装置解决问题的原理与页岩层系致密储层原油有效可动空间确定方法相似，因此页岩层系致密储层原油有效可动空间确定装置的实施可以参见页岩层系致密储层原油有效可动空间确定方法的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。图7是本发明实施例的页岩层系致密储层原油有效可动空间确定装置的一种结构框图，如图7所示，包括：第一测量模块701、第一计算模块702、第二测量模块703、第二计算模块704、第三测量模块705和确定模块706，下面对该结构进行说明。

第一测量模块701，用于测量岩心样品核磁共振的第一弛豫时间和第一幅度值，其中，所述岩心样品中的原油处于饱和状态；

第一计算模块702，用于根据所述第一弛豫时间对所述第一幅度值进行积分，得到所述岩心样品的总储集空间体积的T₂谱幅度累计值；

第二测量模块703，用于测量进行离心操作后的所述岩心样品核磁共振的第二弛豫时间和第二幅度值；

第二计算模块704，用于根据所述第二弛豫时间对所述第二幅度值进行积分，得到离心后的岩心样品的束缚储集空间体积的T₂谱幅度累计值；

第三测量模块705，用于测量离心后的岩心样品的总孔隙度；

确定模块706，用于根据所述总储集空间体积的T₂谱幅度累计值、所述束缚储集空间体积的T₂谱幅度累计值，以及所述总孔隙度，确定页岩层系致密储层原油有效可动空间体积占总储集空间的体积比例。

在一个实施例中，确定模块706包括：第一确定单元，用于按照以下公式确定岩心样品的原油有效可动空间占岩心样品的体积百分比：

其中，

表示所述总孔隙度，T_t表示总储集空间体积的T₂谱幅度累计值，T_b表示束缚储集空间体积的T₂谱幅度累计值，表示岩心样品的原油有效可动空间占岩心样品的体积百分比；

第二确定单元，用于按照以下公式确定页岩层系致密储层原油有效可动空间体积占总储集空间的体积比例：

其中，表示总孔隙度，R_m表示页岩层系致密储层原油有效可动空间体积占总储集空间的体积比例。

在一个实施例中，第一计算模块702，具体用于按照以下公式计算总储集空间体积的T₂谱幅度累计值：

$T_t={\∫}_{T_{2-\mathrm{fat}-\mathrm{oil}-\min }}^{T_{2-\mathrm{fat}-\mathrm{oil}-\max }}f\left(T_{2-\mathrm{fat}-\mathrm{oil}}\right)d{T}_2$

其中，T_t表示总储集空间体积的T₂谱幅度累计值，T_{2-fat-oil-min}表示第一弛豫时间的最小测量值，T_{2-fat-oil-max}表示第一弛豫时间的最大测量值，f(T_2-fat-oil)表示第一幅度值；

第二计算模块704，具体用于按照以下公式计算束缚储集空间体积的T₂谱幅度累计值：

$T_b={\∫}_{T_{2-\mathrm{centrifuge}-\min }}^{T_{2-\mathrm{centrifuge}-\max }}f\left(T_{2-\mathrm{centrifuge}}\right){\mathrm{dT}}_2$

其中，T_b表示束缚储集空间体积的T₂谱幅度累计值，T_{2-centrifuge-min}表示第二弛豫时间的最小测量值，T_{2-centrifuge-max}表示第二弛豫时间的最大测量值，f(T_2-centrifuge)表示第二幅度值。

在一个实施例中，第二测量模块703包括：第三确定单元，用于确定岩心样品所在页岩层系致密储层原油可动孔喉的下限值；第四确定单元，用于根据所述可动孔喉的下限值计算毛管压力，并将计算得到的毛管压力作为离心力。

在另外一个实施例中，还提供了一种软件，该软件用于执行上述实施例及优选实施方式中描述的技术方案。

在另外一个实施例中，还提供了一种存储介质，该存储介质中存储有上述软件，该存储介质包括但不限于：光盘、软盘、硬盘、可擦写存储器等。

从以上的描述中，可以看出，本发明实施例实现了如下技术效果：先确定饱含油的岩心样品的核磁共振的弛豫时间和幅度值，然后对该岩心样品进行离心，得到不含油的岩心样品，确定不含油的岩心样品的核磁共振的弛豫时间和幅度值，以及总的孔隙度，根据得到的数据最终确定岩心样品所在的页岩层系致密储层原油有效可动空间体积占总储集空间的体积比例。通过上述方式解决了现有技术中对岩心样品进行洗油、烘干、再饱和水，确定T₂谱截止值，以最终确定页岩层系致密储层原油有效可动空间的方式中所存在的耗时长，结果准确性不高的技术问题，达到了减少实验时间，提高实验结果的准确性的技术效果。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明实施例的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种页岩层系致密储层原油有效可动空间确定方法，其特征在于，包括：

测量页岩层系致密储层的岩心样品核磁共振的第一弛豫时间和第一幅度值，其中，所述岩心样品中的原油处于饱和状态；

根据所述第一弛豫时间对所述第一幅度值进行积分，得到所述岩心样品的总储集空间体积的T₂谱幅度累计值；

对所述岩心样品进行离心操作，测量离心后的所述岩心样品核磁共振的第二弛豫时间和第二幅度值；

根据所述第二弛豫时间对所述第二幅度值进行积分，得到离心后的岩心样品的束缚储集空间体积的T₂谱幅度累计值；

测量离心后的岩心样品的总孔隙度；

根据所述总储集空间体积的T₂谱幅度累计值、所述束缚储集空间体积的T₂谱幅度累计值，以及所述总孔隙度，确定所述页岩层系致密储层原油有效可动空间体积占总储集空间的体积比例。

2.如权利要求1所述的页岩层系致密储层原油有效可动空间确定方法，其特征在于，根据所述总储集空间体积的T₂谱幅度累计值、所述束缚储集空间体积的T₂谱幅度累计值，以及所述总孔隙度确定所述岩心样品所在的页岩层系致密储层原油有效可动空间体积占总储集空间的体积比例，包括：

按照以下公式确定岩心样品的原油有效可动空间占岩心样品的体积百分比：

其中，

表示所述总孔隙度，T_t表示总储集空间体积的T₂谱幅度累计值，T_b表示束缚储集空间体积的T₂谱幅度累计值，

表示岩心样品的原油有效可动空间占岩心样品的体积百分比；

按照以下公式确定页岩层系致密储层原油有效可动空间体积占总储集空间的体积比例：

其中，

表示总孔隙度，R_m表示页岩层系致密储层原油有效可动空间体积占总储集空间的体积比例。

3.如权利要求1所述的页岩层系致密储层原油有效可动空间确定方法，其特征在于：

按照以下公式计算总储集空间体积的T₂谱幅度累计值：

$T_t={\∫}_{T_{2-\mathrm{fat}-\mathrm{oil}-\min }}^{T_{2-\mathrm{fat}-\mathrm{oil}-\max }}f\left(T_{2-\mathrm{fat}-\mathrm{oil}}\right)d{T}_2$

其中，T_t表示总储集空间体积的T₂谱幅度累计值，T_{2-fat-oil-min}表示第一弛豫时间的最小测量值，T_{2-fat-oil-max}表示第一弛豫时间的最大测量值，f(T_2-fat-oil)表示第一幅度值；

按照以下公式计算束缚储集空间体积的T₂谱幅度累计值：

$T_b={\∫}_{T_{2-\mathrm{centrifuge}-\min }}^{T_{2-\mathrm{centrifuge}-\max }}f\left(T_{2-\mathrm{centrifuge}}\right){\mathrm{dT}}_2$

其中，T_b表示束缚储集空间体积的T₂谱幅度累计值，T_{2-centrifuge-min}表示第二弛豫时间的最小测量值，T_{2-centrifuge-max}表示第二弛豫时间的最大测量值，f(T_2-centrifuge)表示第二幅度值。

4.如权利要求1所述的页岩层系致密储层原油有效可动空间确定方法，其特征在于，对所述岩心样品进行离心操作，包括：

确定岩心样品所在页岩层系致密储层原油可动孔喉的下限值；

根据所述可动孔喉的下限值确定毛管压力；

将确定的所述毛管压力作为离心力，对所述岩心样品进行离心。

5.如权利要求4所述的页岩层系致密储层原油有效可动空间确定方法，其特征在于，对所述岩心样品进行离心的时间大于等于24小时。

6.如权利要求1所述的页岩层系致密储层原油有效可动空间确定方法，其特征在于，在测量岩心样品核磁共振的第一弛豫时间和第一幅度值之前，所述方法还包括：

将岩心样品放置在原油中；

对原油进行加压、加温至岩心样品所在页岩层系致密储层的压力和温度；

在预定时间后，取出岩心样品。

7.一种页岩层系致密储层原油有效可动空间确定装置，其特征在于，包括：

第一测量模块，用于测量页岩层系致密储层的岩心样品核磁共振的第一弛豫时间和第一幅度值，其中，所述岩心样品中的原油处于饱和状态；

第一计算模块，用于根据所述第一弛豫时间对所述第一幅度值进行积分，得到所述岩心样品的总储集空间体积的T₂谱幅度累计值；

第二测量模块，用于测量进行离心操作后的所述岩心样品核磁共振的第二弛豫时间和第二幅度值；

第二计算模块，用于根据所述第二弛豫时间对所述第二幅度值进行积分，得到离心后的岩心样品的束缚储集空间体积的T₂谱幅度累计值；

第三测量模块，用于测量离心后的岩心样品的总孔隙度；

确定模块，用于根据所述总储集空间体积的T₂谱幅度累计值、所述束缚储集空间体积的T₂谱幅度累计值，以及所述总孔隙度，确定页岩层系致密储层原油有效可动空间体积占总储集空间的体积比例。

8.如权利要求7所述的页岩层系致密储层原油有效可动空间确定装置，其特征在于，所述确定模块包括：

第一确定单元，用于按照以下公式确定岩心样品的原油有效可动空间占岩心样品的体积百分比：

其中，

表示所述总孔隙度，T_t表示总储集空间体积的T₂谱幅度累计值，T_b表示束缚储集空间体积的T₂谱幅度累计值，

表示岩心样品的原油有效可动空间占岩心样品的体积百分比；

第二确定单元，用于按照以下公式确定页岩层系致密储层原油有效可动空间体积占总储集空间的体积比例：

其中，

表示总孔隙度，R_m表示页岩层系致密储层原油有效可动空间体积占总储集空间的体积比例。

9.如权利要求7所述的页岩层系致密储层原油有效可动空间确定装置，其特征在于：

所述第一计算模块，具体用于按照以下公式计算总储集空间体积的T₂谱幅度累计值：

$T_t={\∫}_{T_{2-\mathrm{fat}-\mathrm{oil}-\min }}^{T_{2-\mathrm{fat}-\mathrm{oil}-\max }}f\left(T_{2-\mathrm{fat}-\mathrm{oil}}\right)d{T}_2$

其中，T_t表示总储集空间体积的T₂谱幅度累计值，T_{2-fat-oil-min}表示第一弛豫时间的最小测量值，T_{2-fat-oil-max}表示第一弛豫时间的最大测量值，f(T_2-fat-oil)表示第一幅度值；

所述第二计算模块，具体用于按照以下公式计算束缚储集空间体积的T₂谱幅度累计值：

$T_b={\∫}_{T_{2-\mathrm{centrifuge}-\min }}^{T_{2-\mathrm{centrifuge}-\max }}f\left(T_{2-\mathrm{centrifuge}}\right){\mathrm{dT}}_2$

其中，T_b表示束缚储集空间体积的T₂谱幅度累计值，T_{2-centrifuge-min}表示第二弛豫时间的最小测量值，T_{2-centrifuge-max}表示第二弛豫时间的最大测量值，f(T_2-centrifuge)表示第二幅度值。

10.如权利要求7所述的页岩层系致密储层原油有效可动空间确定装置，其特征在于，所述第二测量模块包括：

第三确定单元，用于确定岩心样品所在页岩层系致密储层原油可动孔喉的下限值；

第四确定单元，用于根据所述可动孔喉的下限值计算毛管压力，并将计算得到的毛管压力作为离心力。

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