CN104316554B - 储层孔隙水可动性测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种储层孔隙水可动性测试方法，包括：将实验岩心完全饱和水后进行核磁共振实验获得第一T2谱；将岩心恢复至储层原始条件下的含水状态后进行核磁共振实验获得第二T2谱；将恢复至储层原始条件下的含水状态后的岩心加围压；通过逐级增压气驱水方式对加围压的岩心进行驱替实验并在每级增压过程中进行核磁共振实验获得相应的第三T2谱；根据所述第三T2谱与所述第二T2谱之间包络的面积与所述第一T2谱包络的面积的比值确定所述储层孔隙水可动性。本发明所述储层孔隙水可动性测试方法，能够对气藏开发过程中储层孔隙水的可动性进行准确测试和分析，以预测气井产水规律，指导气井生产及工作制度安排。
Description
技术领域
本发明涉及油气田开发岩心实验分析技术，特别涉及一种储层孔隙水可动性测试方法。
背景技术
多数气藏储层均存在一定含水饱和度，在气藏未投入开发时，气相、水相在储层孔隙中保持平衡。而当气藏处于开发过程中后，随着地层压力不断下降，储层孔隙中气相对水相的驱替作用逐渐增强，水相的可动性及渗流规律对于气藏开发工作十分重要。
在气藏开发过程中，储层孔隙水的可动性是指在气藏地层压力变化过程中准确获取气相驱替水相产出的储层孔隙水的量。
目前研究储层孔隙水可动性的实验方法，通常是利用核磁共振技术，获取岩石的T2谱，然后根据岩石的T2谱特征取截止值进行计算。
然而针对不同的岩心其岩性、渗透率等参数都不同，因此岩心的截止值很难统一。现有的方法通常是通过岩心实验，通过经验积累，针对某一类岩心给一个固定的截止值。所述通过经验给出的某一截止值，只能得出与所述截止值相对应的一个静态的含水饱和度。而实际生产中，含水饱和度是一个不断变化的过程。因此，现有方法不能对气藏开发过程中储层孔隙水的可动性进行准确测试和分析，以预测气井产水规律，指导气井生产及工作制度安排。
发明内容
本发明的目的是提供一种储层孔隙水可动性测试方法，能够对气藏开发过程中储层孔隙水的可动性进行准确测试和分析，以预测气井产水规律，指导气井生产及工作制度安排。
本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：一种储层孔隙水可动性测试方法，包括：
将实验岩心完全饱和水后进行核磁共振实验获得第一T2谱；将岩心恢复至储层原始条件下的含水状态后进行核磁共振实验获得第二T2谱；将恢复至储层原始条件下的含水状态后的岩心加围压；通过逐级增压气驱水方式对加围压的岩心进行驱替实验并在每级增压过程中进行核磁共振实验获得相应的第三T2谱；根据所述第三T2谱与所述第二T2谱之间包络的面积与所述第一T2谱包络的面积的比值确定所述储层孔隙水可动性。
在优选的实施方式中，所述气驱水方式中驱替用的气体为含水湿气，所述含水湿气通过将驱替用的气体先通入水后再通入岩心中获得。
在优选的实施方式中，所述逐级增压气驱的方式包括：
设定初始气驱压力，进行气驱；
当岩心不再出水且气流量稳定后，逐级提高气驱压力，进行重复气驱；
至岩心气水均不流动时，实验结束。
在优选的实施方式中，所述围压大小参照岩心在地层状态下承受的上覆岩层压力POB，所述上覆岩层压力POB的值通过岩样所处地层深度h进行计算，
POB＝ρ×g×h/1000
POB——上覆岩层压力，单位为兆帕；
ρ——上覆岩层平均岩石密度，单位为克/立方厘米；
g——重力加速度，单位为牛/千克；
h——取样层中部深度，单位为米。
在优选的实施方式中，所述将岩心恢复至储层原始条件下的含水状态通过将所述岩心的两端分别浸入水中分别自吸水，使岩心内部达到目标含水饱和度；或通过抽真空的方式，使所述岩心完全饱和水后，采用高压气驱或者加热方式，达到目标含水饱和度。
在优选的实施方式中，所述达到目标含水饱和度的岩心与未饱和水前的岩心质量的差为岩心初始含水。
在优选的实施方式中，所述岩心为规则的柱塞状岩心，岩心的直径为2.5厘米，长度小于5厘米。
本发明的特点和优点是：本发明提供了一种储层孔隙水可动性测试方法，过选择合适的实验用气藏岩心，将所述岩心完全饱和水后测试T2谱，检测水在岩石孔喉中分布特征；结合目标气藏原始含水饱和度大小，使岩心的饱和度与之相匹配，再次进行T2谱检测，测试气藏原始含水在孔喉中的分布特征；然后进行气驱水实验，在每个压力下气驱实验结束后，对岩心进行核磁共振T2谱检测，根据不同驱替压力下的T2谱形态，可以对气藏开发过程中储层孔隙水可动性变化规律及累计可动水大小进行量化评价，从而能够以预测气井产水规律，指导气井生产及工作制度安排。
附图说明
图1为本发明实施例中一种储层孔隙水可动性测试方法步骤图；
图2为本发明实施例中一种储层孔隙水可动性测试方法中驱替实验步骤图；
图3为使用本发明实施例中一种储层孔隙水可动性测试方法测试获得的实验曲线图；
图4为使用本发明实施例中一种储层孔隙水可动性测试方法获得的可动水以及累计可动水结果图。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施例，对本发明的技术方案作详细说明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围内。
本发明提供一种储层孔隙水可动性测试方法，能够模拟开发过程中随着地层压力下降过程中气相驱动压力的增加引起储层孔隙水动态变化的过程，以预测气井产水规律，指导气井生产及工作制度安排。
请参阅图1，为本发明所述储层孔隙水可动性测试方法步骤图。所述岩心中气水两相渗流动态测试方法包括如下步骤：
S1：将实验岩心完全饱和水后进行核磁共振实验获得第一T2谱；
S2：将岩心恢复至储层原始条件下的含水状态后进行核磁共振实验获得第二T2谱；
S3：将恢复至储层原始条件下的含水状态后的岩心加围压；
S4：通过逐级增压气驱水方式对所述加围压的岩心进行驱替实验并在每级增压过程中进行核磁共振实验获得相应的第三T2谱；
S5：利用所述获得的第一T2谱、第二T2谱、多个第三T2谱通过预定算法获得储层孔隙水可动性。
在试验前，选择需要进行实验测试的岩心样品。所述岩心样品可选为规则的柱塞状岩心，岩心的直径为2.5厘米，长度一般为小于5厘米。另外所述岩心在进行试验前，若岩心内含有流体，则需要进行岩心洗油和岩心烘干处理，以获得不含流体的干净的岩心。
S1：将实验岩心完全饱和水后进行核磁共振实验获得第一T2谱；
先将实验岩心完全饱和水；然后对所述完全饱和水后的岩心进行核磁共振检测，获取核磁共振谱，即第一T2谱，从而可进一步获取岩心的孔隙结构特征。
所述岩心的孔隙结构特征是指岩石所具有的孔隙和喉道的几何形状、大小、分布及其相互连通关系。所述岩心的孔隙结构特征是影响储层流体(油、气、水)的储集能力和开采油、气的主要因素，因此，明确岩心的孔隙结构特征是发挥油气层的产能和提高油气采收率的关键。
通过进行核磁共振检测，研究地层中孔隙流体的原子核磁性及其在外加磁场作用下的振动特性，获取T2谱，来研究岩石所具有的孔隙和喉道的几何形状、大小、分布及其相互连通关系，评价岩石的孔隙结构特征。
S2：将岩心恢复至储层原始条件下的含水状态后进行核磁共振实验获得第二T2谱；
气藏在原始条件下均有一定初始含水饱和度，所述岩心初始含水饱和度为气藏储层实际原始含水饱和度值。所述建立初始含水饱和度用于将室内岩心恢复至储层原始条件下的含水状态。
所述建立岩心初始含水饱和度有两种方法：
一种是自吸水的方法，先将实验用岩心的不同端面侵入水中，通过自吸水使岩心内部达到目标含水饱和度。然后通过岩心饱和水前后重量变化进行计算得出岩心初始含水饱和度。所述岩心初始含水饱和度为达到目标含水饱和度的岩心与未饱和水前的岩心质量的差。
另一种是抽真空完全饱和水方法，先采用高压气驱或者加热方式使岩心达到目标含水饱和度。然后通过岩心饱和水前后重量变化进行计算得出岩心初始含水饱和度。所述岩心初始含水饱和度为达到目标含水饱和度的岩心与未饱和水前的岩心质量的差。
所述核磁共振实验对建立好初始含水饱和度的岩心进行核磁共振实验，以获取第二T2谱。
S3：将恢复至储层原始条件下的含水状态后的岩心加围压；
将建好初始含水饱和度的实验岩心装入岩心夹持器并加围压。所述岩心夹持器为全直径且具有耐高压特性，可耐的最高压力70兆帕。
所述加围压是采用具有自动控制功能的高压射流泵进行加压控制。所述高压射流泵通过压缩岩心夹持器环空内的水或者气来实现增压,用于包裹岩心夹持器中的岩心，加围压用的水或者气只能与胶皮套接触，不能与岩心表面直接接触。
所述围压大小与岩心在地层状态下承受的上覆岩层压力POB相近，其值通过岩样所处地层深度h进行计算，计算公式如下：
POB＝ρ×g×h/1000
POB——上覆岩层压力，即上部覆盖岩层加在下部岩石单元上的压力，单位为兆帕(兆帕)；
ρ——上部岩层平均岩石密度，单位为克/立方厘米(g/cm3)，一般取值2.36；
g——重力加速度，单位为牛/千克(N/kg)；
h——取样层中部深度，单位为米(m)。
S4：通过逐级增压气驱水方式对所述加围压的岩心进行驱替实验并在每级增压过程中进行核磁共振实验获得相应的第三T2谱；
请参阅图2，本发明所述储层孔隙水可动性测试方法中驱替实验具体包括如下步骤：
S41：设定初始气驱压力，进行气驱；
S42：当岩心不再出水且气流量稳定后，提高气驱压力，进行气驱；
S43：重复所述S42的过程，至岩心气水均不流动时，实验结束。
将所述气驱水方式中驱替用的气体为含水湿气，通过将驱替用的气体先通入水后再通入岩心中获得。即所述气驱水方式采用湿气，通过逐级增压的方式对实验用岩心进行气驱水实验。所述逐级增压气驱模拟了现场生产压差动态变化的一个过程。所述的湿气即为用于驱替的气体，其可将普通气驱用的气体先通过一个装水的中间容器后获得。
所述采用湿气进行气驱，可以降低干气驱过程中对岩心的风干的作用，可以更好地测定岩心的含水饱和度。若采用干气驱，所述岩心的含水饱和度会在气驱的风干作用下一直降低，测得的岩心含水饱和度与实际会有较大偏差，也就不能完全反映气水两相渗流特征。
所述的逐级增压气驱的方式是指气驱压力由低压开始，在低压气驱过程中气流量稳定并且岩心不再出水后，或者驱替2个小时左右气、水均不流动的条件下，依次提高压力，实验过程中气驱压力，从低到高，一般从0.01兆帕开始，逐级提升至0.05兆帕，0.1兆帕，0.2兆帕，0.3兆帕，0.4兆帕，0.5兆帕，直至气流量稳定且岩心不再出水后，实验结束。
所述核磁共振实验是在设定驱替压力下气驱实验结束后对岩心进行核磁共振T2谱测试，且针对每个不同的压力气驱实验，分别对岩心进行核磁共振实验，获取相应的第三T2谱。
S5：利用所述获得的第一T2谱、第二T2谱、多个第三T2谱通过预定算法获得储层孔隙水可动性。所述储层孔隙水可动性中可动水的大小通过某一所述第三T2谱与所述第二T2谱之间包络的面积与所述第一T2谱包络的面积之比获得。
本发明所述的储层孔隙水可动性测试方法，能够对气藏开发过程中储层孔隙水的可动性进行准确测试和分析，以预测气井产水规律，指导气井生产及工作制度安排。
请参阅图3，为使用本发明一种储层孔隙水可动性测试方法测试获得的实验曲线图，图中曲线为综合上述储层孔隙水可动性测试方法中获取的不同T2谱曲线。
其中横坐标表示T2谱弛豫时间，单位为毫秒。纵坐标表示T2谱信号幅度。
根据流体在岩石中分布的T2谱弛豫时间界限，可将赋集于岩石孔隙中的流体分为可动流体与束缚流体。可动流体百分数(Sm)是指受固液界面、孔喉结构和流体作用等影响，导致多孔介质中的流体在一定的流动压力梯度下的流量。
基于可动流体百分数与孔隙度的油层物理含义定义了可动流体孔隙度参数。可动流体孔隙度(Фm)是指孔径大于截止孔径的孔隙体积占岩样总体积的百分数，即单位体积岩样的可动流体体积。它综合了储层储集能力与流体赋存特征两方面的信息，更能确切地反映特低渗透砂岩储层特征。可动流体孔隙度参数将岩样内所有孔隙分为流体可流动孔隙体积与流体不可流动孔隙体积，其数值等于可动流体百分数与岩样孔隙度的乘积。
将各气驱压力实验后测试的第三T2谱进行对比，根据实际气井生产压差大小，选择对应的某两条第三T2谱曲线，比如气井生产压差从5Mpa增加到6Mpa，就可以选择5Mpa下测试获得的第三T2和6Mpa下测试获得的第三T2进行对比，根据这两条T2曲线包络的面积，与岩心完全饱和水下测试的第一T2谱曲线包络的面积进行对比，即可计算出为该压差条件下可动水饱和度大小。每条T2谱都有一个信号和，这个信号和可以代表含水量的大小。
另外本发明所述层孔隙水可动性测试方法还可以根据T2谱弛豫时间大小定量描述可动水与岩石孔喉的关系。
请参阅图4，为使用本发明实施例中一种储层孔隙水可动性测试方法获得的可动水以及累计可动水结果图。其中横坐标是驱替压差，单位为兆帕(Mpa)，纵坐标是可动水饱和度。
气藏开发过程中累计可动水大小指的是随着地层压力下降过程气相累计可以驱动的储层孔隙水的大小。所述气藏开发过程中累计可动水大小通过在某一驱替压力实验结束后测试获得的第三T2谱与初始含水饱和度下第二T2谱之间包络的面积与原始含水饱和度下第一T2谱包络的面积之比获得。
本发明所述储层孔隙水可动性测试方法通过选择合适的实验用气藏岩心，将所述岩心完全饱和水后测试T2谱，检测水在岩石孔喉中分布特征；结合目标气藏原始含水饱和度大小，使岩心的饱和度与之相匹配，再次进行T2谱检测，测试气藏原始含水在孔喉中的分布特征；然后进行气驱水实验，在每个压力下气驱实验结束后，对岩心进行核磁共振T2谱检测，根据不同驱替压力下的T2谱形态，可以对气藏开发过程中储层孔隙水可动性变化规律及累计可动水大小进行量化评价，从而能够以预测气井产水规律，指导气井生产及工作制度安排。
以上所述仅为本发明的几个实施例，虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用于限定本发明。任何本发明所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施方式的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附权利要求书所界定的范围为准。
Claims (7)
1.一种储层孔隙水可动性测试方法，其特征在于，包括：
将实验岩心完全饱和水后进行核磁共振实验获得第一T2谱；
将岩心恢复至储层原始条件下的含水状态后进行核磁共振实验获得第二T2谱；
将恢复至储层原始条件下的含水状态后的岩心加围压；
通过逐级增压气驱水方式对加围压的岩心进行驱替实验并在每级增压过程中进行核磁共振实验获得相应的第三T2谱；
根据所述第三T2谱与所述第二T2谱之间包络的面积与所述第一T2谱包络的面积的比值确定所述储层孔隙水可动性。
2.如权利要求1所述的储层孔隙水可动性测试方法，其特征在于：所述气驱水方式中驱替用的气体为含水湿气，所述含水湿气通过将驱替用的气体先通入水后再通入岩心中获得。
3.如权利要求1所述的储层孔隙水可动性测试方法，其特征在于：所述逐级增压气驱的方式包括：
设定初始气驱压力，进行气驱；
当岩心不再出水且气流量稳定后，逐级提高气驱压力，进行重复气驱；
至岩心气水均不流动时，实验结束。
4.如权利要求1所述的储层孔隙水可动性测试方法，其特征在于：所述围压大小参照岩心在地层状态下承受的上覆岩层压力POB，所述上覆岩层压力POB的值通过岩样所处地层深度h进行计算，
POB＝ρ×g×h/1000
POB——上覆岩层压力，单位为兆帕；
ρ——上覆岩层平均岩石密度，单位为克/立方厘米；
g——重力加速度，单位为牛/千克；
h——取样层中部深度，单位为米。
5.如权利要求1所述的储层孔隙水可动性测试方法，其特征在于：所述将岩心恢复至储层原始条件下的含水状态通过将所述岩心的两端分别浸入水中分别自吸水，使岩心内部达到目标含水饱和度；或通过抽真空的方式，使所述岩心完全饱和水后，采用高压气驱或者加热方式，达到目标含水饱和度。
6.如权利要求5所述的储层孔隙水可动性测试方法，其特征在于：所述达到目标含水饱和度的岩心与未饱和水前的岩心质量的差为岩心初始含水饱和度。
7.如权利要求1所述的储层孔隙水可动性测试方法，其特征在于：所述岩心为规则的柱塞状岩心，岩心的直径为2.5厘米，长度小于5厘米。
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 利用核磁共振测井资料评价致密储层可动水饱和度;吴见萌 等;《测井技术》;20111231;第35卷(第6期);559-563 * |
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| CN104316554A (zh) | 2015-01-28 |
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