CN105424575A - 一种确定渗透率的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种确定渗透率的方法和装置，其中，该方法包括：获取多个岩心样品的渗透率；根据所述多个岩心样品的渗透率，确定迂曲度和/或毛管束连通性与所述岩心渗透率之间的关系；根据所述关系确定待测地层的渗透率。在本发明实施例中，通过获取具有不同的迂曲度和/或不同的毛管束连通性的岩心样品的渗透率，可以确定出迂曲度和/或毛管束连通性与所述岩心渗透率之间的关系，从而可以解决现有技术中还没有对岩心毛管束纵向或者横向连通程度等因素对岩心渗透率的影响的分析研究的缺陷，基于确定的迂曲度和/或毛管束连通性与岩心渗透率之间的关系来计算待测地层的渗透率，从而使得确定的渗透率更为准确。

Description

一种确定渗透率的方法和装置

技术领域

本发明涉及油藏开发技术领域，特别涉及一种确定渗透率的方法和装置。

背景技术

在油藏开发中，开采到的岩心孔隙结构复杂多样，毛管束之间的连通性错综复杂，横向纵向相互交织。因此，当对岩心渗透率进行实际测量时，可以根据岩心毛管束的分布情况，将其分为横向渗透率和纵向渗透率。

在对渗透率进行实际测量的过程中，当对纵向渗透率进行测量时，其结果必然会受到岩心毛管束横向连通性的影响，同样的，当对横向渗透率进行测量时，结果也必然会受到岩心毛管束纵向连通性的影响。

事实上，对于同一个油藏而言，当开采到的岩心孔隙结构相似，但是岩心的毛管束纵向或者横向连通性差别很大时，其渗透率结果会有较大差别。

然而，目前常用的渗透率测量方法中所使用的岩心一般都是实际的油藏岩心，所考虑的主要因素是如何更加准确地测量岩心渗透率，对于岩心毛管束纵向或者横向连通程度等因素对岩心渗透率的影响，还没有相关的研究。

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确定渗透率的方法和装置，以达到提高确定的地层渗透率的准确性的目的。

本发明实施例提供了一种确定渗透率的方法，包括：获取多个岩心样品的渗透率，其中，所述多个岩心样品中的各个岩心样品具有不同的迂曲度和/或不同的毛管束连通性；根据所述多个岩心样品的渗透率，确定迂曲度和/或毛管束连通性与所述岩心渗透率之间的关系；根据所述关系确定待测地层的渗透率。

在一个实施例中，根据以下所述关系确定待测地层的渗透率：

$k=n\frac{\mathrm{\π}}{8(\mathrm{\τ}+\mathrm{\ϵ})}\underset{r=r_{\min }}{\overset{r=r_{\max }}{\Σ}}f\left(r\right)r^4$

其中，k表示待测地层的渗透率，n表示待测地层单位面积的毛管束个数，τ表示待测地层的迂曲度，ε表示待测地层的毛管束的纵向连通性，r表示待测地层的毛管束半径，f(r)表示待测地层的孔喉分布函数。

在一个实施例中，所述岩心样品为人造毛管束岩心。

在一个实施例中，所述多个岩心样品包括：水平毛管束岩心和弯曲毛管束岩心。

在一个实施例中，获取多个岩心样品的渗透率，包括：通过渗透率测量系统分别对所述多个岩心样品进行测量，得到所述多个岩心样品的渗透率。

本发明实施例还提供了一种确定渗透率的装置，包括：岩心夹持部件，用于夹持所述岩心样品；压力部件，与所述岩心夹持部件相连，用于为所述岩心样品提供压力，其中，所述压力系统所提供的压力是预先设定的固定压力；填充介质提供部件，与所述岩心夹持部件相连，用于提供注入所述岩心样品的填充介质；信息采集装置，与所述填充介质提供部件和所述岩心夹持部件相连，用于采集填充至所述岩心样品的填充介质的量，其中，所述填充介质的量用于确定所述岩心样品的渗透率。

在一个实施例中，所述填充介质包括：气体和/或液体。

在一个实施例中，包括：获取单元，用于获取多个岩心样品的渗透率，其中，所述多个岩心样品中的各个岩心样品具有不同的迂曲度和/或不同的毛管束连通性；确定单元，用于根据所述多个岩心样品的渗透率，确定迂曲度和/或毛管束连通性与所述岩心渗透率之间的关系；计算单元，用于根据所述关系确定待测地层的渗透率。

在一个实施例中，所述计算单元，具体用于根据以下所述关系确定待测地层的渗透率：

$k=n\frac{\mathrm{\π}}{8(\mathrm{\τ}+\mathrm{\ϵ})}\underset{r=r_{\min }}{\overset{r=r_{\max }}{\Σ}}f\left(r\right)r^4$

其中，k表示待测地层的渗透率，n表示待测地层单位面积的毛管束个数，τ表示待测地层的迂曲度，ε表示待测地层的毛管束的纵向连通性，r表示待测地层的毛管束半径，f(r)表示待测地层的孔喉分布函数。

在一个实施例中，所述岩心样品为人造毛管束岩心。

在上述实施例中，通过获取具有不同的迂曲度和/或不同的毛管束连通性的岩心样品的渗透率，可以确定出迂曲度和/或毛管束连通性与所述岩心渗透率之间的关系，从而可以解决现有技术中还没有对岩心毛管束纵向或者横向连通程度等因素对岩心渗透率的影响的分析研究的缺陷，基于确定的迂曲度和/或毛管束连通性与岩心渗透率之间的关系来计算待测地层的渗透率，从而使得确定的渗透率更为准确。

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是根据本发明实施例的确定渗透率的流程图；

图2是根据本发明实施例的渗透率测量系统流程图；

图3是根据本发明实施例的只含有水平毛管束的人造岩心的结构示意图；

图4是根据本发明实施例的具有第一毛管束连通性的人造岩心的结构示意图；

图5是根据本发明实施例的具有第二毛管束连通性的人造岩心的结构示意图；

图6是根据本发明实施例的具有第三毛管束连通性的人造岩心的结构示意图；

图7是根据本发明实施例的只含有弯曲毛管束的人造岩心的结构示意图；

图8是根据本发明实施例的具有第一迂曲度的人造岩心的结构示意图；

图9是根据本发明实施例的具有第二迂曲度的人造岩心的结构示意图；

图10是根据本发明实施例的具有第三迂曲度的人造岩心的结构示意图；

图11是根据本发明实施例的确定渗透率的一种结构框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

考虑到岩心毛管束的连通性和迂曲度都会对岩心毛管束渗透率产生影响，如果可以有效确定岩心毛管束的连通性和迂曲度与岩心渗透率之间的关系，然后再基于确定的关系计算待测地层的渗透率可以使得确定的渗透率更为准确。

具体地，在本例中，提供了一种确定渗透率的方法，如图1所示，可以包括以下步骤：

步骤101：获取多个岩心样品的渗透率，其中，所述多个岩心样品中的各个岩心样品具有不同的迂曲度和/或不同的毛管束连通性；

其中，所谓的渗透率表示，在一定压差下岩石允许流体通过的能力。渗透率是表征岩石本身传导液体能力的参数，其大小与孔隙度、液体渗透方向上空隙的几何形状、颗粒大小以及排列方向等因素有关，而与在介质中运动的液体性质无关。因此，可以利用气体和/或液体进行渗透率实验。

为了获取岩心渗透率可以通过渗透率系统进行测量，一般渗透率测量系统可以包括以下几个部分：

1)岩心夹持部件，用于夹持所述岩心样品；

2)压力部件，与所述岩心夹持部件相连，用于为所述岩心样品提供压力，其中，所述压力系统所提供的压力是预先设定的固定压力；

具体地，该固定压力可近似等于地层中的实际压力，即模拟一个真实的地层环境，这样才能使得渗透率测量结果更为准确；

3)填充介质提供部件，与所述岩心夹持部件相连，用于提供注入所述岩心样品的填充介质；

其中，所谓填充介质的作用就是在实验的过程中渗透至岩心样品中的填充介质，这些填充介质可以是气体也可以是液体，具体采用哪种填充介质可以按照实际需要选取，本申请对此不作限定；

4)信息采集装置，与所述填充介质提供部件和所述岩心夹持部件相连，用于采集填充至所述岩心样品的填充介质的量，当填充介质是气体时，所谓填充介质的量指的是气体的体积，当填充介质是液体时，所谓填充介质的量可以用液体的体积或者质量表征。

信息采集装置在获取到填充介质的量之后，就可以根据这些数据计算并记录岩心样品的渗透率。

在实际实现的过程中，为了获取岩心毛管束的连通性和迂曲度对岩心渗透率的影响，必然需要采用不同的岩心样品进行测量，这些岩心样品需要有着不同的毛管束连通性或者有着不同的迂曲度。然而在实际的地层中，一般岩心的毛管束的连通性和迂曲度都是随意的，不可能按照所设想的方式规律性形成，因此，如果需要获取这种具有明显规律的不同毛管束的连通性和迂曲度的岩心样品，就需要人为生成，即通过人造毛管束岩心(下文称为人造岩心)作为岩心样品。也就是说，上述的岩心样品一般都是人造岩心，具体地，可以包括：水平毛管束岩心，或者弯曲毛管束岩心。上述人造岩心的特点就是部分毛管束之间存在纵向连通性。

在本例中，还提供了一种渗透率测量系统，该系统可以同时提供液体和气体两种填充介质，然而，这仅是一种优选方式，在具体实现的时候，可以按照需求和实际情况选取一种作为填充介质即可。当然渗透率测量系统中也可以仅设置一种填充介质。该渗透率测量系统如图2所示，包括：气瓶1、气瓶压力表2、气流控制阀3、气流压力计4、气流流量计5、液箱6、液泵7、液流控制阀8、中间容器9、液流压力计10、液流流量计11、岩心流入阀12、岩心夹持器13、实验岩心14、引压孔15、围压泵16、出口端压力计17、回压阀18、回压泵19、出口液体容器20、差压传感器21、信号处理器22和信息采集器23。

以空气作为填充介质，通过图2所示的渗透率测量系统测量岩心渗透率可以包括以下步骤：

S1：先将所选人造岩心14放入岩心夹持器13中；

S2：利用围压泵16给人造岩心14加入围压、利用回压泵19给岩心出口端加入回压；

S3：调节气流控制阀3，让气瓶压力表2的示数达到合理的数值，从而可以模拟岩心在地层中的真实物理状态；

S4：打开岩心流入阀12，让气体通过岩心；

S5：通过信息采集器23观测气体流量计5以及差压传感器21的数据；

S6：待流量稳定后，记录信息采集器23所采集的数据，对采集得到的数据进行分析，就可以得到该人造岩心14的渗透率。

上例中是以气体作为填充介质进行的说明，采用液体作为填充介质时操作方式近似，本申请在此不再赘述。

步骤102：根据所述多个岩心样品的渗透率，确定迂曲度和/或毛管束连通性与所述岩心渗透率之间的关系；

即，在获取到不同毛管束的连通性和迂曲度的岩心样品所对应的渗透率数据后，就可以进行集中的分析和拟合，从而确定出岩心渗透率与毛管束的连通性和迂曲度之间的关系。

以图3至图10几种不同的迂曲度和/或毛管束连通性的人造岩心作为岩心样品测量渗透率，如图3所示，为只含有水平毛管束的人造岩心的结构示意图，如图4至6所示，为含有相互连通水平毛管束的人造岩心的结构示意图，其中，图4至6分别代表具有不同连通程度的水平毛管束的人造岩心，且毛管束的连通程度依次增大。

通过图3至图6的岩心样品进行渗透率实验，可以确定出不同连通程度的岩心样品与渗透率之间的关系。

如图7所示，为只含有弯曲毛管束的人造岩心的结构示意图，如图8至10所示，为含有相互连通弯曲毛管束的人造岩心的结构示意图，其中，图8至10分别代表具有不同连通程度的弯曲毛管束的人造岩心，且毛管束的连通程度依次增大。

通过图7至10的岩心样品进行渗透率实验，可以确定出不同连通程度的岩心样品与渗透率之间的关系。

进一步的，通过图3和图5的岩心样品进行渗透率实验，可以确定出不同迂曲度的岩心样品与渗透率之间的关系。

现有的在不考虑迂曲度和/或毛管束连通性时，渗透率的计算公式一般为：

$k=n\frac{\mathrm{\π}}{8}\underset{r=r_{\min }}{\overset{r=r_{\max }}{\Σ}}f\left(r\right)r^4$

然而，在本例中，因为将迂曲度和/或毛管束连通性也作为渗透率大小的考量因素，因此，在计算渗透率的时候就相应地多了迂曲度、毛管束连通性这两个参数，具体地，迂曲度、毛管束连通性与渗透率之间的关系可以表示为：

$k=n\frac{\mathrm{\π}}{8(\mathrm{\τ}+\mathrm{\ϵ})}\underset{r=r_{\min }}{\overset{r=r_{\max }}{\Σ}}f\left(r\right)r^4$

其中，k表示岩心样品的渗透率，n表示岩心样品单位面积的毛管束个数，τ表示岩心样品的迂曲度，ε表示岩心样品的纵向连通性，r表示岩心样品的毛管束半径，f(r)表示岩心样品的孔喉分布函数，其具体表达式为：

$f\left(r\right)=\frac{P_c}{r}\frac{{\mathrm{dS}}_{Hg}}{{\mathrm{dP}}_c}$

其中，S_Hg表示汞的饱和度，P_c表示S_Hg对应下的毛管力。这些参数均可以通过现有的压汞实验获得。

步骤103：根据所述关系确定待测地层的渗透率。

即，根据上述确定的渗透率与迂曲度和毛管束连通性之间的关系可以计算待测地层的渗透率，因为公式中考虑了迂曲度和毛管束连通性两个因素，因此使得最终计算得到的渗透率更为准确。

基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种确定渗透率的装置，如下面的实施例所述。由于确定渗透率的装置解决问题的原理与确定渗透率的方法相似，因此确定渗透率的装置的实施可以参见确定渗透率的方法的实施，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11是本发明实施例的确定渗透率的一种结构框图，如图11所示，包括：获取单元201、确定单元202、计算单元203，下面对该结构进行说明。

获取单元201，用于获取多个岩心样品的渗透率，其中，所述多个岩心样品中的各个岩心样品具有不同的迂曲度和/或不同的毛管束连通性；

确定单元202，用于根据所述多个岩心样品的渗透率，确定迂曲度和/或毛管束连通性与所述岩心渗透率之间的关系；

计算单元203，用于根据所述关系确定待测地层的渗透率。

在一个实施方式中，所述计算单元，具体用于根据以下所述关系确定待测地层的渗透率：

$k=n\frac{\mathrm{\π}}{8(\mathrm{\τ}+\mathrm{\ϵ})}\underset{r=r_{\min }}{\overset{r=r_{\max }}{\Σ}}f\left(r\right)r^4$

其中，k表示待测地层的渗透率，n表示待测地层单位面积的毛管束个数，τ表示待测地层的迂曲度，ε表示待测地层的毛管束的纵向连通性，r表示待测地层的毛管束半径，f(r)表示待测地层的孔喉分布函数。

在一个实施方式中，所述岩心样品为人造毛管束岩心。

在一个实施方式中，所述多个岩心样品包括：水平毛管束岩心和弯曲毛管束岩心。

在一个实施方式中，所述获取单元包括：渗透率获取单元，用于通过渗透率测量系统分别对所述多个岩心样品进行测量，得到所述多个岩心样品的渗透率。

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：通过获取具有不同的迂曲度和/或不同的毛管束连通性的岩心样品的渗透率，可以确定出迂曲度和/或毛管束连通性与所述岩心渗透率之间的关系，从而可以解决现有技术中还没有对岩心毛管束纵向或者横向连通程度等因素对岩心渗透率的影响的分析研究的缺陷，基于确定的迂曲度和/或毛管束连通性与岩心渗透率之间的关系来计算待测地层的渗透率，从而使得确定的渗透率更为准确。

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)

1.一种确定渗透率的方法，其特征在于，包括：

获取多个岩心样品的渗透率，其中，所述多个岩心样品中的各个岩心样品具有不同的迂曲度和/或不同的毛管束连通性；

根据所述多个岩心样品的渗透率，确定迂曲度和/或毛管束连通性与所述岩心渗透率之间的关系；

根据所述关系确定待测地层的渗透率。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据以下所述关系确定待测地层的渗透率：

$k=n\frac{\mathrm{\π}}{8(\mathrm{\τ}+\mathrm{\ϵ})}\underset{r=r_{\min }}{\overset{r=r_{\max }}{\Σ}}f\left(r\right)r^4$

其中，k表示待测地层的渗透率，n表示待测地层单位面积的毛管束个数，τ表示待测地层的迂曲度，ε表示待测地层的毛管束的纵向连通性，r表示待测地层的毛管束半径，f(r)表示待测地层的孔喉分布函数。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述岩心样品为人造毛管束岩心。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个岩心样品包括：水平毛管束岩心和弯曲毛管束岩心。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，获取多个岩心样品的渗透率，包括：

通过渗透率测量系统分别对所述多个岩心样品进行测量，得到所述多个岩心样品的渗透率。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述渗透率测量系统包括：

岩心夹持部件，用于夹持所述岩心样品；

压力部件，与所述岩心夹持部件相连，用于为所述岩心样品提供压力，其中，所述压力系统所提供的压力是预先设定的固定压力；

填充介质提供部件，与所述岩心夹持部件相连，用于提供注入所述岩心样品的填充介质；

信息采集装置，与所述填充介质提供部件和所述岩心夹持部件相连，用于采集填充至所述岩心样品的填充介质的量，其中，所述填充介质的量用于确定所述岩心样品的渗透率。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述填充介质包括：气体和/或液体。

8.一种确定渗透率的装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取多个岩心样品的渗透率，其中，所述多个岩心样品中的各个岩心样品具有不同的迂曲度和/或不同的毛管束连通性；

确定单元，用于根据所述多个岩心样品的渗透率，确定迂曲度和/或毛管束连通性与所述岩心渗透率之间的关系；

计算单元，用于根据所述关系确定待测地层的渗透率。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述计算单元，具体用于根据以下所述关系确定待测地层的渗透率：

$k=n\frac{\mathrm{\π}}{8(\mathrm{\τ}+\mathrm{\ϵ})}\underset{r=r_{\min }}{\overset{r=r_{\max }}{\Σ}}f\left(r\right)r^4$

其中，k表示待测地层的渗透率，n表示待测地层单位面积的毛管束个数，τ表示待测地层的迂曲度，ε表示待测地层的毛管束的纵向连通性，r表示待测地层的毛管束半径，f(r)表示待测地层的孔喉分布函数。

10.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述岩心样品为人造毛管束岩心。