CN106446489A - 连续型致密碎屑岩油藏储层物性上限的计算方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种致密碎屑岩连续型油藏储层物性上限的计算方法，该方法包括：计算油气在致密储集体中二次运移的动力，并计算油气两端的地层压力差、计算油气运移的浮力；计算油气二次运移的阻力；通过回归建立碎屑岩中值压力与孔隙度的函数关系；构建动-阻力平衡函数，并建立孔隙度与各个参数之间的函数关系；统计回归得到油藏深度段孔隙度与深度的函数关系，再将中值压力转化为深度的函数关系；获得不同深度值对应的孔隙度值，绘制孔隙度上限分布图。该连续型致密碎屑岩油藏储层物性上限的计算方法通过油气受力分析及构建动-阻力平衡函数，实现了连续油气聚集物性上限定量计算，计算结果科学性、合理性。

Description

连续型致密碎屑岩油藏储层物性上限的计算方法
技术领域
本发明涉及油田开发技术领域，特别是涉及到一种连续型致密碎屑岩油藏储层物性上限的计算方法。
背景技术
连续型油气藏的重要特征是储集体致密、油气连续分布，且无明显的圈闭形态与边界。由连续型油气的成藏特点，当储集体物性变化，储集体中油气所受阻力小于运移动力时，油气将打破连续状态，进而向上运移至常规圈闭中成藏。因此，对于连续型油气藏来说，存在一个储层物性上限，连续型油气只能聚集在小于该物性的储集体中。确定该物性上限，即是确定了连续型油气分布的一个边界(上边界)，对于该类油气藏勘探及资源评价具有重要意义。为此我们发明了一种新的连续型致密碎屑岩油藏储层物性上限的计算方法，解决了以上技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种通过油气受力分析及构建动-阻力平衡函数，实现了连续油气聚集物性上限定量计算的连续型致密碎屑岩油藏储层物性上限的计算方法。
本发明的目的可通过如下技术措施来实现：连续型致密碎屑岩油藏储层物性上限的计算方法，该连续型致密碎屑岩油藏储层物性上限的计算方法包括：步骤1：计算油气在致密储集体中二次运移的动力，包括计算油气两端的地层压力差、计算油气运移的浮力；步骤2，计算油气二次运移的阻力；步骤3，通过回归建立碎屑岩中值压力与孔隙度的函数关系；步骤4，构建动-阻力平衡函数，并建立孔隙度与各个参数之间的函数关系，从而构建储层物性上限计算模型；步骤5，统计回归得到油藏深度段孔隙度与深度的函数关系，再将中值压力转化为深度的函数关系；步骤6：根据储层物性上限计算模型，获得不同深度值对应的孔隙度值，即为该深度下油气所能充值的孔隙度上限值；步骤7：根据油气所能充值的孔隙度上限值绘制孔隙度上限分布图。
本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：
在步骤1中，建立油气在致密储集体中二次运移的动力函数，针对连续型油藏，水动力的影响忽略不计，动力PS为浮力和地层压力差之和，公式为：
PS＝ΔP+F
式中，PS；ΔP为连续油柱两端的地层压力差，单位为MPa；F为浮力，单位为N。
在步骤1中，计算地层压力差ΔP，即为连续油柱两端的地层压力差，大小由储层压力场即压力梯度和油柱水平长度决定，公式为：
ΔP＝L·Gp
式中，Gp为储层压力梯度，单位为MPa/m；L为连续油藏的水平长度，单位为m。
在步骤1中，计算浮力F，浮力由油柱高度与地层倾角决定，公式为：
F＝Δρ·g·L·tan(α)
式中，Δρ为油水密度差，单位为kg/m3；g为重力加速度，值为9.8kg/N；L为连续油藏的水平长度，单位为m；α为地层倾角。
在步骤2中，计算油气在致密储集体中二次运移的阻力，针对连续型油藏，阻力主要为毛细管压力，利用压汞资料中的毛细管压力曲线读取的碎屑岩中值压力可以作为毛细管压力。
在步骤3中，利用压汞资料取得碎屑岩中值压力、利用岩心常规分析资料取得孔隙度，通过回归建立碎屑岩中值压力，即毛管压力数值，与孔隙度的函数关系，公式为：
P50＝a*exp(b*Ф)
式中P50为碎屑岩中值压力，单位为MPa；Ф为储集体孔隙度；a、b均为拟合参数。
在步骤4中，构建动-阻力平衡函数，即浮力F和油柱两端地层压力差ΔP之和等于毛细管压力P50，公式为：
ΔP+F＝P50。
在步骤4中，建立孔隙度与各个参数之间的函数关系，从而构建储层物性上限计算模型，公式为：
L·Gp+Δρ·g·L·tan(α)＝a*exp(b*Ф)
式中，Gp为储层压力梯度，单位为MPa/m；L为连续油藏的水平长度，单位为m，Δρ为油水密度差，单位为kg/m3；g为重力加速度，值为9.8kg/N；L为连续油藏的水平长度，单位为m；α为地层倾角，Ф为储集体孔隙度；a、b均为拟合参数。
在步骤5中，统计回归得到油藏深度段孔隙度与深度的函数关系，公式为：
Ф＝a1*exp(b1*D)
式中D为油藏深度点，单位为m；Ф为油藏深度点对应的储集体孔隙度；a1、b1均为拟合参数。
在步骤5中，将中值压力转化为深度的函数，公式为：
P50＝a2*exp(b2*D)
式中，P50为碎屑岩中值压力，a2、b2均为拟合参数，D为油藏深度点。
在步骤6中，依据储层物性上限计算模型，建立孔隙度与各个参数之间的函数关系，公式为：
L·Gp+ΔρgL·tan(α)＝a2*exp(b2*D)
式中，Gp为储层压力梯度，单位为MPa/m；L为连续油藏的水平长度，单位为m，Δρ为油水密度差，单位为kg/m3；g为重力加速度，值为9.8kg/N；L为连续油藏的水平长度，单位为m，α为地层倾角，a2、b2均为拟合参数，D为油藏深度点；
求解该函数，获得不同深度值对应的孔隙度值，即为该深度下油气所能充值的孔隙度上限值。
在步骤7中，利用步骤6中获得的油气所能充值的孔隙度上限值，绘制孔隙度上限分布图。
本发明中的连续型致密碎屑岩油藏储层物性上限的计算方法，涉及油气勘探领域钻探目标选取及储量计算的基础工作——有效储层分布范围的圈定。主要针对连续型致密碎屑岩油藏，基于连续型油气的成藏机理，根据“相-势”控藏理论，通过连续聚集油气的受力分析，油气运移动力主要包括地层剩余压力和浮力，运移阻力主要是毛细管力，建立油气连续聚集的动-阻力平衡关系，运移动力大于运移阻力时油气将打破连续状态，即动力与阻力相等时所对应的致密储层孔隙度为连续油气聚集的孔隙度上限，从而提出了一种计算连续型致密碎屑岩油藏储层孔隙度上限的方法。本发明以连续型致密碎屑岩油气成藏为对象，通过油气受力分析及构建动-阻力平衡函数，实现了连续油气聚集物性上限定量计算，计算结果科学性、合理性。该方法在胜利油田渤南洼陷致密碎屑岩勘探中应用效果较好，可对其他类似地区的油气勘探提供指导。
附图说明
图1为本发明的连续型致密碎屑岩油藏储层物性上限的计算方法的一具体实施例的流程图；
图2为本发明的一具体实施例的某地区某层系利用压汞资料回归的碎屑岩中值压力与孔隙度关系的示意图；
图3为本发明的一具体实施例的某地区某层系埋藏深度与孔隙度关系的示意图；
图4为本发明的一具体实施例的某地区某层系油气能够充注的碎屑岩孔隙度上限分布的示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文以胜利油田某地区某层系致密碎屑岩储集体油气充注物性上限的计算为例，并配合所附图式，作详细说明如下。
如图1所示，图1为本发明的连续型致密碎屑岩油藏储层物性上限的计算方法的流程图。
在步骤1，建立油气在致密储集体中二次运移的动力函数，针对连续型油藏，由于其埋藏较深、储层物性差、地层倾角小，难以形成连续的地层水流动，水动力的影响可以忽略不计，动力主要为浮力和地层压力差之和。流程进入到步骤2。
在步骤2，计算地层压力差，即为连续油柱两端的地层压力差，大小由储层压力场(压力梯度)、油柱水平长度决定，公式为：
ΔP＝L·Gp
式中ΔP为连续油柱两端的地层压力差，单位为MPa；对胜利油田某地区某层系，Gp为1.8×10-3Mpa/m；L为连续油藏的水平长度，单位为m。流程进入到步骤3。
在步骤3，计算浮力，浮力由油柱高度与地层倾角决定，公式为：
F＝Δρ·g·L·tan(α)
式中，F为浮力，单位为N；对胜利油田某地区某层系，α为12.23°，Δρ为0.17×103kg/m3；g为重力加速度，值为9.8kg/N；L为连续油藏的水平长度，单位为m。流程进入到步骤4。
在步骤4，计算油气在致密储集体中二次运移的阻力，针对连续型油藏，阻力主要为毛细管压力，利用压汞资料读取碎屑岩中值压力作为毛细管压力(表1)。
表1某地区某层系碎屑岩中值压力数据
井号 深度 Pc,MPa Rc,μm P50,MPa R50,μm
B*993 3042.9 0.14 7.22 0.73 1.05
B*994 2997.1 0.12 7.09 0.71 1.06
BS*3 4421.8 1.49 0.42 0.44 2.87
BS*4 4034.00 0.98 0.75 0.42 1.77
BS*5 4522.5 1.63 0.41 0.37 3.19
BS*6 3749.2 1.04 0.99 0.45 2.17
BS*8 5048 1.63 0.41 0.37 3.19
K*622 2176.05 0.13 5.48 0.38 1.95
K*623 2456.50 0.37 1.99 0.18 4.09
K*628 2325.10 0.50 1.48 0.17 4.29
K*629 2325.10 0.10 7.32 0.83 0.89
L*111 3343.90 1.17 0.63 2.61 0.28
L*17 3013.4 1.04 0.71 0.10 7.31
L*22 1727.8 0.03 21.68 1.68 0.44
L*24 2092.5 0.05 15.31 1.51 0.49
L*25 2623.5 0.34 2.15 0.19 4.12
L*35 2896.3 0.41 1.81 0.30 2.49
井号 深度 Pc,MPa Rc,μm P50,MPa R50,μm
L*352 2775.5 3.03 0.24 0.15 4.94
L*354 2949.8 0.10 7.35 0.70 1.05
L*52 2895.9 1.47 0.45 0.27 3.01
L*6 2889.8 1.54 0.41 0.29 2.99
L*8 2134 0.14 5.02 0.38 1.84
L*9 2158.84 1.58 0.46 0.19 3.84
S*14 2878 1.67 0.44 0.27 2.75
S*16 2399.6 0.41 1.81 0.30 2.49
S*27 2289.7 0.41 1.79 0.39 1.87
S*29 2693 0.35 2.03 0.18 3.41
流程进入到步骤5。
在步骤5，利用压汞资料取得碎屑岩中值压力，利用岩心常规分析资料取得孔隙度，制作碎屑岩中值压力与孔隙度关系的散点图，如图2所示，通过计算机回归建立碎屑岩中值压力(毛管压力)与孔隙度的函数关系，公式为：
P50＝23.75exp(-0.1617Ф)
式中P50为碎屑岩中值压力，单位为MPa，数据见表1；Ф为储集体孔隙度。流程进入到步骤6。
在步骤6，构建动-阻力平衡函数，即浮力和油柱两端地层压力差之和等于毛细管压力，公式为：
ΔP+F＝P50
流程进入到步骤7。
在步骤7，根据步骤1到步骤6，建立孔隙度与各个参数之间的函数关系，从而构建储层物性上限计算模型，公式为：
L·Gp+Δρ·g·L·tan(α)＝23.75exp(-0.1617Ф)
流程进入到步骤8。
在步骤8，制作油藏深度段孔隙度与深度关系的散点图，如图3所示，统计回归得到油藏深度段孔隙度与深度的函数关系，公式为：
Ф＝55.13*exp(-0.00040689*D)
式中D为油藏深度点，单位为m；Ф为油藏深度点对应的储集体孔隙度。流程进入到步骤9。
在步骤9，根据步骤5及步骤8，，将中值压力转化为深度的函数，公式为：
P50＝0.0032D-8.543
流程进入到步骤10。
在步骤10，根据步骤1到步骤9，依据储层物性上限计算模型，建立孔隙度与各个参数之间的函数关系，公式为：
L·Gp+ΔρgL·tan(α)＝0.0032D-8.543
即，1.8×10-3·L+0.17×103·9.8·tan(12.23°)·L＝0.0032D-8.543
式中，对胜利油田某地区某层系，D取纵向压力峰值深度5050m；求解该函数，可求得L为5164m；根据步骤7求得对应孔隙度Ф为11.14％，即为该深度下油气所能充值的孔隙度上限值，同样可获得不同位置的压力峰值深度对应的孔隙度上限值。流程进入到步骤11。
在步骤11，利用步骤10中获得的孔隙度上限值，绘制孔隙度上限分布图，如图4所示。

Claims (10)

1.连续型致密碎屑岩油藏储层物性上限的计算方法，其特征在于，该连续型致密碎屑岩油藏储层物性上限的计算方法包括：
步骤1：计算油气在致密储集体中二次运移的动力，即计算油气两端的地层压力差、计算油气运移的浮力；
步骤2，计算油气二次运移的阻力，即计算毛细管压力；
步骤3，通过回归建立碎屑岩中值压力与孔隙度的函数关系；
步骤4，构建动-阻力平衡函数，并建立孔隙度与各个参数之间的函数关系，从而构建储层物性上限计算模型；
步骤5，统计回归得到油藏深度段孔隙度与深度的函数关系，再将中值压力转化为深度的函数关系；
步骤6：根据储层物性上限计算模型，获得不同深度值对应的孔隙度值，即为该深度下油气所能充值的孔隙度上限值；
步骤7：根据油气所能充值的孔隙度上限值绘制孔隙度上限分布图。
2.根据权利要求1所述的连续型致密碎屑岩油藏储层物性上限的计算方法，其特征在于，在步骤1中，建立油气在致密储集体中二次运移的动力函数，针对连续型油藏，水动力的影响忽略不计，动力PS为浮力和地层压力差之和，公式为：
PS＝ΔP+F
式中，PS；ΔP为连续油柱两端的地层压力差，单位为MPa；F为浮力，单位为N。
3.根据权利要求1所述的连续型致密碎屑岩油藏储层物性上限的计算方法，其特征在于，在步骤1中，计算地层压力差ΔP，即为连续油柱两端的地层压力差，大小由储层压力场即压力梯度和油柱水平长度决定，公式为：
ΔP＝L·Gp
式中，Gp为储层压力梯度，单位为MPa/m；L为连续油藏的水平长度，单位为m。
4.根据权利要求1所述的连续型致密碎屑岩油藏储层物性上限的计算方法，其特征在于，在步骤1中，计算浮力F，浮力由油柱高度与地层倾角决定，公式为：
F＝Δρ·g·L·tan(α)
式中，Δρ为油水密度差，单位为kg/m3；g为重力加速度，值为9.8kg/N；L为连续油藏的水平长度，单位为m；α为地层倾角。
5.根据权利要求1所述的连续型致密碎屑岩油藏储层物性上限的计算方法，其特征在于，在步骤2中，计算油气在致密储集体中二次运移的阻力，针对连续型油藏，阻力主要为毛细管压力，利用压汞资料中的毛细管压力曲线读取的碎屑岩中值压力可以作为毛细管压力。
6.根据权利要求1所述的连续型致密碎屑岩油藏储层物性上限的计算方法，其特征在于，在步骤3中，利用压汞资料取得碎屑岩中值压力、利用岩心常规分析资料取得孔隙度，通过回归建立碎屑岩中值压力，即毛管压力数值，与孔隙度的函数关系，公式为：
P50＝a*exp(b*Ф)
式中P50为碎屑岩中值压力，单位为MPa；Ф为储集体孔隙度；a、b均为拟合参数。
7.根据权利要求1所述的连续型致密碎屑岩油藏储层物性上限的计算方法，其特征在于，在步骤4中，建立孔隙度与各个参数之间的函数关系，从而构建储层物性上限计算模型，公式为：
L·Gp+Δρ·g·L·tan(α)＝a*exp(b*Ф)
式中，Gp为储层压力梯度，单位为MPa/m；L为连续油藏的水平长度，单位为m，Δρ为油水密度差，单位为kg/m3；g为重力加速度，值为9.8kg/N；L为连续油藏的水平长度，单位为m；α为地层倾角，Ф为储集体孔隙度；a、b均为拟合参数。
8.根据权利要求1所述的连续型致密碎屑岩油藏储层物性上限的计算方法，其特征在于，在步骤5中，统计回归得到油藏深度段孔隙度与深度的函数关系，公式为：
Ф＝a1*exp(b1*D)
式中D为油藏深度点，单位为m；Ф为油藏深度点对应的储集体孔隙度；a1、b1均为拟合参数。
9.根据权利要求1所述的连续型致密碎屑岩油藏储层物性上限的计算方法，其特征在于，在步骤5中，将中值压力转化为深度的函数，公式为：
P50＝a2*exp(b2*D)
式中，P50为碎屑岩中值压力，a2、b2均为拟合参数，D为油藏深度点。
10.根据权利要求1所述的连续型致密碎屑岩油藏储层物性上限的计算方法，其特征在于，在步骤6中，依据储层物性上限计算模型，建立孔隙度与各个参数之间的函数关系，公式为：
L·Gp+ΔρgL·tan(α)＝a2*exp(b2*D)
式中，Gp为储层压力梯度，单位为MPa/m；L为连续油藏的水平长度，单位为m，Δρ为油水密度差，单位为kg/m3；g为重力加速度，值为9.8kg/N；L为连续油藏的水平长度，单位为m，α为地层倾角，a2、b2均为拟合参数，D为油藏深度点；
求解该函数，获得不同深度值对应的孔隙度值，即为该深度下油气所能充值的孔隙度上限值。
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