CN106771071A - 一种基于油水相渗的密闭取心饱和度校正方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于油水相渗的密闭取心饱和度校正方法，通过选取目的层不同物性的岩心开展油水相对渗透率实验，通过实验测量得到不同含水饱和度下的油水相对渗透率；确定油水相对渗透率计算模型；结合饱和度校正量与密闭取心测量饱和度对密闭取心饱和度进行校正，实现了在无实验室降压脱气资料的情况下，通过油水相渗曲线确定密闭取心饱和度校正量，使得校正后的密闭取心饱和度更加准确，比以往在数理统计基础上建立的校正方法更加合理，而且不用对数据进行归一化处理。

Description

一种基于油水相渗的密闭取心饱和度校正方法

技术领域

本发明属于石油勘探中的岩石物理实验数据校正技术领域，涉及一种基于油水相渗的密闭取心饱和度校正方法。

背景技术

密闭取心饱和度由于受测量环境、挥发脱气等因素的影响，使得实际测量值与地层原始值之间存在较大的差异，油水测量饱和度和远小于100％，影响密闭取心的实际应用效果。因此，密闭取心饱和度校正方法的研究是人们长期关注的重点。

目前进行密闭取心油水饱和度校正的方法主要有两种，一种是基于岩石物理实验，通过实验测量含水饱和度损失，通过校正含水饱和度，间接校正含油饱和度，以降压脱气实验建立的饱和度校正公式为例说明：

S_w1＝a·ln(S_w2)+b

式中：S_w1为脱气前的含水饱和度；S_w2为脱气后的含水饱和度；a、b为系数，通过实验数据拟合得到。

另一种是数理统计的方法，根据密闭取心油水饱和度数据间的线性关系，对岩心测量数据进行物性分类与多元回归，利用数理统计的方法对密闭取心饱和度校，使校正后油水饱和度之和为100％；或者在密闭取心油水饱和度拟合线的基础上，通过数学方法对拟合线上的数据点进行平移校正与旋转校正，得到归一化处理的校正饱和度。

现有技术至少存在以下问题：

模拟实验建立的密闭取心饱和度校正法其精度受所选样品特征及样品数的影响较大，而且整个实验过程在高温高压下进行周期长费用高；其余方法都是在数理统计的基础上直接对饱和度进行校正，往往导致饱和度的校正量大于实际变化值，需要进行归一化处理，同时没有考虑在饱和度损失过程中油水的相对渗流能力是逐渐变化的，油水损失量是一种非线性的变化过程，不能准确有效地确定密闭取心饱和度校正量。

发明内容

针对现有技术不足，本发明提供一种基于油水相渗的密闭取心饱和度校正方法，能够实现在无实验室降压脱气资料的情况下，通过油水相渗曲线确定密闭取心饱和度校正量，使得校正后的密闭取心饱和度更加准确。

本发明通过以下技术方案来实现：

一种基于油水相对渗透率的密闭取心饱和度校正方法，包括以下步骤：

步骤(101)建立油水相对渗透率与饱和度校正量之间的理论关系；

步骤(102)选取目的层不同物性的岩心开展油水相对渗透率实验，通过实验测量得到不同含水饱和度下的油水相对渗透率；

步骤(103)通过最小二乘法拟合确定含水饱和度与油水相对渗透率之间的转换关系，确定油水相对渗透率计算模型；

步骤(104)利用油水相对渗透率计算模型与密闭取心测量饱和度，构建含水饱和度校正量数学方程，通过迭代法求解含水饱和度校正量；

步骤(105)结合饱和度校正量与密闭取心测量饱和度对密闭取心饱和度进行校正。

进一步，所述步骤(101)中油水相对渗透率与饱和度校正量之间关系如下：

式中，相关参数由下式得到：

η＝100-S′_w-S′_o＝S_wc+S_oc (3)

式中：η为饱和度损失量；S′_w为密闭取心分析含水饱和度；S′_o为密闭取心分析含油饱和度；S_wc为含水饱和度损失量；S_oc为含油饱和度损失量；S_w为含水饱和度；k_ro为油的相对渗透率，是含水饱和度的函数；k_rw为水的相对渗透率，是含水饱和度的函数；为饱和度损失过程中水相综合相渗；为饱和度损失过程中油相综合相渗。

进一步，步骤(102)中油水相对渗透率实验按照《岩心分析方法SY/T5345-2007》标准规定的流程进行。

进一步，所述步骤(103)利用含水饱和度与油水相对渗透率之间存在的相关性，建立由含水饱和度求取油水相对渗透率的公式：

式中：k_ro为油的相对渗透率；k_rw为水的相对渗透率；S_w为含水饱和度；公式中的A₁、B₁、C₁、A₂、B₂、C₂为系数，通过岩心油水相渗实验数据，采用最小二乘法拟合获得。

进一步，所述步骤(104)利用油水相对渗透率计算模型与密闭取心测量饱和度，构建含水饱和度校正量数学方程为：

通过迭代法求解F(S_wc)＝0时的根S_wc，确定含水饱和度校正量。

进一步，所述步骤(105)求取密闭取心校正后的饱和度公式如下：

S_wx＝S′_w+S_wc (9)

S_ox＝S′_o+(η-S_wc) (10)

式中：S_wx为校正后的含水饱和度；S_ox为校正后的含水饱和度。

本发明的基于油水相对渗透率的密闭取心饱和度校正方法，通过选取目的层不同物性的岩心开展油水相对渗透率实验，通过实验测量得到不同含水饱和度下的油水相对渗透率；确定油水相对渗透率计算模型；结合饱和度校正量与密闭取心测量饱和度对密闭取心饱和度进行校正，实现了在无实验室降压脱气资料的情况下，通过油水相渗曲线确定密闭取心饱和度校正量，使得校正后的密闭取心饱和度更加准确，比以往在数理统计基础上建立的校正方法更加合理，而且不用对数据进行归一化处理。

附图说明

图1为本发明基于油水相渗的密闭取心饱和度校正方法的流程图

图2为饱和度损失过程中油水相渗的示意图

图3为岩心分析油水相渗与含水饱和度拟合关系图

图4为本发明专利密闭取心饱和度校正成果图

图5为本发明专利校正后油水饱和度对比图

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

参见图1，本发明实施例提供的一种基于油水相渗的密闭取心饱和度校正方法，包括如下步骤：

步骤101：建立油水相对渗透率与饱和度校正量之间的理论关系；

步骤102：选取目的层不同物性的岩心开展油水相对渗透率实验，通过实验测量得到不同含水饱和度下的油水相对渗透率；

步骤103：通过最小二乘法拟合确定含水饱和度与油水相对渗透率之间的转换关系，确定油水相对渗透率计算模型；

步骤104：利用油水相对渗透率计算模型与密闭取心测量饱和度，构建含水饱和度校正量数学方程，通过迭代法求解含水饱和度校正量；

步骤105：结合饱和度校正量与密闭取心测量饱和度对密闭取心饱和度进行校正。

下面，通过对本实施例的具体实施情况做进一步详细说明，以支持本发明所要解决的技术问题。

1、建立油水相对渗透率与饱和度校正量之间的理论关系，如图2所示，所述理论关系的公式和意义包括：

式中，相关参数由下式得到：

η＝100-S′_w-S′_o＝S_wc+S_oc (3)

式中：η为饱和度损失量；S′_w为密闭取心分析含水饱和度；S′_o为密闭取心分析含油饱和度；S_wc为含水饱和度损失量；S_oc为含油饱和度损失量；S_w为含水饱和度；k_ro为油的相对渗透率，是含水饱和度的函数；k_rw为水的相对渗透率，是含水饱和度的函数；为饱和度损失过程中水相综合相渗；为饱和度损失过程中油相综合相渗。

2、选择某一目标研究区块，选取不同物性的岩心按照《岩心分析方法SY/T5345-2007》标准规定，开展岩心油水相渗实验，并获取不同含水饱和度下的油水相对渗透率值，为后续的建模准备数据。

3、在油水相渗岩石物理实验的基础上，利用含水饱和度与油水相对渗透率之间存在相关性，通过最小二乘法拟合确定含水饱和度求取油水相对渗透率的计算公式(如图3所示)：

4、利用油水相对渗透率计算模型与密闭取心测量饱和度，构建含水饱和度校正量数学方程。分别按下述公式确定相关参数：

式中：为饱和度损失过程中水相综合相渗；为饱和度损失过程中油相综合相渗；通过密闭取心测试含水饱和度、含水饱和度校正量计算得到，是含水饱和度校正量的函数。

构建含水饱和度校正量数学方程为：

通过迭代法求解F(S_wc)＝0时的根S_wc，确定含水饱和度校正量。

5、结合饱和度校正量与密闭取心测量饱和度对密闭取心饱和度进行校正。密闭取心饱和度按下式进行饱和度校正：

S_wx＝S′_w+S_wc (11)

S_ox＝S′_o+(η-S_wc) (12)

式中：S_wx为校正后的含水饱和度；S_ox为校正后的含水饱和度。

图4为利用本发明方法对密闭取心饱和度校正的成果图，从图中可以看出，校正后的密闭取心含水饱和度与阿尔奇公式计算的含水饱和度一致性较好，与常规电性曲线都能很好地确定油水界面。

图5为密闭取心饱和度校正后油水饱和度关系图，校正后的油水饱和度之和为100％，更加准确地反应岩心地层条件下的油水饱和度值。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种基于油水相对渗透率的密闭取心饱和度校正方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤(101)建立油水相对渗透率与饱和度校正量之间的理论关系；

步骤(102)选取目的层不同物性的岩心开展油水相对渗透率实验，通过实验测量得到不同含水饱和度下的油水相对渗透率；

步骤(103)通过最小二乘法拟合确定含水饱和度与油水相对渗透率之间的转换关系，确定油水相对渗透率计算模型；

步骤(104)利用油水相对渗透率计算模型与密闭取心测量饱和度，构建含水饱和度校正量数学方程，通过迭代法求解含水饱和度校正量；

步骤(105)结合饱和度校正量与密闭取心测量饱和度对密闭取心饱和度进行校正。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(101)中油水相对渗透率与饱和度校正量之间关系如下：

$S_{wc}=\mathrm{\η}\·\frac{{\stackrel{\‾}{K}}_{rw}}{{\stackrel{\‾}{K}}_{rw}+{\stackrel{\‾}{K}}_{ro}}---\left(1\right)$

$S_{oc}=\mathrm{\η}\·\frac{{\stackrel{\‾}{K}}_{ro}}{{\stackrel{\‾}{K}}_{rw}+{\stackrel{\‾}{K}}_{ro}}---\left(2\right)$

式中，相关参数由下式得到：

η＝100-S′_w-S′_o＝S_wc+S_oc (3)

${\stackrel{\‾}{K}}_{rw}={\∫}_{S_w^{\′}}^{S_w^{\′}+S_{wc}}{k}_{rw}\left(S_w\right){\mathrm{dS}}_w---\left(4\right)$

${\stackrel{\‾}{K}}_{ro}={\∫}_{S_w^{\′}}^{S_w^{\′}+S_{wc}}{k}_{ro}\left(S_w\right){\mathrm{dS}}_w---\left(5\right)$

式中：η为饱和度损失量；S′_w为密闭取心分析含水饱和度；S′_o为密闭取心分析含油饱和度；S_wc为含水饱和度损失量；S_oc为含油饱和度损失量；S_w为含水饱和度；k_ro为油的相对渗透率，是含水饱和度的函数；k_rw为水的相对渗透率，是含水饱和度的函数；为饱和度损失过程中水相综合相渗；为饱和度损失过程中油相综合相渗。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(102)中油水相对渗透率实验按照《岩心分析方法SY/T 5345-2007》标准规定的流程进行。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(103)利用含水饱和度与油水相对渗透率之间存在的相关性，建立由含水饱和度求取油水相对渗透率的公式：

$k_{ro}\left(S_w\right)=A_1\·S_w^2+B_1\·S_w+C_1---\left(6\right)$

$k_{rw}\left(S_w\right)=A_2\·S_w^2+B_2\·S_w+C_2---\left(7\right)$

式中：k_ro为油的相对渗透率；k_rw为水的相对渗透率；S_w为含水饱和度；公式中的A₁、B₁、C₁、A₂、B₂、C₂为系数，通过岩心油水相渗实验数据，采用最小二乘法拟合获得。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(104)利用油水相对渗透率计算模型与密闭取心测量饱和度，构建含水饱和度校正量数学方程为：

$F\left(S_{wc}\right)=(100-S_w^{\′}-S_o^{\′})\·\frac{{\stackrel{\‾}{K}}_{rw}}{{\stackrel{\‾}{K}}_{rw}+{\stackrel{\‾}{K}}_{ro}}-S_{wc}---\left(8\right)$

通过迭代法求解F(S_wc)＝0时的根S_wc，确定含水饱和度校正量。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(105)求取密闭取心校正后的饱和度公式如下：

S_wx＝S′_w+S_wc (9)

S_ox＝S′_o+(η-S_wc) (10)

式中：S_wx为校正后的含水饱和度；S_ox为校正后的含水饱和度。