CN106777515A - 一种基于岩心实验资料分析致密气井产能的方法 - Google Patents

Abstract

本文公布了一种基于岩心实验资料分析致密气井产能的方法，包括如下步骤；步骤A：分析预设区域内的不同物性的岩心，通过实验数据建立物性分别与束缚水饱和度、难动气饱和度、残余气饱和度、难动水饱和度的计算关系；步骤B：基于建立的物性与束缚水饱和度、难动气饱和度、残余气饱和度、难动水饱和度的计算关系，确定产气能力图版，并根据图中的不同位置标注相应的产气能力；步骤C：分析实验数据并确定待测压裂井在产气能力图版的位置，以及待测压裂井的产气能力；本申请涉及但不限于致密气井产能评价领域，应用本申请能够基于岩心资料建立产气能力与物性和含气性关系，并根据测井解释实现致密气井压裂产能的定性判断和定量判断。

Description

一种基于岩心实验资料分析致密气井产能的方法

技术领域

本申请涉及但不限于致密气井产能评价领域，尤其是一种基于岩心实验资料分析致密气井产能的方法。

背景技术

现有技术中，由于致密气储层通常会经历成岩作用和压实作用，导致储层孔喉结构复杂，连通性差；进而，准确的识别产气能力难度较大。常规的测井难以认识储层微观结构，因此逐步转变为核磁、高分辨率感应-侧向联测等特殊测井。相应的，产能分析也逐步转向精细图版分析、多元判断、测录结合方法。归结起来，对致密气的认识越来越倚重储层的微观特征；但很多井缺少储层微观认识的资料，难以进行准确的分析。

目在传统的致密气井产能评价方法中，主要采用数值模拟法、解析计算法、类比法等；数值模拟法需要的参数多，很难取全取准各项参数，计算时误差较大，尤其是区域的高压物性和流体属性的实验资料少，很多情况下无法应用该方法。类比法中只能大概的一个判断，即只能获得该井产能与类比的井相比是好或者差，差别有多少无法确定。解析计算法中一方面需要的参数多，但忽略了对含气性的考虑；另一方面计算公式众多，不同区块的计算公式的适应性不同，导致应用效果欠佳。总体上看，缺少对于致密气井产气能力评价的有效方法，尤其是资料较少的探井及评价井。

发明内容

本申请解决的技术问题是提供一种基于岩心实验资料分析致密气井产能的方法，能够有效克服现有技术中存在的缺点，能够基于岩心资料建立产气能力与物性和含气性关系，并根据测井解释实现致密气井压裂产能的定性判断和定量判断。

为解决上述技术问题，本申请提供了一种基于岩心实验资料分析致密气井产能的方法，包括如下步骤；

步骤A：分析预设区域内的不同物性的岩心，通过实验数据建立物性分别与束缚水饱和度、难动气饱和度、残余气饱和度、难动水饱和度的计算关系；

步骤B：基于建立的物性与束缚水饱和度、难动气饱和度、残余气饱和度、难动水饱和度的计算关系，确定产气能力图版，并根据图中的不同位置标注相应的产气能力；

步骤C：分析预设区域内的待测压裂井的测井解释渗透率和含水饱和度，确定待测压裂井在产气能力图版的位置，以及待测压裂井的产气能力。

上述基于岩心实验资料分析致密气井产能的方法，还可具有如下特点，步骤B还包括，

基于预设区域内的已知压裂井的测井解释渗透率、含水饱和度确定已知压裂井在产气能力图版的位置；基于已知压裂井的比采气指数，在产气能力图版中将相同的比采气指数连线，获得含有比采气指数的产气能力图版。

上述基于岩心实验资料分析致密气井产能的方法，还可具有如下特点，所述预设区域内的不同物性的岩心，通过离心毛管力实验获得实验数据。

上述基于岩心实验资料分析致密气井产能的方法，还可具有如下特点，所述预设区域内的不同物性的岩心，通过压汞实验或相对渗透实验获得实验数据。

上述基于岩心实验资料分析致密气井产能的方法，还可具有如下特点，通过所述离心毛管力实验，获得毛管压力曲线图；

基于所述毛管压力曲线图中的水驱气曲线，确定物性与束缚水饱和度、难动气饱和度、残余气饱和度的计算关系；基于所述毛管压力曲线图中的气驱水曲线，确定物性与难动水饱和度的计算关系。

上述基于岩心实验资料分析致密气井产能的方法，还可具有如下特点，所述水驱气曲线中，含水饱和度最小值对应为束缚水饱和度。

上述基于岩心实验资料分析致密气井产能的方法，还可具有如下特点，所述水驱气曲线中，0.1＜dPc/dSw＜0.15的含水饱和度对应的含气饱和度为难动气饱和度。

上述基于岩心实验资料分析致密气井产能的方法，还可具有如下特点，所述水驱气曲线中，含水饱和度最大值对应的含气饱和度为残余气饱和度。

上述基于岩心实验资料分析致密气井产能的方法，还可具有如下特点，所述气驱水曲线中，-0.15＜dPc/dSw＜-0.1的含水饱和度处对应为难动水饱和度。

上述基于岩心实验资料分析致密气井产能的方法，还可具有如下特点，基于待测压裂井在产气能力图版的位置，确定待测压裂井的产气能力；包括

待测压裂井位于束缚水饱和度线以下为I类井；待测压裂井位于束缚水和难动水饱和度之间区域为II类井；待测压裂井位于位于难动水饱和度和难动气饱和度之间为III类井；待测压裂井位于位于难动气饱和度和残余气饱和度之间为IV类井；待测压裂井位于残余气饱和度以上为V类井。

本申请上述技术方案具有如下有益效果：

本申请可通过建立物性与束缚水饱和度、难动气饱和度、残余气饱和度、难动水饱和度的关系，确定产气能力图版；进而，可通过上述待测压裂井的测井解释渗透率和含水饱和度，确定待测压裂井的产气能力，即可初步判断待测储层产出流体的类型，及相应的产能规模，即能够实现待测储层的定性分析；上述分析致密气井产能的方法，所需要的参数少，且容易获取；上述方法尤其适用于测试和分析化验资料较少的探井和评价井，能够指导压裂选井选层，规避压裂风险，减少无效压裂作业的井次。

进一步的，可通过已知压裂井的比采气指数，确定含有比采气指数的产气能力图版；进而，可通过上述待测压裂井的测井解释渗透率和含水饱和度，确定待测压裂井在含有比采气指数的产气能力图版中的位置，即待测压裂井在图3中的位置，即可确定待测压裂井的产气能力，即可准确判断待测储层产出流体的类型，及相应的产能规模，即能够实现待测储层的定量分析。

本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例而了解。本申请的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本申请技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。

图1为本发明实施例中的毛管压力曲线示意图；

图2为本发明实施例中的产气能力图版示意图；

图3为本发明实施例中的含有比采气指数的产气能力图版示意图；

图4为本发明实施例中的6口井投影到产气能力图版的示意图；

图5为本发明实施例中的6口井投影到含有比采气指数的产气能力图版的示意图。

具体实施方式

下文中将结合附图对本申请的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

本发明实施例提供了一种基于岩心实验资料分析致密气井产能的方法，可以包括如下步骤；

步骤A：分析预设区域内的不同物性的岩心，通过实验数据建立物性分别与束缚水饱和度、难动气饱和度、残余气饱和度、难动水饱和度的计算关系；

步骤B：基于建立的物性与束缚水饱和度、难动气饱和度、残余气饱和度、难动水饱和度的计算关系，确定产气能力图版，并根据图中的不同位置标注相应的产气能力；

步骤C：分析预设区域内的待测压裂井的测井解释渗透率和含水饱和度，确定待测压裂井在产气能力图版的位置，以及待测压裂井的产气能力。

具体操作中，可通过建立物性与束缚水饱和度、难动气饱和度、残余气饱和度、难动水饱和度的关系，确定产气能力图版；进而，可通过上述待测压裂井的测井解释渗透率和含水饱和度，确定待测压裂井的产气能力，即可初步判断待测储层产出流体的类型，及相应的产能规模，即能够实现待测储层的定性分析。

本发明提供的上述分析致密气井产能的方法，所需要的参数少，且容易获取；上述方法尤其适用于测试和分析化验资料较少的探井和评价井，能够指导压裂选井选层，规避压裂风险，减少无效压裂作业的井次。

优选地，本发明具体操作中，上述预设区域内的不同物性的岩心，可以通过离心毛管力实验获得实验数据。

具体操作中，上述离心毛管力实验通过采用高速离心机所产生的离心力，作为外加的排驱压力来达到非润湿相驱替湿相的目的，上述离心毛管力实验为本领域中常见的试验方法，简述步骤如下，具体步骤此处不再赘述。

主要包括如下几个步骤：

1.将饱和地层水的岩样装入充满非湿相的流体油的离心管中；

2.将离心管装入离心机中，打开离心机以一定的角速度旋转；

3.通过观察窗和闪光仪观测平衡时驱出水的体积和此时的离心力；

4.不断调大离心机转速，记录每个转速下驱出水的体积和相应的离心力；

5.根据不同转速下驱替出水的体积计算相应的饱和度。

6.将不同转速的离心力和计算出的饱和度，绘制成毛管力曲线，并获得实验数据。

可选地，本发明具体操作中，上述预设区域内的不同物性的岩心，也可以通过压汞实验或相对渗透实验获得实验数据。

具体操作中，上述压汞实验和相对渗透实验均为本领域中常见的试验方法，其具体步骤此处不再赘述；其中，压汞法是以汞作为驱替流体的一种测量毛管力方法，简述步骤如下。

主要实验步骤如下：

1.将洗净的岩样烘干，放置在岩样室的空腔内，上紧压盖；

2.控制水银面在下部窗口比下标线稍低的位置，将系统抽真空；

3.进泵，使水银面恰好至下标线，此时刻度尺上的度数为0；

4.进泵，使水银面上升至窗口的上标线，此时刻度尺读值为V，已知岩心室内的体积为Ve，则岩样外部体积Vf＝Ve-V；

5.关闭真空系统，引入高压气源，达到平衡时压力为PC，从刻度尺上读出压入岩样中的水银体积Vhg.

6.根据岩样的孔隙度φ和岩样外表体积Vf，便可计算出岩样中的水银饱和度Shg＝Vhg/(φ×Vf)

7.根据不断的进汞得到PC和Shg，绘制毛管力曲线，并获得实验数据。

进一步的，本发明具体操作中，可通过离心毛管力实验，获得毛管压力曲线图，具体如图1所示；基于毛管压力曲线图中的水驱气曲线，确定物性与束缚水饱和度、难动气饱和度、残余气饱和度的计算关系；基于毛管压力曲线图中的气驱水曲线，确定物性与难动水饱和度的计算关系。

具体操作中，基于离心毛管力实验所获得的实验曲线，在水驱气曲线中，含水饱和度最小值对应为束缚水饱和度；在水驱气曲线中，随着含水饱和度增加，毛管力大幅度变化时的区域即为难动气饱和度，即该曲线中，纵坐标对横坐标的求导数值在0.1～0.15之间为难动气饱和度，即曲线中0.1＜dPc/dSw＜0.15的含水饱和度对应的含气饱和度为难动气饱和度；其中，因横坐标为含水饱和度，因此需转换成对应的含气饱和度，以获得难动气饱和度；在水驱气曲线中，含水饱和度最大值对应的含气饱和度为残余气饱和度。

进一步的，在气驱水曲线中，随着含水饱和度增加，毛管力大幅度变化时的区域为难动水饱和度，即该曲线中，纵坐标对横坐标的求导数值在-0.15～-0.1之间为难动水饱和度，即曲线中-0.15＜dPc/dSw＜-0.1的含水饱和度处对应为难动水饱和度。

优选地，本发明具体操作中，步骤B还包括，

结合图2、图3所示，基于预设区域内的已知压裂井的测井解释渗透率、含水饱和度确定已知压裂井在产气能力图版的位置，即确定已知压裂井在图2中的位置；基于已知压裂井的比采气指数，在产气能力图版中将相同的比采气指数连线，获得含有比采气指数的产气能力图版。

具体操作中，可通过已知压裂井的比采气指数，确定含有比采气指数的产气能力图版；进而，可通过上述待测压裂井的测井解释渗透率和含水饱和度，确定待测压裂井在含有比采气指数的产气能力图版中的位置，即待测压裂井在图3中的位置，即可确定待测压裂井的产气能力，即可准确判断待测储层产出流体的类型，及相应的产能规模，即能够实现待测储层的定量分析。

需要说明的是，上述图3的确定过程中，即含有比采气指数的产气能力图版的确定过程中，本领域的技术人员可根据预设区域内的已经压裂井的测井解释渗透率和含水饱和度，投影到图版中，标注出其相应的比采气指数；其中，由于压裂井的测试产能求取时，对应的生产压差和储层厚度不同，因此将其换算为单位压差单位厚度的产气能力，即为比采气指数；进而，将相同的比采气指数用线连起来。部分数据缺失的区间，采用数值模拟进行计算，补充到图版中，最终可形成含有比采气指数的产气能力图版；其中，从图3中可以看出：比采气指数随着含水饱和度的降低而增加；随着渗透率的增加，相同比采指数对应的可动气饱和度减小。

优选地，本发明具体操作中，上述基于待测压裂井在产气能力图版的位置，确定待测压裂井的产气能力；可以包括待测压裂井位于束缚水饱和度线以下为I类井；待测压裂井位于束缚水和难动水饱和度之间区域为II类井；待测压裂井位于位于难动水饱和度和难动气饱和度之间为III类井；待测压裂井位于位于难动气饱和度和残余气饱和度之间为IV类井；待测压裂井位于残余气饱和度以上为V类井。

具体操作中，I类井位于束缚水饱和度线以下，表示其产气能力较强，且不产水，属于I类井。II类井位于束缚水和难动水饱和度之间区域，表示压裂后单井产出微量水，产气量相对较好，属于II类井。III类井位于难动水饱和度和难动气饱和度之间，表示压裂后会产水大量水，和部分气，属于III类井。IV类井位于难动气饱和度和残余气饱和度之间，表示压裂后产水量大，产微量气，属于IV类井。V类井位于残余气饱和度以上，表示压裂后不产气，仅产出大量水，属于V类井。

现结合实施例一，进一步阐述本发明提供的上述方法：

实施例一：

本实施案例以陆地某气田的6口井测井解释参数和测试结果为本发明实施例进行判断及验证。

表1某气田6口井物性及测试参数表

步骤1：

分别将6口井的测井渗透率和含水饱和度，投影到图2所示的产气能力图版中，得出图4所示的附图；根据每口井所在位置，确定是否产水及定性的产气能力。

1)产水判断：

L2、L4、L5、L6井位于束缚水饱和度以下，表明储层中无流动水，压裂后不产水。

L1井位于束缚水饱和度以上难动水饱和度以下，表明产出少量水，一般在5m³/d以下。

L3井位于难动水饱和度以上，表明储层中含有可动水，因此压裂后产出大量的水。

2)产气能力判断：

L2、L4、L5、L6井对应可动气饱和度较高(位于难动气饱和度以下较远的距离)，同时不产水，因此产气能力较高。属于I类井；

L1井位于难动气饱和度以下，束缚水饱和度以上，因此，压裂后产气能力中等属于II类井；

L3井接近难动气饱和度，表明可动气饱和度较小，因此压裂后产出微量气，属于III类井。

步骤2：

将6口井的测井渗透率和含水饱和度，投影到图3所示的含有比采气指数的产气能力图版中；根据每口井所在的比采气等值线区间，判断比采气指数的分布区间。

从图5中可以看出：

L5井比采气指数位于0.7-1.2m³/(d.MPa.m)，产气能力较高；

L2、L4、L6井比采气指数位于0.3-0.7m³/(d.MPa.m)，根据比采气指数分布的规律判断三口井的产气能力大小排序为L4＞L6＞L2，即L4井产能最高，L2井最低，L6井居中，在可动气饱和度相近的情况下，压裂产能与物性表现出正相关。

L1井比采气指数为0.1-0.3m³/(d.MPa.m)，产气能力中等；

L3井比采气指数低于0.1m³/(d.MPa.m)，处于低产气能力段。

步骤3：

将步骤1得出的定性分析结果、步骤2得出的定量分析结果与表1中的数据进行验证。

从表1中可以看出，

1)产水能力验证：

L2产水0.4，L4产水0.2，L5产水0，L6产水0；与步骤1的分析结果“L2、L4、L5、L6井位于束缚水饱和度以下，表明储层中无流动水，压裂后不产水”基本一致。

L1产水2.5，与步骤1的分析结果“L1井位于束缚水饱和度以上难动水饱和度以下，表明产出少量水，一般在5m³/d以下”一致。

L3产水26，与步骤1的分析结果“L3井位于难动水饱和度以上，表明储层中含有可动水，因此压裂后产出大量的水”一致。

2)产气能力验证：

L2产气3.9，L4产气6.2，L5产气9.6，L6产气4.3；与步骤1的分析结果“L2、L4、L5、L6井对应可动气饱和度较高(位于难动气饱和度以下较远的距离)，同时不产水，产气能力较高，属于I类井”一致。

L1产气3.2，与步骤1的分析结果“L1井位于难动气饱和度以下，束缚水饱和度以上，压裂后产气能力中等，属于II类井”一致。

L3产气0.4，与步骤1的分析结果“L3井接近难动气饱和度，表明可动气饱和度较小，压裂后产出微量气，属于III类井”一致。

3)比采气指数验证：

L1实际测试比采气指数：0.21；与步骤2的分析结果“L1井比采气指数为0.1-0.3m³/(d.MPa.m)，产气能力中等”一致。

L3实际测试比采气指数：0.02；与步骤2的分析结果“L3井比采气指数低于0.1m³/(d.MPa.m)，处于低产气能力段”一致。

L5实际测试比采气指数：0.82；与步骤2的分析结果“L5井比采气指数位于0.7-1.2m³/(d.MPa.m)，产气能力较高”一致。

L2实际测试比采气指数：0.41，L4实际测试比采气指数：0.64，L6实际测试比采气指数：0.57，与步骤2的分析结果“L2、L4、L6井比采气指数位于0.3-0.7m³/(d.MPa.m)，根据比采气指数分布的规律判断三口井的产气能力大小排序为L4＞L6＞L 2，即L4井产能最高，L2井最低，L6井居中，在可动气饱和度相近的情况下，压裂产能与物性表现出正相关”一致。

对于所有致密气井来说，测井解释成果是一项基础资料；本发明提供的上述技术方案，可以通过测井解成果与产气能力的建立关系，进而准确判断产气能力，能够指导致密气井压裂选层和潜力评价；针对部分岩心实验能够进行反映出储层微观特征、物性、流体渗流特性，进而可以初步的对产气能力大小进行判断。结合储层物性可以实现较为准确的定性产能判断。通过研究将岩心实验的资料，建立束缚水、束缚气、难度水饱和度、难动气饱和度与物性的关系曲线，明确不同物性的产气能力强弱。结合具体测井解释物性确定致密气井的压裂比采气指数，进而确定定量产气能力。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

本领域的技术人员应该明白，虽然本发明实施例所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明实施例而采用的实施方式，并非用以限定本发明实施例。任何本发明实施例所属领域内的技术人员，在不脱离本发明实施例所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明实施例的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种基于岩心实验资料分析致密气井产能的方法，其特征在于，包括如下步骤；

步骤A：分析预设区域内的不同物性的岩心，通过实验数据建立物性分别与束缚水饱和度、难动气饱和度、残余气饱和度、难动水饱和度的计算关系；

步骤B：基于建立的物性与束缚水饱和度、难动气饱和度、残余气饱和度、难动水饱和度的计算关系，确定产气能力图版，并根据图中的不同位置标注相应的产气能力；

步骤C：分析预设区域内的待测压裂井的测井解释渗透率和含水饱和度，确定待测压裂井在产气能力图版的位置，以及待测压裂井的产气能力。

2.根据权利要求1所述的基于岩心实验资料分析致密气井产能的方法，其特征在于，步骤B还包括，

基于预设区域内的已知压裂井的测井解释渗透率、含水饱和度确定已知压裂井在产气能力图版的位置；基于已知压裂井的比采气指数，在产气能力图版中将相同的比采气指数连线，获得含有比采气指数的产气能力图版。

3.根据权利要求1或2所述的基于岩心实验资料分析致密气井产能的方法，其特征在于，所述预设区域内的不同物性的岩心，通过离心毛管力实验获得实验数据。

4.根据权利要求1或2所述的基于岩心实验资料分析致密气井产能的方法，其特征在于，所述预设区域内的不同物性的岩心，通过压汞实验或相对渗透实验获得实验数据。

5.根据权利要求3所述的基于岩心实验资料分析致密气井产能的方法，其特征在于，通过所述离心毛管力实验，获得毛管压力曲线图；

基于所述毛管压力曲线图中的水驱气曲线，确定物性与束缚水饱和度、难动气饱和度、残余气饱和度的计算关系；基于所述毛管压力曲线图中的气驱水曲线，确定物性与难动水饱和度的计算关系。

6.根据权利要求5所述的基于岩心实验资料分析致密气井产能的方法，其特征在于，所述水驱气曲线中，含水饱和度最小值对应为束缚水饱和度。

7.根据权利要求5所述的基于岩心实验资料分析致密气井产能的方法，其特征在于，所述水驱气曲线中，0.1＜dPc/dSw＜0.15的含水饱和度对应的含气饱和度为难动气饱和度。

8.根据权利要求5所述的基于岩心实验资料分析致密气井产能的方法，其特征在于，所述水驱气曲线中，含水饱和度最大值对应的含气饱和度为残余气饱和度。

9.根据权利要求5所述的基于岩心实验资料分析致密气井产能的方法，其特征在于，所述气驱水曲线中，-0.15＜dPc/dSw＜-0.1的含水饱和度处对应为难动水饱和度。

10.根据权利要求1或2所述的基于岩心实验资料分析致密气井产能的方法，其特征在于，基于待测压裂井在产气能力图版的位置，确定待测压裂井的产气能力；包括

待测压裂井位于束缚水饱和度线以下为I类井；待测压裂井位于束缚水和难动水饱和度之间区域为II类井；待测压裂井位于位于难动水饱和度和难动气饱和度之间为III类井；待测压裂井位于位于难动气饱和度和残余气饱和度之间为IV类井；待测压裂井位于残余气饱和度以上为V类井。