CN107038266B - 基于数字岩心的水淹层新饱和度模型建立方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于数字岩心的水淹层新饱和度模型建立方法，首先根据注入水先与大孔隙表面的薄膜束缚水接触，后与小孔隙束缚水接触，给出大孔隙薄膜束缚水和小孔隙束缚水的渐进混合式水淹层岩石体积物理模型，然后构建水淹层数字岩心，基于数字岩心技术进行水淹机理分析，得到不同注入水矿化度下电性规律，并得出不同注入水矿化度下电性规律计算公式，最终构建水淹层新饱和度模型。本发明能得到不同注入水矿化度下电性规律，可以获得更加准确的测井解释水淹层饱和度，为储层评价提供有力帮助。
Description
技术领域
本发明涉及一种石油勘探开发行业测井领域中的一种饱和度评价方法，具体的说是一种新的水淹层饱和度模型的建立方法。
背景技术
水淹层测井饱和度评价是油田开发过程中的一项重要技术，如何提供可靠的测井饱和度解释结论一直是测井分析人员不断探索解决的一个难题。而对于不同地质条件下水淹状况的复杂性又给测井饱和度评价增加了难度。水淹复杂情况在一定程度上影响决策者开采方案的设计、实施及开发效果。因此，有必要开展水淹层测井饱和度解释研究，建立更符合真实水淹机理的饱和度模型，这也是注水开发长期稳产高产，提高油田最终采收率的一项关键技术。
目前对水淹层饱和度模型主要集中在两大类方法上：一类是并联电阻率模型，另一类是基于离子交换与物质平衡方程的电阻率模型。并联电阻率模型采用水淹层岩石体积模型构建，将水淹层岩石体积划分为不同组分，假设各个组分是并联导电从而计算岩石电阻率；基于离子交换与物质平衡方程的电阻率模型假设离子之间进行相互交换，进而计算不同含水饱和度下混合液矿化度，得到混合液电阻率，从而计算岩石电阻率。
对于并联电阻率模型，最简单模型为注入水与原始地层水完全独立，以并联方式导电，导电公式如下：
式中，Rz为混合液电阻率，Sw为地层中含水饱和度，Swi为束缚水饱和度，Rwi为束缚水电阻率，Rwj为注入水电阻率。
该并联模型完全将注入水与原始地层水独立，并没有考虑两者之间离子交换作用，而且无法表示淡水水淹地层电阻率“U”型或者“S”型的特征。申辉林等人引入注入水倍数参数，将注入水体积与相渗曲线结合，其并联模型为：
式中，V1为束缚水体积，V2为注入水体积，V为束缚水与注入水体积之和。该并联模型可以表示出淡水水淹地层电阻率“U”型或者“S”型的特征，但该水淹层岩石体积物理模型并联过程中把从地层中产出的水也计算在内，不符合实际情况。
第二类电阻率计算模型是基于离子交换与物质平衡方程的电阻率模型。邹长春等人根据两种溶液混合前后的离子数不变的原理，提出了计算混合液平均矿化度进而得到混合液电阻率的公式：
VC＝V1C1+V2C2
式中，C1、C2分别是第一、二种溶液的矿化度；C是混合液矿化度。在特定的温度下，溶液的电阻率与矿化度之间具有一一对应的关系，利用这种关系可以有效地计算混合液电阻率。但该水淹层岩石体积物理模型假设两种混合液完全混合，与真实水淹机理相差较大。
无论是并联电阻率模型还是基于离子交换与物质平衡方程的电阻率模型，有两点水淹机理没有考虑：一是注入水与原始地层水会发生离子交换，但由于接触程度不同，注入水并不能完全接触所有束缚水，两种溶液并不是完全融合；二是水淹层岩石体积物理模型中注入水体积应为孔隙中自由流动的注入水体积，而不是总体积。为了得到更符合实际的水淹层饱和度模型，提高饱和度测井解释的精度，必须要考虑上述真实的水淹机理。
发明内容
本发明的目的就是针对目前水淹层饱和度模型水淹机理与实际条件相差较大、饱和度计算精度较低的问题，提供一种基于数字岩心技术进行水淹机理分析，得到不同注入水矿化度下电性规律，可以获得更加准确的测井解释水淹层饱和度，为储层评价提供有力帮助的基于数字岩心的水淹层新饱和度模型建立方法。
其技术方案是：基于数字岩心的水淹层新饱和度模型建立方法，首先根据注入水先与大孔隙表面的薄膜束缚水接触，后与小孔隙束缚水接触，给出大孔隙薄膜束缚水和小孔隙束缚水的渐进混合式水淹层岩石体积物理模型，然后构建水淹层数字岩心，基于数字岩心技术进行水淹机理分析，得到不同注入水矿化度下电性规律，并得出不同注入水矿化度下电性规律计算公式，最终构建水淹层新饱和度模型。
基于数字岩心的水淹层新饱和度模型建立方法，包括以下步骤：
a.建立新等效水淹层岩石体积物理模型
根据注入水先与大孔隙表面的薄膜束缚水接触，后与小孔隙束缚水接触，将地层束缚水分为大孔隙薄膜束缚水Swi1和小孔隙束缚水Swi2，新等效水淹层岩石体积物理模型包括五部分：岩石骨架、剩余油、大孔隙薄膜束缚水、小孔隙束缚水、孔隙中注入水；
b.构建水淹层数字岩心
通过CT扫描法或数值模拟方法构建水淹层数字岩心；
c.基于数字岩心技术进行水淹机理分析，确定不同注入水矿化度下电性规律，并得出不同注入水矿化度下电性规律计算公式
首先需要确定束缚水分布：采用格子Boltzmann方法，得到数字岩心中流体流速分布，当孔隙中流体流速为零时，认为该部分孔隙为束缚水；束缚水位置不变，采用数学形态法确定孔隙内其它位置的流体分布，进而得到不同含水饱和度下岩心流体分布；
然后在电性计算输入参数时，将束缚水分为两部分，一部分为注入水直接接触到的大孔隙束缚水，另一部分为与注入水较远或未接触到的小孔隙束缚水，根据产水率划分水淹级别，将束缚水电阻率输入参数按照水驱油过程分为三个阶段：未水淹阶段，中低水淹阶段，高水淹阶段；
最后得出不同注入水矿化度下电性规律计算公式，即不同含水饱和度下不同水的电导率计算如下：
其中，假设在未水淹阶段无离子交换；在中低水淹阶段假设注入水离子与大孔隙薄膜束缚水逐渐交换，直到该阶段结束完成，注入水与大孔隙薄膜束缚水完全离子交换；在高水淹阶段，注入水开始与小孔隙束缚水进行离子交换，直到注入水将油完全驱替，束缚水矿化度等于注入水矿化度；
未水淹阶段，产水率Fw≤10％，大、小孔隙束缚水矿化度为地层原始矿化度；
中低水淹阶段，产水率10％<Fw≤80％，进行离子交换的束缚水电阻率：
其中，
为等效的进行离子交换的混合液平均矿化度，V1是总注入水体积，单位为体素，C1为注入水矿化度；V2是参加离子交换的束缚水体积，V2＝pVwi1,p＝(Sw-Swt1)/(Swt2-Swt1)，参数p＝0为中低水淹阶段开始时，即Sw＝Swt1，Swt1为Fw＝10％时地层含水饱和度，p＝1为中低水淹阶段结束时，即Sw＝Swt2，Swt2为Fw＝80％时地层含水饱和度；Vwi1是大孔隙薄膜束缚水的总体素数，C2为原始地层水矿化度；V＝V1+V2。
高水淹阶段，产水率Fw>80％，进行离子交换的束缚水电阻率：
其中，
为等效的进行离子交换的混合液平均矿化度，V1是总注入水体积，单位为体素，C1为注入水矿化度；V2是参加离子交换的束缚水体积，V2＝Vwi1+qVwi2,q＝(Sw-Swt2)/(1-Swt2)，Vwi2是小孔隙束缚水的总体素数，C2为原始地层水矿化度；V＝V1+V2。未参加离子交换的束缚水矿化度不变；
基于步骤b构建的水淹层数字岩心，将以上公式计算得到的参数、注入水矿化度参数等输入电性计算中，得出不同注入水矿化度下电性规律；
d.构建水淹层新饱和度模型
根据步骤c所述，渐进混合式水淹层新饱和度模型分为三个阶段：
第一阶段，未水淹阶段，地层产水率Fw≤10％，混合液电阻率计算公式：
式中，Rz为混合液电阻率，Sw为地层中含水饱和度，Swi为束缚水饱和度，Rwi为束缚水电阻率，Rwj为注入水电阻率；该阶段的起始状态为Sw＝Swi，混合液电阻率为束缚水电阻率，没有注入水注入，该阶段的结束状态为未水淹阶段的结束，即Sw＝Swt1，Swt1为Fw＝10％时地层含水饱和度；
第二阶段，中低水淹阶段，地层产水率10％<Fw≤80％，含水饱和度与注入倍数之间的关系如下式所示：
等效的注入水与大孔隙束缚水部分离子交换后的混合液矿化度为Cwp：
混合液电阻率为：
式中，参数p计算方式与第三步计算方式一致，束缚水矿化度Cwi，注入水矿化度Cwj，T为温度，单位为摄氏度；
混合液电阻率Rz为：
第三阶段，高水淹阶段，地层产水率Fw>80％。等效的注入水及大孔隙薄膜束缚水与小孔隙束缚水部分离子交换后的混合液矿化度Cwq：
混合液电阻率为：
式中，参数q计算方式与第三步计算方式一致，束缚水矿化度Cwi，注入水矿化度Cwj，T为温度，单位为摄氏度；
混合液电阻率Rz为：
在得到混合液电阻率Rz后，将其带入印度尼西亚方程，从而计算水淹层含水饱和度：
式中，Vclay为泥质含量，Rt为地层电阻率。
所述水淹层数字岩心构建方法中的CT扫描方法是从水淹层取心后进行CT扫描，对CT扫描图像进行滤波处理、图像分割及代表元体积分析后得到岩石基质的三维数字岩心；数值模拟方法是根据常规岩心分析孔渗数据约束，采用过程法构建水淹层数字岩心。
本发明与现有技术相比较，具有以下优点：基于数字岩心的水淹层新饱和度模型计算水淹层饱和度，能够考虑大孔隙薄膜束缚水和小孔隙束缚水离子交换作用，得到不同注入水矿化度下电性规律，可以准确计算水淹层饱和度，为测井评价储层以及油田开发提供帮助，在计算水淹层饱和度方面具备其它渗透率模型无可比拟的优势，实际应用效果显著，因此极具推广价值。
附图说明
下面是结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是新等效水淹层岩石体积物理模型示意图；
图2是水淹层数字岩心的示意图；
图3是水淹层数字岩心不同注入水矿化度下电阻率变化规律；
图4和图5是利用本发明对埕岛油田井测井资料处理成果图；
图6是新饱和度模型计算结果与实验分析结果进行对比图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例来详细说明本发明。
基于数字岩心的水淹层新饱和度模型的构建步骤如下：
第一步，建立新等效水淹层岩石体积物理模型。
如图1所示为新等效水淹层岩石体积物理模型，包括五部分：岩石骨架、剩余油、大孔隙薄膜束缚水、小孔隙束缚水、孔隙中注入水。
第二步，构建水淹层数字岩心。
收集水淹层岩心粒度资料和压汞资料，常规岩心分析孔隙度36.07％，渗透率1189.10mD，根据孔、渗参数对沉积过程进行约束，采用过程法构建水淹层数字岩心，模型的分辨率为15μm，边长为1.05cm，如图2所示(孔隙1，骨架2)。由于模型尺寸较大，数值模拟计算量也较大，因此需要选择一个大小合适的数字岩心，既具有相似的岩石物理属性，又具有较高的运算效率。对数字岩心进行REV分析，选取的边长为0.3mm较为合适。
第三步，数字岩心技术进行水淹机理分析，研究不同注入水矿化度下电性规律。
基于第二步REV分析后构建的数字岩心，采用格子Boltzmann方法，得到数字岩心中流体流速分布，当孔隙中流体流速为零时，认为该部分孔隙为束缚水。束缚水位置不变，采用数学形态法确定孔隙内其它位置的流体分布，进而得到不同含水饱和度下岩心流体分布。该数字岩心束缚水饱和度为35.73％，残余油饱和度22.01％，大孔隙薄膜束缚水饱和度30.28％，小孔隙束缚水饱和度5.45％。经过计算，未水淹阶段结束Fw＝10％时地层含水饱和度为40.93％，中低水淹结束Fw＝80％时地层含水饱和度为49.35％。埕岛油田原始地层水的矿化度平均为4730mg/L，因此，在数值模拟中采用地层水矿化度4730mg/L，注入水矿化度分别为1000mg/L,3000mg/L,8000mg/L,15000mg/L，30000mg/L。在20℃下，地层水电阻率1.25Ω.m，注入水电阻率分别为5.46Ω.m，1.92Ω.m，0.76Ω.m，0.42Ω.m，0.23Ω.m。在电性计算输入参数时，油和骨架的电导率均为0，而孔隙中的水分为经过离子交换的注入水、大孔隙经过离子交换的束缚水、大孔隙原始束缚水、小孔隙经过离子交换的束缚水、小孔隙原始束缚水五类。
未水淹阶段、中低水淹阶段、高水淹阶段不同含水饱和度下不同水的电导率计算如下：
未水淹阶段，注入水量少，注入水接触到束缚水体积少，产水率Fw≤10％，大、小孔隙束缚水矿化度为地层原始矿化度；
中低水淹阶段，注入水量增加，产水率10％<Fw≤80％，注入水与大孔隙束缚水离子混合程度等效为注入水与大孔隙束缚水体积的p倍(0≤p≤1)中的离子完全平均混合，假设参数p是线性变化的，即参与注入水离子交换的大孔隙薄膜水的体积是线性增加的，直到该阶段结束，所有大孔隙薄膜束缚水均与注入水离子完全平均混合，此时，地层产水率Fw＝80％，p的计算公式为：
参数p＝0为中低水淹阶段开始时，即Sw＝Swt1，Swt1为Fw＝10％时地层含水饱和度，p＝1为中低水淹阶段结束时，即Sw＝Swt2，Swt2为Fw＝80％时地层含水饱和度。进行离子交换的束缚水电阻率：
其中，
为等效的进行离子交换的混合液平均矿化度，V1是总注入水体积，单位为体素，C1为注入水矿化度；V2是参加离子交换的束缚水体积，V2＝pVwi1,Vwi1是大孔隙薄膜束缚水的总体素数，C2为原始地层水矿化度；V＝V1+V2。
高水淹阶段，产水率Fw>80％，注入水开始与小孔隙束缚水进行离子交换，直到注入水将油完全驱替，束缚水矿化度等于注入水矿化度。注入水及大孔隙薄膜束缚水与小孔隙束缚水离子混合程度等效为注入水及大孔隙薄膜束缚水与小孔隙束缚水体积的q倍(0≤q≤1)中的离子完全平均混合，假设参数q是线性变化的，即参与注入水离子交换的小孔隙束缚水的体积是线性增加的，直到该阶段结束，所有小孔隙薄膜束缚水均与注入水离子完全平均混合，q的计算公式为：
参数q＝0为中高水淹阶段开始时，即Sw＝Swt2，Swt2为Fw＝80％时地层含水饱和度；q＝1为水淹阶段结束时，即Sw＝1。进行离子交换的束缚水电阻率：
其中，
为等效的进行离子交换的混合液平均矿化度，V1是总注入水体积，单位为体素，C1为注入水矿化度；V2是参加离子交换的束缚水体积，V2＝Vwi1+qVwi2,Vwi2是小孔隙束缚水的总体素数，C2为原始地层水矿化度；V＝V1+V2。未参加离子交换的束缚水矿化度不变。
基于步骤b构建的水淹层数字岩心，将以上公式计算得到的参数、注入水矿化度参数等输入电性计算中，得出不同注入水矿化度下电性规律。
在参数确定后，利用有限元方法计算不同注入水矿化度和不同含水饱和度条件下岩石电阻率。图3为水淹层数字岩心CB1FB-3-20为不同注入水矿化度下电阻率变化规律，可以发现当注入水矿化度小于地层水矿化度，岩心电阻率随着含水饱和度增加呈现先减小后增大再减小的“S”型曲线。矿化度越低，“S”曲线上升幅度越大。当注入水矿化度大于地层水矿化度，岩心电阻率随着含水饱和度增加逐渐减小，矿化度越高，减小的幅度越大。
第四步，构建水淹层新饱和度模型
渐进混合式水淹层新饱和度模型分为三个阶段。
第一阶段，未水淹阶段，地层产水率Fw≤10％，混合液电阻率计算公式：
式中，Rz为混合液电阻率，Sw为地层中含水饱和度，Swi为束缚水饱和度，Rwi为束缚水电阻率，Rwj为注入水电阻率。该阶段的起始状态为Sw＝Swi，混合液电阻率为束缚水电阻率，没有注入水注入，该阶段的结束状态为未水淹阶段的结束，即Sw＝Swt1，Swt1为Fw＝10％时地层含水饱和度。
第二阶段，中低水淹阶段，地层产水率10％<Fw≤80％，假设地层大孔隙薄膜束缚水Swi1，小孔隙束缚水Swi2，总束缚水Swi，注入倍数为k，岩石体积V，孔隙度φ注入水驱替地层中油气，地层此时含水饱和度为Sw，累计注入量为kVφ，产油气量Qo＝φV(Sw-Swi)，产水量Qw＝kVφ-φV(Sw-Swi)＝φV(k-(Sw-Swi))。
产水率公式：
含水饱和度与注入倍数之间的关系如下式所示：
等效的注入水与大孔隙束缚水部分离子交换后的混合液矿化度为Cwp：
混合液电阻率Rz为：
式中，参数p计算方式与第三步计算方式一致，束缚水矿化度Cwi，注入水矿化度Cwj，T为温度，单位为摄氏度。
混合液电阻率Rz为：
第三阶段，高水淹阶段，地层产水率Fw>80％。等效的注入水及大孔隙薄膜束缚水与小孔隙束缚水部分离子交换后的混合液矿化度Cwq：
混合液电阻率为：
式中，参数q计算方式与第三步计算方式一致，束缚水矿化度Cwi，注入水矿化度Cwj，T为温度，单位为摄氏度。
混合液电阻率Rz为：
在得到混合液电阻率Rz后，将其带入印度尼西亚方程，从而计算水淹层含水饱和度：
式中，Vclay为泥质含量，Rt为地层电阻率。
第五步，实际资料处理
收集井中20块水淹层岩心资料，对于每块岩心重复以上四步。通过对构建的20块数字岩心进行分析，发现大孔隙薄膜水与
满足一定的统计关系(K为渗透率，Φ为孔隙度)：
相关系数R2为0.70。
利用收集到的岩心分析资料拟合相渗透率经验公式、总束缚水饱和度经验公式、残余油饱和度经验公式，埕岛油田地下原油粘度平均33mpa﹒s，原始地层水粘度0.446mpa﹒s。地温梯度0.0385℃/m。将这些计算参数带入水淹层新饱和度模型并编制处理程序。在实际计算过程中为减小误差，采用迭代的方法求取地层含水饱和度。根据井密闭取芯对应的层位，利用编制的新水淹层测井饱和度解释程序，选取两个深度段进行处理，分别为1260m-1310m和1430m-1490m，处理结果如图4和图5所示。将新饱和度模型计算结果与实验分析结果进行对比，如图6所示，平均相对误差为8.86％，验证了基于数字岩心的水淹层新饱和度模型的适用性。
利用本发明基于数字岩心的水淹层新饱和度模型计算水淹层饱和度，能够解决目前水淹层饱和度模型水淹机理与实际条件相差较大、饱和度计算精度较低的问题。基于数字岩心技术进行水淹机理分析，将束缚水分为大孔隙薄膜束缚水和小孔隙束缚水两类并分别考虑离子交换，得到不同注入水矿化度下电性规律，可以获得更加准确的测井解释水淹层饱和度，为储层评价提供有力帮助，具有较高推广价值和社会效益。
本发明并不限于上述的实施方式，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化，变化后的内容仍属于本发明的保护范围。
Claims (2)
1.基于数字岩心的水淹层新饱和度模型建立方法，其特征在于：首先根据注入水先与大孔隙表面的薄膜束缚水接触，后与小孔隙束缚水接触，给出大孔隙薄膜束缚水和小孔隙束缚水的渐进混合式水淹层岩石体积物理模型，然后构建水淹层数字岩心，基于数字岩心技术进行水淹机理分析，得到不同注入水矿化度下电性规律，并得出不同注入水矿化度下电性规律计算公式，最终构建水淹层新饱和度模型；
还包括以下步骤：
a.建立渐进混合式水淹层岩石体积物理模型：
根据注入水先与大孔隙表面的薄膜束缚水接触，后与小孔隙束缚水接触，将地层束缚水分为大孔隙薄膜束缚水Swi1和小孔隙束缚水Swi2，渐进混合式水淹层岩石体积物理模型包括五部分：岩石骨架、剩余油、大孔隙薄膜束缚水、小孔隙束缚水、孔隙中注入水；
b.构建水淹层数字岩心：
通过CT扫描法或数值模拟方法构建水淹层数字岩心；
c.基于数字岩心技术进行水淹机理分析，确定不同注入水矿化度下电性规律，并得出不同注入水矿化度下电性规律计算公式：
首先需要确定束缚水分布：采用格子Boltzmann方法，得到数字岩心中流体流速分布，当孔隙中流体流速为零时，认为该孔隙为束缚水；束缚水位置不变，采用数学形态法确定孔隙内其它位置的流体分布，进而得到不同含水饱和度下岩心流体分布；
然后在电性计算输入参数时，将束缚水分为两部分，一部分为注入水直接接触到的大孔隙束缚水，另一部分为与注入水较远或未接触到的小孔隙束缚水，根据产水率划分水淹级别，将束缚水电阻率输入参数按照水驱油过程分为三个阶段：未水淹阶段，中低水淹阶段，高水淹阶段；
最后得出不同注入水矿化度下电性规律计算公式，即不同含水饱和度下不同水的电导率计算如下：
其中，假设在未水淹阶段无离子交换；在中低水淹阶段假设注入水离子与大孔隙薄膜束缚水逐渐交换，直到该阶段结束完成，注入水与大孔隙薄膜束缚水完全离子交换；在高水淹阶段，注入水开始与小孔隙束缚水进行离子交换，直到注入水将油完全驱替，束缚水矿化度等于注入水矿化度；
未水淹阶段，产水率Fw≤10％，大、小孔隙束缚水矿化度为地层原始矿化度；
中低水淹阶段，产水率10％<Fw≤80％，进行离子交换的束缚水电阻率：
其中
为等效的进行离子交换的混合液平均矿化度，V1是总注入水体积，单位为体素，C1为注入水矿化度；V2是参加离子交换的束缚水体积，V2＝pVwi1,p＝(Sw-Swt1)/(Swt2-Swt1)，参数p＝0为中低水淹阶段开始时，即Sw＝Swt1，Swt1为Fw＝10％时地层含水饱和度，p＝1为中低水淹阶段结束时，即Sw＝Swt2，Swt2为Fw＝80％时地层含水饱和度；Vwi1是大孔隙薄膜束缚水的总体素数，C2为原始地层水矿化度；V＝V1+V2，T为温度；
高水淹阶段，产水率Fw>80％，进行离子交换的束缚水电阻率：
其中
为等效的进行离子交换的混合液平均矿化度，V1是总注入水体积，单位为体素，C1为注入水矿化度；V2是参加离子交换的束缚水体积，V2＝Vwi1+qVwi2,q＝(Sw-Swt2)/(1-Swt2)，Vwi2是小孔隙束缚水的总体素数，C2为原始地层水矿化度；V＝V1+V2，未参加离子交换的束缚水矿化度不变，Cwq为混合液矿化度，Sw为地层中含水饱和度；
基于步骤b构建的水淹层数字岩心，将以上公式计算得到的参数、注入水矿化度参数输入电性计算中，得出不同注入水矿化度下电性规律；
d.构建水淹层新饱和度模型：
根据步骤c所述，渐进混合式水淹层岩石体积物理模型分为三个阶段：
第一阶段，未水淹阶段，地层产水率Fw≤10％，混合液电阻率计算公式：
式中，Rz为混合液电阻率，Sw为地层中含水饱和度，Swi为束缚水饱和度，Rwi为束缚水电阻率，Rwj为注入水电阻率；该阶段的起始状态为Sw＝Swi，混合液电阻率为束缚水电阻率，没有注入水注入，该阶段的结束状态为未水淹阶段的结束，即Sw＝Swt1，Swt1为Fw＝10％时地层含水饱和度；
第二阶段，中低水淹阶段，地层产水率10％<Fw≤80％，含水饱和度与注入倍数之间的关系如下式所示：
等效的注入水与大孔隙束缚水部分离子交换后的混合液矿化度为Cwp：
混合液电阻率为：
式中，参数p计算方式与步骤c所述中低水淹阶段中进行离子交换的束缚水电阻率公式中的p计算方式一致，束缚水矿化度Cwi，注入水矿化度Cwj，T为温度，单位为摄氏度；
混合液电阻率Rz为：
第三阶段，高水淹阶段，地层产水率Fw>80％，等效的注入水及大孔隙薄膜束缚水与小孔隙束缚水部分离子交换后的混合液矿化度Cwq：
混合液电阻率为：
式中，参数q计算方式与步骤c中参数p的计算方式一致，束缚水矿化度Cwi，注入水矿化度Cwj，T为温度，单位为摄氏度；
混合液电阻率Rz为：
在得到混合液电阻率Rz后，将其带入印度尼西亚方程，从而计算水淹层含水饱和度：
式中，Vclay为泥质含量，Rt为地层电阻率。
2.根据权利要求1所述的基于数字岩心的水淹层新饱和度模型建立方法，其特征在于：所述水淹层数字岩心构建方法中的CT扫描方法是从水淹层取心后进行CT扫描，对CT扫描图像进行滤波处理、图像分割及代表元体积分析后得到岩石基质的三维数字岩心；数值模拟方法是根据常规岩心分析孔渗数据约束，采用过程法构建水淹层数字岩心。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103616494A (zh) * | 2013-11-28 | 2014-03-05 | 中国石油天然气集团公司 | 一种模拟岩心孔隙空间流体分布的方法及系统 |
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| CN104712329A (zh) * | 2015-01-29 | 2015-06-17 | 中国石油大学(华东) | 一种泥页岩油气饱和度的计算模型 |
| CN105115874A (zh) * | 2015-08-18 | 2015-12-02 | 中国石油天然气股份有限公司 | 多源信息融合的多组分三维数字岩心构建方法 |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104100263A (zh) * | 2013-10-29 | 2014-10-15 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种非均匀水淹层剩余油饱和度的确定方法 |
| CN103616494A (zh) * | 2013-11-28 | 2014-03-05 | 中国石油天然气集团公司 | 一种模拟岩心孔隙空间流体分布的方法及系统 |
| WO2015084447A1 (en) * | 2013-12-05 | 2015-06-11 | Schlumberger Canada Limited | Method and system of showing heterogeneity of a porous sample |
| CN104712329A (zh) * | 2015-01-29 | 2015-06-17 | 中国石油大学(华东) | 一种泥页岩油气饱和度的计算模型 |
| CN105115874A (zh) * | 2015-08-18 | 2015-12-02 | 中国石油天然气股份有限公司 | 多源信息融合的多组分三维数字岩心构建方法 |
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| Title |
|---|
| 基于数值模拟的水淹储层原始电阻率反演方法;谭锋奇 等;《中南大学学报(自然科学版)》;20120831;第43卷(第8期);第3149-3158页 * |
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