CN107976390A - 一种基于覆压孔渗实验确定平均孔喉比的计算方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于覆压孔渗实验确定平均孔喉比的计算方法，包括：建立覆压孔渗数据与平均孔喉比之间的理论关系；选取目的层岩心开展不同压力下的覆压孔渗实验，通过实验测量得到不同压力下的孔隙度、渗透率数值；利用覆压孔渗与平均孔喉比之间的数学关系与测量覆压孔渗数据，构建平均孔喉比的数学方程，通过迭代法求解平均孔喉比；将三种不同压力下孔渗数据求取的平均孔喉比进行平均，其平均值为该岩心的平均孔喉比。本发明在实际应用中，实现了在无压汞、核磁实验的情况下，通过覆压孔渗实验确定岩心孔喉比，实验成本低、快速方便。
Description
技术领域
本发明涉及石油勘探中的岩石物理实验数据深化应用技术领域，涉及一种基于覆压实验确定平均孔吼比的计算方法。
背景技术
岩石的孔隙空间可以划分为孔隙体与喉道，喉道为连通孔隙的狭小区域，控制岩石的渗流能力，孔隙体为孔隙空间较宽区域，反应岩石存储能力。因此，评价孔隙及喉道大小、连通性等孔隙结构参数是指导致密油气藏勘探开发、分析渗流与成藏机理的关键因素。目前，孔喉结构的评价手段主要有压汞、核磁共振、CT扫描等。压汞法是通过进汞压力涨落分别测量孔隙与喉道体积及数量，进而确定孔隙与喉道的大小分布及孔喉比等参数；核磁共振是通过一定刻度转换为伪毛管压力曲线后，应用与压汞法相似的分析法确定孔喉比等参数，或者通过T2几何均值与实验孔喉参数建立经验关系；CT实验是通过对岩样进行扫描切片成像，得到岩样孔喉三维立体图，直观显示孔喉的形态特征，通过三维建模最终计算得到孔吼比等参数。
以上方法中压汞实验、核磁共振实验需要的周期长而且实验费用高，确定的孔吼比是测量间接物理量压力的变化，通过一定的数学关系转换过来，精度受到一定影响；而CT扫描得到三维立体成图后，需要进行岩心的三维模型重构，数据运算量大，计算复杂，同时该实验费用较高。
发明内容
为解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种基于覆压孔渗实验确定平均孔喉比的计算方法，能够实现在无压汞、CT实验的情况下，通过不同压力下的覆压孔渗实验快速准确地得到岩样的平均孔喉比。
本发明是通过下述技术方案来实现的。
所述方法按照以下步骤进行操作：
步骤101，建立覆压孔渗数据与平均孔喉比之间的理论关系；
步骤102，选取目的层岩心开展不同压力下的覆压孔渗实验，通过实验测量得到不同压力下的孔隙度、渗透率数值；
步骤103，利用覆压孔渗与平均孔喉比之间的数学关系与测量覆压孔渗数据，构建平均孔喉比的数学方程，通过迭代法求解平均孔喉比；
步骤104，将三种不同压力下孔渗数据求取的平均孔喉比进行平均，其平均值为该岩心的平均孔喉比。
进一步地，所述步骤101中，依据串联毛管模型，推导覆压孔渗数据与平均孔喉比之间的计算公式如下：
式中，相关参数由下式得到：
式中：δ为平均孔喉比；A1为覆压下孔隙截面积变化率；A2为覆压下喉道截面积变化率；C为覆压前后孔隙度比值；Por为覆压为零时测量的孔隙度；Por′为一定覆压下测量的孔隙度；K为覆压为零时测量的渗透率；K′为一定覆压下测量的渗透率。
进一步地，所述步骤102中，需要进行岩心不同压力下的覆压孔渗实验，通过实验测量得到不同压力下的孔隙度、渗透率数值。
具体地，所述岩心覆压实验按照《岩心分析方法SY/T 5336-2006》标准规定的流程进行。
进一步地，所述步骤103中，利用覆压孔渗与平均孔喉比之间的数学关系与测量覆压孔渗数据，构建平均孔喉比的数学方程：
结合A1取值范围，通过迭代法求解F(δ)＝0时的根δ，确定岩心平均孔喉比。
进一步地，所述步骤104中，求取岩心最终孔喉比的公式如下：
式中：为最终确定的岩心孔喉比；δ1为P1压力下实验数据确定的平均孔喉比；δ2为P2压力下实验数据确定的平均孔喉比；δ3为P3压力下实验数据确定的平均孔喉比。
进一步地，所述三种不同压力P1、P2和P3应满足逐渐递增，最小压力递增不小于5Mpa，本方法选取的实验压力值为5Mpa、15Mpa和30Mpa。
本发明的有益效果在于，实现了在无压汞与CT扫描实验的情况下，通过不用压力下的覆压孔渗实验数据，可以计算得到岩心的平均孔吼比，比以往的实验确定方法更加快速准确，而且成本较低。
附图说明
图1为本发明提供的一种基于覆压实验确定平均孔喉比方法的流程图；
图2(a)、2(b)分别为串联毛管模型的孔喉示意图；
图3为本发明专利确定的孔吼比与压汞实验确定孔吼比对比图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对发明作进一步的详细说明，但并不作为对发明做任何限制的依据。
如图1所示，本发明实施例提供的一种基于覆压孔渗实验确定平均孔喉比的计算方法，包括如下步骤：
步骤101：建立覆压孔渗数据与平均孔喉比之间的理论关系；
如图2(a)和图2(b)所示，依据串联毛管模型，推导覆压孔渗数据与平均孔喉比之间的计算公式如下：
式中，相关参数由下式得到：
式中：δ为平均孔喉比；A1为覆压下孔隙截面积变化率；A2为覆压下喉道截面积变化率；C为覆压前后孔隙度比值；Por为覆压为零时测量的孔隙度；Por′为一定覆压下测量的孔隙度；K为覆压为零时测量的渗透率；K′为一定覆压下测量的渗透率。
步骤102：选取目的层岩心开展不同压力下的覆压孔渗实验，通过实验测量得到不同压力下的孔隙度、渗透率数值；在进行该步骤操作之前，还需进行岩心覆压孔渗实验，并获取不同压力下岩心的孔隙度、渗透率测量值。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/T 5336-2006》标准规定，开展岩心不同压力下的覆压孔渗实验，并获取不同压力下的孔隙度、渗透率测量值，为后续的计算准备数据。
步骤103：利用覆压孔渗与平均孔喉比之间的数学关系与测量覆压孔渗数据，构建平均孔喉比的数学方程。
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。
利用平均孔喉比计算模型与覆压孔渗测量数据，确定计算模型中的相关参数，如表1所示：
表1
构建平均孔喉比数学方程为：
结合A1取值范围，通过迭代法求解F(δ)＝0时的根δ，确定岩心平均孔喉比。
步骤104，通过三种不同压力下5Mpa、15Mpa和30Mpa的覆压孔渗数据分别求取的平均孔喉比，求取均值作为该岩心的平均孔喉比：
式中：为最终确定的岩心孔喉比；δ1为P1压力下实验数据确定的平均孔喉比；δ2为P2压力下实验数据确定的平均孔喉比；δ3为P3压力下实验数据确定的平均孔喉比，计算结果如表2所示。
表2
图3为利用本发明方法确定的平均孔喉比与压汞实验确定平均孔喉比对比图，从图中可以看出，本发明方法确定的平均孔喉比与压汞实验结果一致性较好，计算结果准确可靠。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (7)
1.一种基于覆压孔渗实验确定平均孔喉比的计算方法，其特征在于，包括步骤：
步骤101，建立覆压孔渗数据与平均孔喉比之间的理论关系；
步骤102，选取目的层岩心开展不同压力下的覆压孔渗实验，通过实验测量得到不同压力下的孔隙度、渗透率数值；
步骤103，利用覆压孔渗与平均孔喉比之间的数学关系与测量覆压孔渗数据，构建平均孔喉比的数学方程，通过迭代法求解平均孔喉比；
步骤104，将三种不同压力下孔渗数据求取的平均孔喉比进行平均，其平均值为该岩心的平均孔喉比。
2.如权利要求1所述的一种基于覆压孔渗实验确定平均孔喉比的计算方法，其特征在于，所述步骤101中，依据串联毛管模型，推导覆压孔渗数据与平均孔喉比之间的计算公式如下：
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式中：δ为平均孔喉比；A1为覆压下孔隙截面积变化率；A2为覆压下喉道截面积变化率；C为覆压前后孔隙度比值；Por为覆压为零时测量的孔隙度；Por′为一定覆压下测量的孔隙度；K为覆压为零时测量的渗透率；K′为一定覆压下测量的渗透率。
3.如权利要求1所述的一种基于覆压孔渗实验确定平均孔喉比的计算方法，其特征在于，在进行步骤102操作之前，还需进行岩心覆压孔渗实验，并获取不同压力下岩心的孔隙度、渗透率测量值。
4.如权利要求3所述的一种基于覆压孔渗实验确定平均孔喉比的计算方法，其特征在于，所述岩心覆压实验按照《岩心分析方法SY/T 5336-2006》标准规定的流程进行。
5.根据权利要求1所述的一种基于覆压孔渗实验确定平均孔喉比的计算方法，其特征在于，所述步骤103中，利用覆压孔渗与平均孔喉比之间的数学关系与测量覆压孔渗数据，构建平均孔喉比的数学方程如下：
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结合A1取值范围，通过迭代法求解F(δ)＝0时的根δ，确定岩心平均孔喉比。
6.根据权利要求1所述的一种基于覆压孔渗实验确定平均孔喉比的计算方法，其特征在于，所述步骤104中，通过同一块岩心不同压力下测量的覆压孔渗数据，求取三种不同压力P1、P2和P3下的平均孔喉比，进行平均确定为该岩心的平均孔喉比：
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式中：为最终确定的岩心孔喉比；δ1为P1压力下实验数据确定的平均孔喉比；δ2为P2压力下实验数据确定的平均孔喉比；δ3为P3压力下实验数据确定的平均孔喉比。
7.根据权利要求6所述的一种基于覆压孔渗实验确定平均孔喉比的计算方法，其特征在于，所述三种不同压力P1、P2和P3应满足逐渐递增，最小压力递增不小于5Mpa。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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