CN110031496A - 一种评价致密储层可动流体分布特征的方法 - Google Patents

一种评价致密储层可动流体分布特征的方法 Download PDF

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Abstract

一种评价致密储层可动流体分布特征的方法，包括以下步骤：(1)对岩样进行洗油，烘干后测孔隙度、渗透率；(2)对岩样进行饱和模拟地层水，测核磁共振T2谱；(3)对岩样进行油驱水离心实验，确定最佳离心力；(4)选用最佳离心力，测离心后核磁共振T2谱；(5)确定核磁共振T2截止值；(6)得到可动流体分布特征；本发明基于核磁共振可动流体测试原理，首先确定岩样的最佳离心力，再依据最佳离心力来测离心后的核磁共振T2谱，确定T2截止值，得到岩样的可动流体分布特征；本发明可有效降低实验误差，能够更真实、准确、快速测定致密储层可动流体百分数。

Description

一种评价致密储层可动流体分布特征的方法
技术领域
本发明涉及油气田开发技术领域，特别涉及一种评价致密储层可动流体分布特征的方法。
背景技术
近年来，随着常规油气资源日益减少，世界范围内加大了对非常规能源，特别是致密油气的勘探开发。致密油气在我国油气组成中占有很大比重，改善致密油气藏开发效果对保障国家能源安全具有重要意义。
流体在致密砂岩孔隙中的赋存状态可以分为可动流体和束缚流体，可动流体是指在一定外力作用下可以克服毛管力或黏滞力而参与流动的自由流体(即受孔喉表面作用力较弱)；相反，束缚流体一般存在于微小孔隙和死孔隙中，在外力作用下无法使其发生流动的流体(即受孔喉表面作用力较强)。可动流体百分数是致密储层评价中的重要参数之一，主要反映整个孔隙空间内可流动流体量所占比例，对致密油藏开发方案的制定和调整有重要意义。但是现有的测试手段及方法对致密储层可动流体百分数的准确确定还存在一些误差，主要原因如下：不同岩心样品的微观孔隙结构不同、非均质性不同，造成了可动流体分布特征的不同。如果不先准确确定样品的最佳离心力，那么通过核磁共振离心实验测得的可动流体参数是不准确的，进而影响样品真实的可动流体分布特征。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺陷，本发明提供了一种评价致密储层可动流体分布特征的方法，该方法基于核磁共振可动流体测试原理，并且对岩样先确定最佳离心力；可以有效、准确地评价致密储层可动流体百分数。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种评价致密储层可动流体分布特征的方法，包括以下步骤：
(1)采集岩样，对岩样进行洗油，烘干后测孔隙度、渗透率；
(2)对岩样进行饱和模拟地层水，测原始核磁共振T2谱；
(3)对岩样进行油驱水离心实验，确定最佳离心力；
(4)选用最佳离心力，对岩样进行离心实验，测离心后核磁共振T2谱；
(5)确定核磁共振T2截止值；
(6)得到可动流体分布特征，所述可动流体分布特征包括可动流体百分数、可动流体孔隙度、束缚流体百分数、T2截止值。
进一步地，步骤(2)和步骤(4)中测核磁共振采用中石油勘探开发研究院研发的RecCore-3000型核磁共振岩心分析仪，其系统频率为2MHZ-5MHZ连续可调，磁场强度为940-1175Gauss，频率精度为0.01HZ。
进一步地，步骤(3)中确定最佳离心力时的测试参数确定为：等待时间4s、回波间隔0.28ms、回波个数6000、扫描次数64、接受增益100％。
进一步地，步骤(3)中确定最佳离心力的具体方法为：对岩样进行油驱水离心实验，施加不同的离心力，得到不同离心力离心后岩样的T2谱，再根据T2谱得到不同离心力下岩样含水饱和度的变化情况，当含水饱和度减少量最小时其对应的离心力即为最佳离心力。
进一步地，步骤(5)中，确定T2截止值具体为：在步骤(2)中测得的原始核磁共振T2谱分布曲线上找出一点，使其左侧曲线与坐标轴围成的面积与步骤(4)中测得的离心后核磁共振T2谱曲线围成的面积相等，即为T2截止值。
进一步地，步骤(6)中，计算可动流体百分数的具体方法为：步骤(2)中测得的原始核磁共振T2谱曲线与其对应横轴所围成的面积减去步骤(4)中测得的离心后核磁共振T2谱曲线与其对应横轴所围成的面积。
本发明的优点：
本发明基于核磁共振可动流体测试原理，利用氢原子核自身的磁性及其与外加磁场相互作用的原理，首先确定岩样的最佳离心力，再依据最佳离心力来测离心后的核磁共振T2谱，确定T2截止值，得到岩样的可动流体分布特征。该技术可有效降低实验误差，能够更真实、准确、快速测定致密储层可动流体百分数。
附图说明
图1为鄂尔多斯盆地姬塬油田长8段致密砂岩的典型6块岩样核磁共振T2谱，图1(a)是岩样1号样品核磁共振T2谱，图1(b)是岩样9号样品核磁共振T2谱，图1(c)是岩样11号样品核磁共振T2谱，图1(d)是岩样15号样品核磁共振T2谱，图1(e)是岩样20号样品核磁共振T2谱，图1(f)是岩样37号样品核磁共振T2谱。
图2为6块典型岩样T2截止值与孔隙度、渗透率的关系,图2(a)是T2截止值与孔隙度的关系图；图2(b)是T2截止值与渗透率的关系图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
采用本发明的方法对对姬塬油田长8段不同小层下的6块典型致密岩样进行了可动流体特征研究。鄂尔多斯盆地地跨陕甘宁蒙晋五省区，总体面积为37×104km2，是我国致密油气勘探开发较早地区，致密油气资源非常丰富，具有广阔的开发前景。姬塬油田位于鄂尔多斯盆地西部，横跨伊陕斜坡和天环坳陷，三叠系延长组自上而下划分为10个油层组，其中研究区长8油层组较为发育，是勘探开发的主力油层组。由于储层在沉积过程中受到压实、成岩等作用，导致目标储层岩石致密，并发育有大量的微、纳米级孔喉。复杂的孔喉结构特征又进一步导致流体在孔喉内的赋存状态及分布特征变得复杂，直接制约了长8油层组的勘探开发。然而，由于致密储层其独特而又有别于常规砂岩储层的特性，导致常规孔喉结构研究方法对致密砂岩储层存在很大的局限性。
1)采集岩样，对岩样进行洗油，烘干后测孔隙度、渗透率
采集60块取样岩心样品，通过对所有60块取样岩心样品分析可知，研究区主要碎屑组分是石英、长石、岩屑和填隙物。对岩样进行洗油，烘干后测孔隙度、渗透率，岩矿组分中，石英占30.90％，长石占34.63％，岩屑占15.32％，填隙物占18.82％。孔隙度主要分布于5～11％，平均7.22％；渗透率主要分布于0.01～0.25×10-3μm2，平均0.15×10-3μm2。在对60块岩心样品分别进行核磁共振T2谱实验的基础上，从中挑选6块具有代表性的岩样进行分析，实验中所用的6块岩样分别来源于鄂尔多斯盆地姬塬油田长8段储层的3个不同小层长81 1、长81 2和长82，其基本参数如表1所示。
表1姬塬油田长8储层6典型岩样物性参数
2)对岩样进行饱和模拟地层水，测原始核磁共振T2谱
对岩样进行饱和模拟地层水，具体操作为：将岩样在恒温箱60℃下干燥48小时，去除岩样中的水分；配制矿化度为25000mg/L的模拟地层水；在室温22℃下样品饱和模拟地层水，出液至3-5PV时测核磁共振T2谱曲线不再变化时即为饱和完全。最终的核磁共振T2谱曲线即可饱和完全时的样品T2谱曲线。
实验中测量核磁共振T2谱所用的是中石油勘探开发研究院研发的RecCore-3000型核磁共振岩心分析仪，系统频率为2MHZ～5MHZ连续可调，磁场强度为940～1175Gauss，频率精度为0.01HZ。实验方法严格按照石油天然气行业标准SY/T5336-2007《岩心常规分析方法》和SY/T6490-2014《岩样核磁共振参数实验室测量规范》执行。
3)对岩样进行油驱水离心实验，确定最佳离心力
在确定最佳离心力之前，主要测试参数经多次调试确定为：等待时间4s、回波间隔0.28ms，回波个数6000，扫描次数64，接受增益100％。选取6块岩心进行油驱水离心实验，离心力分别为20psi、40psi、80psi、160psi、200psi、220psi、240psi，比较不同离心力离心后岩心T2谱，确定最佳离心力大小。根据T2谱可以得到不同离心力下岩样内剩余含水饱和度的变化。以离心力从20psi增大至160psi、从160psi增大至200psi、从200psi增大至260psi为例，6块岩心不同离心力离心后，岩心含水饱和度变化数据见表2可以看出，施加20psi～160psi离心力后，含水饱和度平均减少量为17.36％，变化较大；施加160psi～200psi离心力后，含水饱和度平均减少量仅为6.35％，变化已经很小；施加200～240psi离心力后，含水饱和度平均减少量仅为0.88％，基本没有变化。因此，综合之下选择200psi是油驱水离心最佳离心力。
通过同样的方法，可以确定水驱油离心实验的最佳离心力为200psi，200psi水驱油离心后岩心状态为水驱最终状态。建议以后在进行水驱油离心实验时，采用200psi的离心力建立岩心的水驱最终状态。
表2 6块岩心离心实验前后含水饱和度变化统计表
4)选用最佳离心力，对岩样进行离心实验，测离心后核磁共振T2谱
选择200psi的最佳离心力测量岩样的核磁共振T2谱曲线。
根据研究区长8段6块典型致密岩样的核磁共振T2谱形态可以看出，饱和模拟地层水状态下的T2谱分布形态多呈双峰特征，能够反映出岩心内大、小孔隙及喉道的分布特征，且不同孔喉半径之间存在明显界限。6块典型岩样的T2谱分布形态主要表现为4种类型：9号岩样[图1(b)]的T2谱呈现出左峰远远高于右峰，且左右峰不连续形态，说明该岩样物性差，大中孔隙基本未发育，且孔喉间连通性差。11号和15号两块岩样[图1(c)，图1(d)]的T2谱分布主要呈现出左峰高出右峰，右峰发育弱，但左右峰连续的形态，说明该岩样对应储层的物性相比9号岩样偏好，大中孔隙略有发育，连通性相对较好，但孔喉半径仍较小，微小孔隙比大中孔隙发育。1号和37号两块岩样[图1(a)，图1(f)]的T2谱分布呈现左峰略高于右峰，右峰发育相对较好；说明该段储层中大、中孔隙较为发育，孔喉半径相对较大，但物性仍然较差。20号岩样[图1(e)]的T2谱分布左右峰基本相当，且左峰对应驰豫时间所包络的面积与右峰驰豫时间所包络的面积基本相等，说明该岩样对应储层的物性较相对好，孔喉半径较大，且中、大孔隙较为发育。
通过对6块岩样进行离心后，除9号岩样[图1(b)]的T2谱分布形态未发生明显变化外，其余岩样的峰形均发生了变化，说明9号岩样中无论大、中、微小孔喉内的可动流体含量很低，死孔隙较多。1号和37号岩样[图1(a)，图1(f)]的左右两峰均发生明显下降，且两峰下降幅度较大，说明可动流体在微小孔喉和大、中孔喉中均有分布。而15号和20号样品[图1(d)，图1(e)]的左右峰也均有下降，但左峰下降幅度远小于右峰，说明可动流体主要赋存于大、中孔喉里。11号岩样[图1(c)]的左右峰下降幅度较小，说明该岩样大中孔隙中出现死孔隙和堵塞喉道的比例较高，连通性较差，可能与岩石中存在的黏土矿物类型及含量，以及赋存方式有直接关系。
5)T2截止值确定
可动流体与束缚流体的划分主要取决于流体在岩石中分布的弛豫时间界限(T2截止值)，当弛豫时间大于此界限时，流体称为可动流体；当弛豫时间小于此界限时，流体称为束缚流体，T2弛豫时间长度与孔隙结构特征、岩石矿物组成、黏土类型及流体性质等有关。
T2截止值是核磁共振实验中划分致密砂岩孔隙内可动流体和束缚流体的关键参数。其主要计算方法是在饱和模拟地层水的T2谱分布曲线上找出一点，使其左侧曲线与坐标轴围成的面积与离心后T2曲线围成的面积相等，即为T2截止值。由表3可知，6块典型岩样的T2截止值分布在0.54～12.33ms之间，平均值为6.44ms，分布范围较为广泛。从图2可以看出，T2截止值与岩心孔隙度、渗透率的相关性较差，即储层物性好坏与T2截止值并没有直接关系，进一步说明T2截止值是多因素综合作用的产物。
6)得到可动流体分布特征
计算可动流体百分数的具体方法为：步骤2)中测得的原始核磁共振T2谱曲线与其对应横轴所围成的面积减去步骤4)中测得的离心后核磁共振T2谱曲线与其对应横轴所围成的面积。
根据核磁共振结果(表3)可知，6块典型岩样的可动流体百分数主要分布于6.89％～70.09％之间，平均可动流体百分数为38.49％；可动流体孔隙度主要分布于0.39％～5.62％之间，平均可动流体孔隙度为3.01％。可以看出，6块典型岩样的可动流体参数分布范围较广，且差异较大，反映出研究区长8段储层非均质性强的特征。
此外，从6块岩样离心前后T2谱分布形态的变化也可以看出可动流体分布复杂，且分布状态存在较大差异。例如，图1(a)中1号岩样经过离心后，微小孔隙和大中孔隙内的可动流体下降幅度均较大，说明微小孔隙和大中孔隙内均赋存有数量较大的可动流体。而图1(e)中20号岩样经过离心后，大中孔隙中的可动流体大幅下降，但微小孔隙内可动流体下降幅度较小，说明岩样中的可动流体大部分赋存于大中孔隙内。由于研究区长8段致密砂岩储层孔喉结构特征复杂，物性较差，存在大量死孔隙或细微孔喉堵塞大孔喉的现象，导致大中孔隙丧失连通性，使得大中孔隙即使在离心力的作用下，仍然不能发生流动，其中的流体形成束缚流体，这也是造成可动流体参数分布范围广的原因。
表3 6块典型岩样核磁共振实脸结果
以上所述仅为本发明的实施例，并非以此限制本发明的保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的系统领域，均同理包括在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种评价致密储层可动流体分布特征的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)采集岩样，对岩样进行洗油，烘干后测孔隙度、渗透率；
(2)对岩样进行饱和模拟地层水，测原始核磁共振T2谱；
(3)对岩样进行油驱水离心实验，确定最佳离心力；
(4)选用最佳离心力，对岩样进行离心实验，测离心后核磁共振T2谱；
(5)确定核磁共振T2截止值；
(6)得到可动流体分布特征，所述可动流体分布特征包括可动流体百分数、可动流体孔隙度、束缚流体百分数、T2截止值。
2.根据权利要求1所述的一种评价致密储层可动流体分布特征的方法，其特征在于，步骤(2)和步骤(4)中测核磁共振采用中石油勘探开发研究院研发的RecCore-3000型核磁共振岩心分析仪，其系统频率为2MHZ-5MHZ连续可调，磁场强度为940-1175Gauss，频率精度为0.01HZ。
3.根据权利要求1所述的一种评价致密储层可动流体分布特征的方法，其特征在于，步骤(3)中确定最佳离心力时的测试参数确定为：等待时间4s、回波间隔0.28ms、回波个数6000、扫描次数64、接受增益100％。
4.根据权利要求1所述的一种评价致密储层可动流体分布特征的方法，其特征在于，步骤(3)中确定最佳离心力的具体方法为：对岩样进行油驱水离心实验，施加不同的离心力，得到不同离心力离心后岩样的T2谱，再根据T2谱得到不同离心力下岩样含水饱和度的变化情况，当含水饱和度减少量最小时其对应的离心力即为最佳离心力。
5.根据权利要求1所述的一种评价致密储层可动流体分布特征的方法，其特征在于，步骤(5)中，确定T2截止值具体为：在步骤(2)中测得的原始核磁共振T2谱分布曲线上找出一点，使其左侧曲线与坐标轴围成的面积与步骤(4)中测得的离心后核磁共振T2谱曲线围成的面积相等，即为T2截止值。
6.根据权利要求1所述的一种评价致密储层可动流体分布特征的方法，其特征在于，步骤(6)中，计算可动流体百分数的具体方法为：步骤(2)中测得的原始核磁共振T2谱曲线与其对应横轴所围成的面积减去步骤(4)中测得的离心后核磁共振T2谱曲线与其对应横轴所围成的面积。
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