CN110095584B - 一种储层油水饱和度校正方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种储层油水饱和度校正方法，在长岩心降至常温、常压时，考虑了油和水存在损失，即考虑了剩余油地面饱和度与剩余水地面饱和度的和不等于100％、而是小于100％的情况，因此，本发明分别建立了地层含水饱和度与地面含水饱和度之间的关系、地层含油饱和度与地面含油饱和度关系，根据干馏法，分析计算出岩心实际的地面含油饱和度、地面含水饱和度，将这两个实际值分别代入上述建立的关系中，求出储层实际的地层含水饱和度与地层含油饱和度，饱和度的计算精度高，能够反映地层的真实情况。

Description

一种储层油水饱和度校正方法

技术领域

本发明属于油田开发实验技术领域，具体涉及一种储层油水饱和度校正方法。

背景技术

饱和度参数应用于油气的储量计算、油气田的开发设计、油井动态分析以及计算油气藏的采收率和排驱效率，是油气田开发中的一项重要参数，准确计算地层原始含油饱和度对储层评价意义重大。

现场干馏法测饱和度需要将岩心从井底取至地面，然后按照SY/T5336-2006《岩心分析方法》4.2中规定的步骤进行分析，由于岩心从井底提升至地面时压力降低、环境温度降低，改变油气的临界状态，产生了脱气的现象，导致岩心孔隙中的可动油、自由水和绝大部分天然气溢出。对于含有自由水的不饱和油藏，溶解气在降温降压脱气的过程中从岩心中带出可动油及自由水，油水均有一定程度的损失，造成采用现场干馏法计算分析的含水饱和度值和含油饱和度值均存在偏低的问题，并且此时测量的含水饱和度值、含油饱和度值的和不再为100％。

公布号为104847342的中国专利提供了一种测定原始含油饱和度的方法，该方法对挥发量的校正只考虑了降压脱气，不符合岩心从井筒中降温降压脱气的实际过程，且其挥发量校正中原始含油饱和度的计算公式没有考虑流体地下体积与地面体积的变化。公布号为105301220的中国专利提供了一种密闭取心分析饱和度的校正方法，同样只考虑了降压脱气，不符合岩心从井筒中降温降压脱气的实际过程。作者孙剑在《内江科技》2010年第7期发表的《岩心降压脱气饱和度校正实验研究》模拟了降温降压脱气过程，该实验采用单独一块短岩心，只能模拟没有自由水的储层，对存在自由水的储层无法建立准确的流体模型，在单独一块岩心上所建立的流体模型不能代表地层的真实情况。

发明内容

本发明的目的是提供一种储层油水饱和度校正方法，用于克服上述存在的岩心在降温降压脱气过程中的油气水的损失量造成的干馏法测得的饱和度值偏低的问题。

为解决上述技术问题，本发明提出一种储层油水饱和度校正方法，包括以下步骤：

1)获取储层中的岩心样品，将直径相同的岩心样品拼接，组成N个设定长度的长岩心，N≥2，对每一长岩心进行覆压孔渗实验，得到相应长岩心的地面孔隙体积和地层孔隙体积；将每一长岩心加热到地层温度、加压到地层压力，用白油驱替每一长岩心饱和的模拟地层水，得到模拟地层水的体积；根据所述地层孔隙体积和模拟地层水的体积，计算每一长岩心的地层含水饱和度；用地层油驱替所述白油，得到含油体积，根据所述地层孔隙体积和含油体积，计算每一长岩心地层含油饱和度；

2)再将每一长岩心从所述地层温度、所述地层压力降至常温和常压，对长岩心中的每一块岩心采用干馏法进行实验，测出长岩心的地面含水饱和度、地面含油饱和度；所述常温为实验室室内温度，所述常压为大气压压力；

3)根据得到的N组地层含水饱和度数据、N组地面含水饱和度数据，建立地层含水饱和度与地面含水饱和度之间的关系；根据得到的N组地层含油饱和度数据、N组地面含油饱和度数据，建立地层含油饱和度与地面含油饱和度关系；

4)采用干馏法，测出岩心地面含油饱和度、地面含水饱和度，根据所述层含水饱和度与地面含水饱和度之间的关系，及所述地层含油饱和度与地面含油饱和度关系，得到实际的地层含水饱和度与地层含油饱和度的值。

步骤1)中地层含水饱和度的计算式为：

S_wr＝(V_Lr-V_wr)/V_Lr

式中，S_wr为地层含水饱和度，V_Lr为所述地层孔隙体积，V_wr为用白油驱出模拟地层水的地面体积V_ws换算成的地层孔隙体积，V_Lr-V_wr为所述含水体积。

步骤1)中地层含油饱和度的计算式为：

S_or＝V_wr/V_Lr

式中，S_or为地层含油饱和度，V_wr为所述含油体积，该含油体积为用白油驱出模拟地层水的地面体积换算成的地层孔隙体积，V_Lr为所述地层孔隙体积。

步骤2)中长岩心从所述地层温度、所述地层压力降至常温和常压后，所述油、气、水的损失量分别为从长岩心脱气后产出油的质量、产出气的质量、产出水的质量，根据长岩心的地层油的质量、产出油的质量、产出气的质量，得到长岩心的含油质量，根据已知长岩心的含油密度，得到地面含油体积；所述长岩心的地层油的质量为所述换算成的地层孔隙体积与地层温度、地层压力下地层油密度的乘积。

根据产出水的质量和产出水的密度，计算产出水的体积，再根据所述长岩心的地面孔隙体积、用白油驱出模拟地层水的地面体积，计算得到地面含水体积。

地面含油饱和度为：所述地面含油体积与所述长岩心的地面孔隙体积的比值；地面含水饱和度为：所述地面含水体积与所述长岩心的地面孔隙体积的比值。

进行覆压孔渗实验时，通过覆压孔渗仪对岩心加压降压，测量加压降压过程中孔隙度的变化，校正长岩心的地面孔隙体积和地层孔隙体积。

本发明的有益效果是：

在长岩心降至常温、常压时，考虑了油和水存在损失，即考虑了剩余油地面饱和度与剩余水地面饱和度的和不等于100％、而是小于100％的情况，因此，本发明分别建立了地层含水饱和度与地面含水饱和度之间的关系、地层含油饱和度与地面含油饱和度关系，根据现场干馏法，分析计算出岩心实际的地面含油饱和度、地面含水饱和度，将这两个实际值分别代入上述建立的关系中，求出储层实际的地层含水饱和度与地层含油饱和度，饱和度的计算精度高，能够反映地层的真实情况。

附图说明

图1是储层油水饱和度校正方法流程图；

图2是孔隙度校正结果对比图；

图3是样品油、水饱和度校正前后对比图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

为了模拟含有自由水的储层，选取多个短岩心样品组成长岩心。首先获取岩心样品，选直径2.5cm、长5cm～7cm的样品，拼接成长度约2m的长岩心，一共N组，N≥2，对每一组长岩心采用以下步骤进行实验：

采用SY/T5336-2006《岩心分析方法》第5部分记载的地面孔隙度分析计算方法，分析样品的地面孔隙度为Φ_s，并对样品进行编号。采用SY/T6385-1999《覆压下岩石孔隙度和渗透率测定方法》，进行覆压孔渗实验，通过覆压孔渗仪对岩心加压降压，测量加压降压过程中孔隙度的变化，得到不同压力下孔隙度的值，拟合地面孔隙度与地层孔隙度的函数f(Φ)，反推地层孔隙度Φ_r。

求出样品的地面孔隙度后，能够得到每个样品的地面孔隙体积和岩心，将组成长岩心的每一块岩心的孔隙体积相加，作为长岩心的地面孔隙体积V_Ls；然后根据孔隙度计算公式Φ＝V_空隙体积/V_岩心体积及孔隙度校正函数f(Φ)，计算长岩心的地层孔隙体积V_Lr＝V_Ls×f(Φ)，并将长岩心装入长岩心驱替装置中。

建立地层含油、含水的流体模型：

(1)用真空泵对长岩心进行抽真空，用泵驱替地层水，将模拟地层水饱和长岩心的孔隙体积，然后将长岩心加温到地层温度T_r，同时逐步增加围压，保持围压始终高于地层流体压力3～5MPa，增加地层流体压力至地层压力P_r，记录进入到岩心孔隙中的水的体积V_Lr，计算地层条件下的岩心体积为V_r＝V_Lr/Φr。

(2)再用白油驱替长岩心中的模拟地层水，驱出模拟地层水的地面体积为V_ws，根据水的高压物性参数中的体积系数B_w，换算成地层孔隙体积为V_wr＝V_ws×B_w，则长岩心内的水体积为地层孔隙体积与驱出模拟地层水后换算得到地层孔隙体积的差值，符号表示为V_Lr-V_wr，求出地层含水饱和度为S_wr＝(V_Lr-V_wr)/V_Lr。

(3)然后，用地层油驱替长岩心中的白油，驱替后测出地层油体积为V_Lr-(V_Lr-V_wr)＝V_wr，根据高压物性资料可以知道T_r、P_r条件下的地层油的密度为ρ_r，长岩心内的地层油的质量为M_r＝V_wr×ρ_r，地层含油饱和度为S_or＝V_wr/V_Lr，且S_or+S_wr＝1。

然后，模拟岩心从井筒中取出的过程，将长岩心从地层温度、地层压力降至常温和常压，用长岩心中的每一块岩心利用干馏法进行实验，得到干馏后地面含油饱和度和地面含水饱和度，具体步骤按照SY/T5336-2006《岩心分析方法》4.2中规定的步骤进行分析。上述常温为实验室的室内温度，在5～30℃之间，常压为大气压压力，不同海拔高度大气压力会有不同，一般指0.101MPa左右。

对N组长岩心重复上述步骤的实验过程，能够得到N组地层含水饱和度数据、N组地面含水饱和度数据，建立地层含水饱和度与地面含水饱和度之间的关系；根据得到的N组地层含油饱和度数据、N组地面含油饱和度数据，建立地层含油饱和度与地面含油饱和度关系。

得到上述关系式后，仍采用干馏法，测出岩心地面含油饱和度值、地面含水饱和度值，根据所述层含水饱和度与地面含水饱和度之间的关系，及所述地层含油饱和度与地面含油饱和度关系，得到实际的地层含水饱和度与地层含油饱和度的值。

本发明反复多次进行建立地层含油、含水的流体模型，和模拟从井筒中取出岩心的过程，比如5次，分别计算得到5个地层含水饱和度、地层含油饱和度、地面含水饱和度、地面含油饱和度。将5个地层含水饱和度、5个地面含水饱和度的值进行拟合，得到地层含水饱和度与地面含水饱和度的关系式f(S_w)；将5个地层含油饱和度、地面含油饱和度的值进行拟合，得到地层含油饱和度与地面含油饱和度的关系式f(S_o)。

本发明将短岩心样品拼接成长岩心进行模拟实验，模拟了各种含水程度的储层，通过V_or/V_Lr、V_wr/V_Lr能够更真实的反应降温降压脱气过程中油水饱和度的损失情况，通过f(S_o)计算得到的地层油饱和度，及通过f(S_w)计算得到的地层水饱和度，计算出的地层水饱和度值、地层油饱和度值更为准确。

另外，本发明若采用短岩心进行模拟实验，则会使短岩心空隙中的有不均匀，不能准确模拟储层情况，得到的地面、地层油饱和度关系，以及地面、地层水饱和度关系不准确。因此，本发明选用长岩心在进行白油驱替模拟地层水、及在地层油驱替白油时，能够使油在长岩心的孔隙中均匀，更接近真实的储层情况。

本发明在将长岩心降至常温、常压时，可收集到产出油的质量M_o(油损失)、产出气的地面体积V_g(气损失)、产出水的质量M_w(水损失)，使用气体密度仪测得气体的密度为ρ_g，则气体的质量为M_g＝V_g×ρ_g，岩心内含油质量为M_or＝M_r-M_o-M_g；用液体密度仪测得产出油的密度为ρ_o、产出水的密度为ρ_w，岩心内剩余油的地面体积为V_or＝M_or/ρ_o，剩余水的地面体积为V_wc＝V_Ls-V_ws-M_w/ρ_w；因此，地面含油饱和度为S_os＝V_or/V_Ls，地面含水饱和度为S_ws＝V_wc/V_Ls。

本发明通过建立模拟地层条件及取心过程的物理实验，第一，可以准确计算出降温降压脱气过程中，油、水饱和度的损失量；第二，通过校正曲线能更准确地校正现场干馏法测得的储层的油水饱和度值。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (4)

1.一种储层油水饱和度校正方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)获取储层中的岩心样品，将直径相同的岩心样品拼接，组成N个设定长度的长岩心，N≥2，对每一长岩心进行覆压孔渗实验，得到相应长岩心的地面孔隙体积和地层孔隙体积；将每一长岩心加热到地层温度、加压到地层压力，用白油驱替每一长岩心饱和的模拟地层水，得到模拟地层水的体积；根据所述地层孔隙体积和模拟地层水的体积，计算每一长岩心的地层含水饱和度；用地层油驱替所述白油，得到地层含油体积，根据所述地层孔隙体积和地层含油体积，计算每一长岩心地层含油饱和度；

2)再将每一长岩心从所述地层温度、所述地层压力降至常温和常压，对长岩心中的每一块岩心采用干馏法进行实验，测出长岩心的地面含水饱和度、地面含油饱和度；所述常温为实验室室内温度，所述常压为大气压压力；

3)根据得到的N组地层含水饱和度数据、N组地面含水饱和度数据，建立地层含水饱和度与地面含水饱和度之间的关系；根据得到的N组地层含油饱和度数据、N组地面含油饱和度数据，建立地层含油饱和度与地面含油饱和度关系；

4)采用干馏法，测出岩心地面含油饱和度、地面含水饱和度，根据所述层含水饱和度与地面含水饱和度之间的关系，及所述地层含油饱和度与地面含油饱和度关系，得到实际的地层含水饱和度与地层含油饱和度的值。

2.根据权利要求1所述的储层油水饱和度校正方法，其特征在于，步骤1)中地层含水饱和度的计算式为：

S_wr＝(V_Lr-V_wr)/V_Lr

式中，S_wr为地层含水饱和度，V_Lr为所述地层孔隙体积，V_wr为用白油驱出模拟地层水的地面体积V_ws换算成的地层孔隙体积，V_Lr-V_wr为长岩心内的水体积，即地层孔隙体积与驱出模拟地层水后换算得到地层孔隙体积的差值。

3.根据权利要求1或2所述的储层油水饱和度校正方法，其特征在于，步骤1)中地层含油饱和度的计算式为：

S_or＝V_wr/V_Lr

式中，S_or为地层含油饱和度，V_wr为所述地层含油体积，该含油体积为用白油驱出模拟地层水的地面体积换算成的地层孔隙体积，V_Lr为所述地层孔隙体积。

4.根据权利要求1所述的储层油水饱和度校正方法，其特征在于，进行覆压孔渗实验时，通过覆压孔渗仪对岩心加压和降压，测量加压和降压过程中孔隙度的变化，校正长岩心的地面孔隙体积和地层孔隙体积。

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