CN110987761B - 一种定量计算岩心孔隙连通性的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可以定量对不同孔径的孔隙之间的连通关系进行测量的计算岩心孔隙连通性的方法,包括以下步骤：S1：饱和水岩心的核磁共振实验；S2:对岩心进行多次离心，对每一次离心后的岩心均开展核磁共振实验；S3:计算离心力对应的孔隙半径；S4:定量计算孔隙连通性。本发明采用核磁共振与多次离心相结合的方法解决了孔隙连通性难以定量计算的难题。

Description

一种定量计算岩心孔隙连通性的方法

技术领域

本发明属于油气藏开发领域，具体涉及一种定量计算岩心孔隙连通性的方法。

背景技术

孔隙连通性是油气藏开发中的重要参数。它反映了油气藏的储集能力和渗透能力，影响了油气的流动性、油气井产能、油气藏采收率等，对生产制度的制定和开发方案的编制具有重要的指导意义。

分析孔隙连通性的常规实验方法有：CT扫描、扫描电镜、压汞法、核磁共振等，但CT扫描和扫描电镜只能对单个或者几个孔隙的通性的好坏进行微观、定性地分析，难以对进行宏观、定量的计算与评价。并且，如果视域相对较大，则难以获得微小孔隙的图像，如果想要获得微小孔隙的图像，则难以将微小视域的图像模型外推到整个储集层。压汞法、核磁共振法能够获取岩心的孔径分布，但难以对不同孔径的孔隙之间的连通关系进行测量。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种可以定量对不同孔径的孔隙之间的连通关系进行测量的计算岩心孔隙连通性的方法,包括以下步骤：

S1：饱和水岩心的核磁共振实验；

S2:对岩心进行多次离心，对每一次离心后的岩心均开展核磁共振实验；

S3:计算离心力对应的孔隙半径；

S4:定量计算孔隙连通性。

进一步的，所述饱和水岩心的核磁共振实验包括：

将岩心洗净烘干并抽真空后在饱和水状态下开展核磁共振实验，测试并绘制核磁T₂谱曲线，计算核磁T₂谱曲线与T₂时间轴围成的面积为S。

所述岩心多次离心后的核磁共振实验包括：

以离心力F₁对饱和水的岩心进行第一次离心，再对第一次离心后岩心开展核磁共振实验，测试核磁T₂谱，并计算出T₂曲线与T₂时间轴围成的面积为S₁；

以大于离心力F₁的离心力F₂进行第二次离心，离心结束后，对第二次离心后的岩心开展核磁共振实验，测试核磁T₂谱，并计算出T₂曲线与T₂时间轴围成的面积为S₂。

岩心多次离心后的核磁共振实验包括：

对岩心开展n次离心，第n次离心的离心力为F_n，并且，F_n＞F_n-1，对离心n次后的岩心开展核磁共振实验，测试核磁T₂谱，并计算出核磁T₂谱与T₂时间轴围成的面积为S_n。

进一步的，所述计算离心力对应的孔隙半径包括：

采用以下公式获取孔隙半径：

式中，F为离心力，σ为气水界面张力，θ为润湿角，r为孔隙半径。

所述定量计算孔隙连通性包括：

在核磁共振和n次离心实验和m次离心实验后，第m次离心对应的离心力为F_m，第m次离心对应的孔隙半径为r_m，第m次离心对应核磁T₂谱与T₂时间轴围成的面积为S_m，第n次离心对应的离心力为F_n，第n次离心对应的孔隙半径为r_n，第n次离心对应核磁T₂谱与T₂时间轴围成的面积为S_n，n大于m，采用以下公式获取r_n的连通关系：

比r_n大的孔隙与r_n相连通的占比为：

孔径在r_n～r_m之间的孔隙与r_n连通的占比为：

比r_n小的孔隙与r_n相连通的占比为：

本发明的有益效果是：本发明通过对饱和水的岩心进行离心，对流体在孔隙与孔隙间的流动来反映孔隙与孔隙之间的连通情况。每次离心后开展核磁共振实验，则能够对对应尺寸孔隙间的连通情况进行定量计算。采用核磁共振与多次离心相结合的方法解决了孔隙连通性难以定量计算的难题。

附图说明

图1本发明流程图。

图2岩心多次离心后测试的核磁T₂谱示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明提供一种可以定量对不同孔径的孔隙之间的连通关系进行测量的计算岩心孔隙连通性的方法,包括以下步骤：

S1：饱和水岩心的核磁共振实验；

S2:对岩心进行多次离心，对每一次离心后的岩心均开展核磁共振实验；

S3:计算离心力对应的孔隙半径；

S4:定量计算孔隙连通性。

下面对各步骤进行具体说明。

饱和水岩心的核磁共振实验步骤包括，将岩心洗净烘干、抽真空后饱和水。在饱和水状态下，开展核磁共振实验，测试并绘制核磁T₂谱曲线，并计算核磁T₂谱曲线与X轴(T₂时间轴)围成的面积为S。

岩心多次离心后的核磁共振实验包括，以一个较小的离心力F₁对饱和水的岩心进行离心(记为离心1)，再对离心1后的岩心开展核磁共振实验，测试核磁T₂谱，并计算出T₂曲线与T₂时间轴围成的面积为S₁；随后对离心1后的岩心以离心力F₂进行离心(记为离心2)，并且F₂＞F₁，离心结束后，对离心2后的岩心开展核磁共振实验，测试核磁T₂谱，并计算出T₂曲线与T₂时间轴围成的面积为S₂。根据需要，可对岩心开展n次离心，第n次离心(记为离心n)的离心力为F_n，并且，F_n＞F_n-1，对离心n次后的岩心开展核磁共振实验，测试核磁T₂谱，并计算出核磁T₂谱与T₂时间轴围成的面积为S_n。

计算离心力对应的孔隙半径步骤包括，在离心时，当离心力大于或等于某孔隙对应的毛管压力时，该孔隙内的流体才可能被离心出岩心。因此，离心力等于某孔径对应的毛管压力是该孔径内流体被离心出岩心的临界条件。根据毛管压力与孔径的关系式，可以推导离心力与孔隙半径的关系式：

式中，F为离心力，p_c为毛管压力，σ为气水界面张力，θ为润湿角，r为孔隙半径。

因此，离心力F对应的孔隙半径r可表示为：

采用式(2)计算F₁、F₂、……、F_n对应的孔径分别为：r₁、r₂、……、r_n。其中：F₁＜F₂＜……＜F_n，r₁＞r₂＞……＞r_n。

定量计算孔隙连通性步骤包括，计算每次离心后，核磁T₂谱曲线与X轴(T₂时间轴)围成的面积。以4次离心为例(如图1所示)，分别计算S、S₁、S₂、S₃、S₄。采用式(2)计算S、S₁、S₂、S₃、S₄对应的孔隙半径分别为r₁、r₂、r₃、r₄。

离心时，孔隙p(孔径为r_p)内的流体被离心出岩心需要同时满足以下两个条件：①离心力大于或等于孔隙p内的毛管压力；②孔隙p与孔径大于r_p的孔隙连通。根据这一原理，通过离心后流体滞留在岩心内的比例(通过S反映)，即可计算各孔隙间的连通性。

因此，r₁～r₄的孔隙连通性可通过下列方式计算：

(1)r₁的连通关系：

比r₁大的孔隙与r₁连通的占比为：

比r₁小的孔隙与r₁连通的占比为：

(2)r₂的连通关系：

比r₂大的孔隙与r₂连通的总占比为：

其中，孔径在r₂～r₁之间的孔隙与r₂连通的占比为：

比r₂小的孔隙与r₂连通的占比为：

(3)r₃的连通关系：

比r₃大的孔隙与r₃连通的占比为：

其中，孔径在r₃～r₂之间的孔隙与r₃连通的占比为：

比r₃小的孔隙与r₃连通的占比为：

(4)r₄的连通关系：

比r₄大的孔隙与r₄连通的占比为：

其中，孔径在r₄～r₃之间的孔隙与r₄连通的占比为：

比r₄小的孔隙与r₄连通的占比为：

因此，对一般规律进行总结。在核磁共振和多次离心实验后，离心m对应的离心力为F_m，对应的孔隙半径为r_m，其核磁T₂谱与T₂时间轴围成的面积为S_m。离心n(n＞m)，对应的离心力为F_n(F_n＞F_m)，对应的孔隙半径为r_n(r_n＜r_m)，其核磁T₂谱与T₂时间轴围成的面积为S_n(S_n＜S_m)。

则r_n的连通关系为：

比r_n大的孔隙与r_n相连通的占比为：

其中，孔径在r_n～r_m之间的孔隙与r_n连通的占比为：

比r_n小的孔隙与r_n相连通的占比为：

因此，孔隙连通性可由上述通式计算得出。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (3)

1.一种定量计算岩心孔隙连通性的方法,包括以下步骤：

S1：饱和水岩心的核磁共振实验；

S2:对岩心进行多次离心，对每一次离心后的岩心均开展核磁共振实验；包括：

以离心力F₁对饱和水的岩心进行第一次离心，再对第一次离心后岩心开展核磁共振实验，测试核磁T₂谱，并计算出T₂曲线与T₂时间轴围成的面积为S₁；

以大于离心力F₁的离心力F₂进行第二次离心，离心结束后，对第二次离心后的岩心开展核磁共振实验，测试核磁T₂谱，并计算出T₂曲线与T₂时间轴围成的面积为S₂；

对岩心开展n次离心，第n次离心的离心力为F_n，并且，F_n＞F_n-1，对离心n次后的岩心开展核磁共振实验，测试核磁T₂谱，并计算出核磁T₂谱与T₂时间轴围成的面积为S_n；

S3:计算离心力对应的孔隙半径；

S4:定量计算孔隙连通性，包括：

在核磁共振和n次离心实验和m次离心实验后，第m次离心对应的离心力为F_m，第m次离心对应的孔隙半径为r_m，第m次离心对应核磁T₂谱与T₂时间轴围成的面积为S_m，第n次离心对应的离心力为F_n，第n次离心对应的孔隙半径为r_n，第n次离心对应核磁T₂谱与T₂时间轴围成的面积为S_n，n大于m，采用以下公式获取r_n的连通关系：

比r_n大的孔隙与r_n相连通的占比为：

孔径在r_n～r_m之间的孔隙与r_n连通的占比为：

比r_n小的孔隙与r_n相连通的占比为：

2.如权利要求1所述的一种定量计算岩心孔隙连通性的方法,其特征在于，所述饱和水岩心的核磁共振实验包括：

将岩心洗净烘干并抽真空后在饱和水状态下开展核磁共振实验，测试并绘制核磁T₂谱曲线，计算核磁T₂谱曲线与T₂时间轴围成的面积为S。

3.如权利要求1所述的一种定量计算岩心孔隙连通性的方法,其特征在于，所述计算离心力对应的孔隙半径包括：

采用以下公式获取孔隙半径：

式中，F为离心力，σ为气水界面张力，θ为润湿角，r为孔隙半径。

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