CN114112841B - 一种致密砂岩储层束缚水饱和度的计算方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种致密砂岩储层束缚水饱和度的计算方法。本发明方法通过在储层中采集岩心试样和地层水试样进行分析实验，获得岩心试样结构参数和地层水流体参数，确定临界毛细管半径，利用岩心试样制备岩心铸体薄片，观察岩心试样内部结构后，基于多孔介质分形原理，将岩心试样内部简化为多根毛细管，并将毛细管内部划分为孔隙和喉道，建立毛细管优化模型，结合孔喉长度比和孔喉半径比，利用毛细管优化模型计算岩心试样中毛细管的总体积和束缚水体积，确定致密砂岩储层的束缚水饱和度。本发明充分考虑了岩石毛细管中孔隙和喉道对束缚水体积的影响，提高了致密砂岩储层束缚水饱和度的计算精度，有利于致密砂岩储层的准确评价。

Description

一种致密砂岩储层束缚水饱和度的计算方法
技术领域
本发明涉及油气田勘探开发领域，具体涉及一种致密砂岩储层束缚水饱和度的计算方法。
背景技术
随着石油工业的不断发展，低渗-致密油气已逐渐成为未来石油勘探开发的主要领域，致密油气藏的有效开发对石油工业发展具有极其深远的影响。由于致密砂岩储层中孔隙结构复杂、非均质性较强，测井响应特征不明显，使得采用常规测井解释方法精度降低，储层评价难度较大，并且，致密砂岩储层中泥质含量较高、束缚水含量较高，束缚水饱和度计算难度大，给储层的油水解释带来了一定的困难。因此，开展致密砂岩储层束缚水饱和度研究对于致密砂岩储层的储层预测和勘探开发意义重大。
现阶段常采用压汞法、核磁共振实验法等方法确定储层的束缚水饱和度。压汞法确定束缚水饱和度主要基于充足的岩心分析资料，对于致密砂岩储层的适用性较差，计算的束缚水饱和度准确度较低。同时，研究表明温差条件对于储层的孔隙结构以及赋存于孔隙结构中的流体均有一定的影响，特别是在高温高压条件下，即温差条件也会对束缚水饱和度的计算结果产生影响，但压汞法常在常温下进行，并未充分考虑储层中真实的温差条件。核磁共振实验法基于研究区样品的饱和T2谱及离心T2谱，通过对岩石样品的饱和T2谱展开累加，绘制岩石饱含水状况下的孔隙度累加曲线，再通过对岩石样品的离心T2谱展开累加，绘制岩石含有束缚水状况下的孔隙度曲线，从而确定束缚水体积，根据岩石样品的T2截止值，利用岩石样品饱和T2谱中小于T2截止值部分的面积与整个T2谱面积之间的比值确定束缚水饱和度。但是，相关学者研究发现岩石样品离心T2谱的幅度与相位之间可能存在偏移，导致束缚水饱和度计算结果误差较大。
由于现有的储层束缚水饱和度计算方法难以适用于致密砂岩储层中，无法满足致密砂岩储层束缚水饱和度的精度要求，而分形理论常用于研究自然界中复杂无序现象的规律。因此，亟需基于分形理论对致密砂岩储层中的毛细管和孔喉结构等束缚水影响因素进行研究，基于分形理论提高致密砂岩储层中束缚水饱和度的计算精度。
发明内容
本发明旨在解决上述问题，提出了一种致密砂岩储层束缚水饱和度的计算方法，通过对现有的毛细管模型进行优化，将毛细管内部结构划分为孔隙和喉道，充分考虑毛细管中孔隙和喉道的分布情况对束缚水体积的影响，准确确定岩心试样中的束缚水体积和毛细管总体积，提高了致密砂岩储层束缚水饱和度的计算精度，有利于致密砂岩储层的准确评价。
本发明采用以下的技术方案：
一种致密砂岩储层束缚水饱和度的计算方法，具体包括以下步骤：
步骤1，在致密砂岩储层内采集岩心试样和地层水试样；
步骤2，在实验室内对岩心试样和地层水试样进行分析实验，具体包括以下步骤：
步骤2.1，对岩心试样进行压汞测试，确定岩心试样的毛细管半径r、最小毛细管半径rmin、最大毛细管半径rmax和平均毛细管半径rave；
步骤2.2，对岩心试样进行岩心孔隙度测试，确定岩心试样的孔隙度φ；
步骤2.3，对地层水试样进行地层水分析测试，得到地层水试样的粘度μw、界面张力α、润湿角θ和驱替压力Δp，计算岩心试样的临界毛细管半径rc；
步骤3，利用岩心试样制备岩心铸体薄片，观察岩心铸体薄片，获取岩心试样的内部结构，基于多孔介质分形原理，将岩心试样的内部结构简化为多根平行分布的毛细管，并根据毛细管不同位置处的内径，将毛细管内部结构划分为孔隙和喉道，考虑各毛细管中孔隙和喉道的影响，建立毛细管优化模型；
基于多孔介质分形原理，确定毛细管优化模型中毛细管的总数N，如式(1)所示：
Figure BDA0003363098630000021
其中，Dp为孔喉分形维数，如式(2)所示：
Figure BDA0003363098630000022
式中，rmax为最大毛细管半径，单位为μm；rmin为最小毛细管半径，单位为μm；φ为孔隙度，单位为％；d为欧式维数，取值为2；
步骤4，根据毛细管优化模型中各毛细管内部孔隙和喉道的分布情况，观察岩心铸体薄片，测量各毛细管中孔隙的长度和半径、喉道的长度和半径，确定各根毛细管中的孔喉长度比K和孔喉半径比m；
步骤5，基于多孔介质分形原理，确定毛细管优化模型中毛细管的总体积，具体包括以下步骤：
步骤5.1，测量岩心试样的长度L0，结合岩心试样的平均毛细管半径rave和孔隙度φ，基于多孔介质分形原理，确定迂曲度分形维数Dτ和岩心试样的平均迂回度τ′；
岩心试样的平均迂回度τ′计算公式为：
Figure BDA0003363098630000031
迂曲度分形维数Dτ计算公式为：
Figure BDA0003363098630000032
式中，L0为岩心试样的长度，单位为μm；rave为平均毛细管半径，单位为μm；
步骤5.2，根据迂曲度分形维数Dτ和岩心试样的平均迂回度τ′，计算岩心试样中各根毛细管的实际长度L(r)，如式(5)所示：
Figure BDA0003363098630000033
式中，L(r)为毛细管的实际长度，单位为μm；r为毛细管半径，单位为μm；
步骤5.3，针对毛细管优化模型中的各根毛细管，根据毛细管的实际长度，结合毛细管中的孔喉长度比K和孔喉半径比m，确定各根毛细管的体积V，如式(6)所示：
Figure BDA0003363098630000034
式中，V为毛细管的体积，单位为μm3；K为孔喉长度比；m为孔喉半径比；
步骤5.4，根据毛细管优化模型中各根毛细管的体积，结合岩心试样的毛细管半径分布频率，通过对毛细管优化模型中各根毛细管的体积进行累加，得到岩心试样中毛细管的总体积，如式(7)所示：
Figure BDA0003363098630000035
其中，毛细管半径分布频率f(r)如式(8)所示：
Figure BDA0003363098630000041
式中，Vp为岩心试样中毛细管的总体积，单位为μm3；
步骤6，由于致密砂岩储层内的束缚水为毛管束缚水和薄膜束缚水，根据岩心试样的临界毛细管半径rc和束缚水膜厚度δ，计算岩心试样中的束缚水体积Vwi，如式(9)所示：
Figure BDA0003363098630000042
其中，
δ＝r×0.25763×e-0.261r×Δp-0.419×μw (10)
式中，Vwi为岩心试样中的束缚水体积，单位为μm3；δ为束缚水膜厚度，单位为μm；N为毛细管优化模型中毛细管的总数N；
步骤7，根据岩心试样的束缚水体积Vwi和毛细管总体积Vp，利用岩心试样的束缚水体积Vwi与毛细管总体积Vp之间的比值，计算岩心试样的束缚水饱和度，根据岩心试样的束缚水饱和度，确定致密砂岩储层的束缚水饱和度。
优选地，所述步骤2.3中，岩心试样的临界毛细管半径rc计算公式为：
Figure BDA0003363098630000043
式中，rc为临界毛细管半径，单位为μm；Δp为岩心试样的驱替压力，单位为MPa；α为界面张力，单位为N/m；θ为润湿角，单位为°。
优选地，所述步骤4中，孔喉长度比K为毛细管中孔隙长度与喉道长度之间的比值，孔喉半径比m为毛细管中孔隙半径与喉道半径的比值。
优选地，所述步骤6中，岩心试样的束缚水饱和度计算公式为：
Figure BDA0003363098630000044
式中，Swi为岩心试样的束缚水饱和度，单位为％；Vwi为岩心试样中的束缚水体积，单位为μm3；Vp为岩心试样中毛细管的总体积，单位为μm3；δ为束缚水膜厚度，单位为μm；r为岩心试样的毛细管半径，单位为μm；f(r)为毛细管半径分布频率；rc为临界毛细管半径，单位为μm；rmax为最大毛细管半径，单位为μm；rmin为最小毛细管半径，单位为μm；L(r)为毛细管的实际长度，单位为μm；K为孔喉长度比；m为孔喉半径比。
本发明具有如下有益效果：
现有毛细管模型中岩石内部结构被简化为平行毛细管，毛细管模型过于简单，与致密砂岩储层中岩石的真实情况不符，无法真实反映致密砂岩储层中岩石的内部结构，本发明方法通过对现有的毛细管模型进行优化，充分考虑了毛细管内部结构对束缚水的影响，将毛细管内部结构划分为孔隙和喉道，建立毛细管优化模型。
同时，现有毛细管模型中并未考虑毛细管中孔隙和喉道的连接关系，为了弥补现有技术的不足，本发明方法利用致密砂岩储层岩心试样中各根毛细管的孔喉长度比和孔喉半径比，将致密砂岩储层中毛细管内部孔隙和喉道的连接方式引入毛细管优化模型中，充分考虑了致密砂岩储层毛细管中孔隙和喉道之间既存在串联连接又存在并联连接的连接方式，更加符合致密砂岩储层岩石内部结构的实际情况，提高了致密砂岩储层岩石中毛细管总体积和束缚水体积的计算精度，有利于准确评价致密砂岩储层的束缚水饱和度。
附图说明
图1为实施例岩心试样内部结构的示意图；图中，1为孔隙，2为喉道。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式做进一步说明：
一种致密砂岩储层束缚水饱和度的计算方法，具体包括以下步骤：
步骤1，在致密砂岩储层内采集多个岩心试样和地层水试样，岩心试样用于进行岩心分析实验，地层水试样用于进行地层水分析实验，获取致密砂岩储层内地层水的流体性质。
步骤2，在实验室内对岩心试样和地层水试样进行分析实验，具体包括以下步骤：
步骤2.1，对岩心试样进行压汞测试，确定岩心试样的毛细管半径r、最小毛细管半径rmin、最大毛细管半径rmax和平均毛细管半径rave。
步骤2.2，对岩心试样进行岩心孔隙度测试，确定岩心试样的孔隙度φ，即确定致密砂岩储层中该取样深度处的地层孔隙度。
步骤2.3，对地层水试样进行地层水分析测试，得到地层水试样的粘度μw、界面张力α、润湿角θ和驱替压力Δp，即确定致密砂岩储层中地层水的粘度、界面张力、湿润角和驱替压力，并根据地层水的粘度、界面张力、湿润角和驱替压力，计算岩心试样的临界毛细管半径rc，计算公式为：
Figure BDA0003363098630000061
式中，rc为临界毛细管半径，单位为μm；Δp为岩心试样的驱替压力，单位为MPa；α为界面张力，单位为N/m；θ为润湿角，单位为°。
步骤3，利用岩心试样制备岩心铸体薄片，观察岩心铸体薄片，得到岩心试样的内部结构，基于多孔介质分形原理，将岩心试样的内部结构简化为多根平行分布的毛细管，并根据毛细管不同位置处的内径，将毛细管内部直径较粗部分划分为孔隙，将毛细管内部直径较细部分划分为吼道，综合考虑各毛细管中孔隙和喉道的影响，建立毛细管优化模型，毛细管优化模型中孔隙和喉道相互连通，不同于现有毛细管模型仅设置有平行排列的毛细管，并未对毛细管内部结构进行细分，毛细管优化模型中不仅对毛细管内部结构进行了细分，还综合考虑毛细管内孔隙和喉道的连接方式，既考虑到了毛细管内孔隙和喉道的串联连接，也考虑到了毛细管内孔隙和喉道的并联连接，更加符合致密砂岩储层岩石中毛细管的内部结构。
基于多孔介质分形原理，确定毛细管优化模型中毛细管的总数N，如式(1)所示：
Figure BDA0003363098630000062
其中，Dp为孔喉分形维数，如式(2)所示：
Figure BDA0003363098630000063
式中，rmax为最大毛细管半径，单位为μm；rmin为最小毛细管半径，单位为μm；φ为孔隙度，单位为％；d为欧式维数，取值为2。
步骤4，根据毛细管优化模型中各毛细管内部孔隙和喉道的分布情况，观察岩心铸体薄片，测量各毛细管中孔隙的长度和半径、喉道的长度和半径，计算各毛细管中孔隙长度与喉道长度之间的比值确定孔喉长度比K，再计算各毛细管中孔隙半径与喉道半径之间的比值确定孔喉半径比m，利用孔喉长度比K和孔喉半径比m充分体现了毛细管内孔隙和喉道的连接关系，使得毛细管优化模型更加符合致密砂岩储层岩石的实际情况。
步骤5，基于多孔介质分形原理，确定毛细管优化模型中毛细管的总体积，具体包括以下步骤：
步骤5.1，测量岩心试样的长度L0，结合岩心试样的平均毛细管半径rave和孔隙度φ，基于多孔介质分形原理，确定迂曲度分形维数Dτ和岩心试样的平均迂回度τ′。
其中，岩心试样的平均迂回度τ′计算公式为：
Figure BDA0003363098630000071
迂曲度分形维数Dτ计算公式为：
Figure BDA0003363098630000072
式中，L0为岩心试样的长度，单位为μm；rave为平均毛细管半径，单位为μm。
步骤5.2，根据迂曲度分形维数Dτ和岩心试样的平均迂回度τ′，计算岩心试样中各根毛细管的实际长度L(r)，如式(5)所示：
Figure BDA0003363098630000073
式中，L(r)为毛细管的实际长度，单位为μm；r为毛细管半径，单位为μm。
步骤5.3，针对毛细管优化模型中的各根毛细管，根据毛细管的实际长度，结合毛细管中的孔喉长度比K和孔喉半径比m，确定各根毛细管的体积V，如式(6)所示：
Figure BDA0003363098630000074
式中，V为毛细管的体积，单位为μm3；K为孔喉长度比；m为孔喉半径比。
步骤5.4，根据毛细管优化模型中各根毛细管的体积，结合岩心试样的毛细管半径分布频率，通过对毛细管优化模型中各根毛细管的体积进行累加，得到岩心试样中毛细管的总体积，如式(7)所示：
Figure BDA0003363098630000081
其中，毛细管半径分布频率f(r)如式(8)所示：
Figure BDA0003363098630000082
式中，Vp为岩心试样中毛细管的总体积，单位为μm3。
步骤6，由于致密砂岩储层内的束缚水分为毛管束缚水和薄膜束缚水，当毛细管半径小于临界毛细管半径时，束缚水状态为毛管束缚水状态，当毛细管半径不小于临界毛细管半径时，束缚水状态为薄膜束缚水。
根据岩心试样的临界毛细管半径rc和束缚水膜厚度δ，计算岩心试样中的束缚水体积Vwi，如式(9)所示：
Figure BDA0003363098630000083
其中，
δ＝r×0.25763×e-0.261r×Δp-0.419×μw (10)
式中，Vwi为岩心试样中的束缚水体积，单位为μm3；δ为束缚水膜厚度，单位为μm；N为毛细管优化模型中毛细管的总数N。
步骤7，根据岩心试样的束缚水体积Vwi和毛细管总体积Vp，利用岩心试样的束缚水体积Vwi与毛细管总体积Vp之间的比值，计算岩心试样的束缚水饱和度，根据岩心试样的束缚水饱和度，确定致密砂岩储层的束缚水饱和度，岩心试样的束缚水饱和度计算公式为：
Figure BDA0003363098630000084
式中，Swi为岩心试样的束缚水饱和度，单位为％；Vwi为岩心试样中的束缚水体积，单位为μm3；Vp为岩心试样中毛细管的总体积，单位为μm3；δ为束缚水膜厚度，单位为μm；r为岩心试样的毛细管半径，单位为μm；f(r)为毛细管半径分布频率；rc为临界毛细管半径，单位为μm；rmax为最大毛细管半径，单位为μm；rmin为最小毛细管半径，单位为μm；L(r)为毛细管的实际长度，单位为μm；K为孔喉长度比；m为孔喉半径比。
实施例
以某致密砂岩储层为例，在致密砂岩储层中选取多块岩心试样，利用本发明提出的一种致密砂岩储层束缚水饱和度的计算方法确定岩心试样的束缚水饱和度，并与常规计算束缚水饱和度所采用的基于核磁测井数据的束缚水饱和度计算模型的计算结果进行对比。
基于核磁测井数据的束缚水饱和度计算模型主要利用T2谱面积比值确定束缚水饱和度，通过对岩心试样进行核磁共振实验获得岩心试样的饱和T2谱和离心T2谱，对岩心试样的饱和T2谱展开累加，得到岩石饱含水情况下的孔隙度累加曲线，再对离心T2谱展开累加，得到含有束缚水时岩心试样的累积孔隙度曲线，从而确定岩心试样中束缚水的体积，并计算岩心试样的T2截止值，计算岩心试样饱和T2谱中小于T2谱截止值部分的面积MBVI(即束缚水总体积)与整个T2谱面积MPHI(即总孔隙体积)的比值，得到岩心试样的束缚水饱和度Swi，如式(13)所示：
Figure BDA0003363098630000091
式中，MBVI为束缚水总体积，单位为％；MPHI为总孔隙体积，单位为％；T2cutoff为T2截止值，单位为ms；T2min为横向弛豫最短时间，单位为ms；T2max为横向弛豫最长时间，单位为ms。
分别采用基于核磁测井数据的束缚水饱和度计算模型和本发明方法计算各岩心试样的束缚水饱和度，并将本发明方法计算得到的束缚水饱和度与基于核磁测井数据的束缚水饱和度计算模型计算得到的束缚水饱和度进行对比分析，对比分析结果如表1所示，表1中绝对误差为本发明方法计算结果与实际测量数据之间差值的绝对值，绝对误差2为核磁数据计算结果与实际测量数据之间差值的绝对值。
表1束缚水饱和度计算结果检验
Figure BDA0003363098630000101
由表1可得，采用本发明方法计算的束缚水饱和度更接近于致密砂岩储层的实际束缚水饱和度，本发明方法建立的毛细管优化模型更能反映致密砂岩储层岩石内部的真实情况，计算的束缚水饱和度与实测结果的吻合度更好，更有利于准确评价致密砂岩储层的束缚水饱和度。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种致密砂岩储层束缚水饱和度的计算方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
步骤1，在致密砂岩储层内采集岩心试样和地层水试样；
步骤2，在实验室内对岩心试样和地层水试样进行分析实验，具体包括以下步骤：
步骤2.1，对岩心试样进行压汞测试，确定岩心试样的毛细管半径r、最小毛细管半径rmin、最大毛细管半径rmax和平均毛细管半径rave；
步骤2.2，对岩心试样进行岩心孔隙度测试，确定岩心试样的孔隙度Φ；
步骤2.3，对地层水试样进行地层水分析测试，得到地层水试样的粘度μw、界面张力α、润湿角θ和驱替压力Δp，计算岩心试样的临界毛细管半径rc；
步骤3，利用岩心试样制备岩心铸体薄片，观察岩心铸体薄片，获取岩心试样的内部结构，基于多孔介质分形原理，将岩心试样的内部结构简化为多根平行分布的毛细管，并根据毛细管不同位置处的内径，将毛细管内部结构划分为孔隙和喉道，考虑各毛细管中孔隙和喉道的影响，建立毛细管优化模型；
基于多孔介质分形原理，确定毛细管优化模型中毛细管的总数N，如式(1)所示：
Figure QLYQS_1
其中，Dp为孔喉分形维数，如式(2)所示：
Figure QLYQS_2
式中，rmax为最大毛细管半径，单位为μm；rmin为最小毛细管半径，单位为μm；Φ为孔隙度，单位为％；d为欧式维数，取值为2；
步骤4，根据毛细管优化模型中各毛细管内部孔隙和喉道的分布情况，观察岩心铸体薄片，测量各毛细管中孔隙的长度和半径、喉道的长度和半径，确定各根毛细管中的孔喉长度比K和孔喉半径比m；
步骤5，基于多孔介质分形原理，确定毛细管优化模型中毛细管的总体积，具体包括以下步骤：
步骤5.1，测量岩心试样的长度L0，结合岩心试样的平均毛细管半径rave和孔隙度Φ，基于多孔介质分形原理，确定迂曲度分形维数Dτ和岩心试样的平均迂回度τ′；
岩心试样的平均迂回度τ′计算公式为：
Figure QLYQS_3
迂曲度分形维数Dτ计算公式为：
Figure QLYQS_4
式中，L0为岩心试样的长度，单位为μm；rave为平均毛细管半径，单位为μm；
步骤5.2，根据迂曲度分形维数Dτ和岩心试样的平均迂回度τ′，计算岩心试样中各根毛细管的实际长度L(r)，如式(5)所示：
Figure QLYQS_5
式中，L(r)为毛细管的实际长度，单位为μm；r为毛细管半径，单位为μm；
步骤5.3，针对毛细管优化模型中的各根毛细管，根据毛细管的实际长度，结合毛细管中的孔喉长度比K和孔喉半径比m，确定各根毛细管的体积V，如式(6)所示：
Figure QLYQS_6
式中，V为毛细管的体积，单位为μm3；K为孔喉长度比；m为孔喉半径比；
步骤5.4，根据毛细管优化模型中各根毛细管的体积，结合岩心试样的毛细管半径分布频率，通过对毛细管优化模型中各根毛细管的体积进行累加，得到岩心试样中毛细管的总体积，如式(7)所示：
Figure QLYQS_7
其中，毛细管半径分布频率f(r)如式(8)所示：
Figure QLYQS_8
式中，Vp为岩心试样中毛细管的总体积，单位为μm3；
步骤6，由于致密砂岩储层内的束缚水为毛管束缚水和薄膜束缚水，根据岩心试样的临界毛细管半径rc和束缚水膜厚度δ，计算岩心试样中的束缚水体积Vwi，如式(9)所示：
Figure QLYQS_9
其中，
δ＝r×0.25763×e-0.261r×Δp-0.419×μw (10)
式中，Vwi为岩心试样中的束缚水体积，单位为μm3；δ为束缚水膜厚度，单位为μm；N为毛细管优化模型中毛细管的总数N；
步骤7，根据岩心试样的束缚水体积Vwi和毛细管总体积Vp，利用岩心试样的束缚水体积Vwi与毛细管总体积Vp之间的比值，计算岩心试样的束缚水饱和度，根据岩心试样的束缚水饱和度，确定致密砂岩储层的束缚水饱和度。
2.根据权利要求1所述的一种致密砂岩储层束缚水饱和度的计算方法，其特征在于，所述步骤2.3中，岩心试样的临界毛细管半径rc计算公式为：
Figure QLYQS_10
式中，rc为临界毛细管半径，单位为μm；Δp为岩心试样的驱替压力，单位为MPa；α为界面张力，单位为N/m；θ为润湿角，单位为°。
3.根据权利要求1所述的一种致密砂岩储层束缚水饱和度的计算方法，其特征在于，所述步骤4中，孔喉长度比K为毛细管中孔隙长度与喉道长度之间的比值，孔喉半径比m为毛细管中孔隙半径与喉道半径的比值。
4.根据权利要求1所述的一种致密砂岩储层束缚水饱和度的计算方法，其特征在于，所述步骤7中，岩心试样的束缚水饱和度计算公式为：
Figure QLYQS_11
式中，Swi为岩心试样的束缚水饱和度，单位为％；Vwi为岩心试样中的束缚水体积，单位为μm3；Vp为岩心试样中毛细管的总体积，单位为μm3；δ为束缚水膜厚度，单位为μm；
r为岩心试样的毛细管半径，单位为μm；f(r)为毛细管半径分布频率；rc为临界毛细管半径，单位为μm；rmax为最大毛细管半径，单位为μm；rmin为最小毛细管半径，单位为μm；L(r)为毛细管的实际长度，单位为μm；K为孔喉长度比；m为孔喉半径比。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114609013A (zh) * 2022-03-17 2022-06-10 重庆大学 一种确定致密砂岩储层酸化处理时长的方法
CN117725445B (zh) * 2024-02-07 2024-05-17 中国石油大学(华东) 基于电导率的砂岩储层超临界二氧化碳饱和度计算方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5663499A (en) * 1995-10-20 1997-09-02 Semmelbeck; Mark E. Method for estimating permeability from multi-array induction logs
US7263443B2 (en) * 2004-10-14 2007-08-28 Schlumberger Technology Corporation Computing water saturation in laminated sand-shale when the shale are anisotropic
US10495774B2 (en) * 2014-01-13 2019-12-03 Schlumberger Technology Corporation Method for estimating irreducible water saturation from mercury injection capillary pressure
CN104819923B (zh) * 2015-05-17 2017-10-10 西南石油大学 基于核磁共振的低渗透砂岩储层孔隙结构定量反演方法
CN104990854B (zh) * 2015-07-06 2017-07-07 中国石油天然气股份有限公司 确定束缚水饱和度的方法及装置
CN105891250B (zh) * 2016-03-30 2017-12-19 中国石油天然气股份有限公司 致密砂岩储层原始含水饱和度的确定方法
CN106093350B (zh) * 2016-08-10 2018-05-04 中国石油天然气股份有限公司 确定非均质碳酸盐岩储层饱和度指数的方法
CN106525688B (zh) * 2016-11-21 2020-02-07 中国石油大学(华东) 一种饱和页岩孔隙流体分离及饱和度计算的实验方法
US10633574B2 (en) * 2017-08-02 2020-04-28 Saudi Arabian Oil Company Compositions and methods to recover irreducible water for enhanced formation evaluation
CN110927035A (zh) * 2018-09-20 2020-03-27 中国石油化工股份有限公司 一种低渗致密砂岩束缚水饱和度计算方法
CN111693425B (zh) * 2019-03-14 2021-05-11 中国石油大学(北京) 一种基于压汞曲线的岩心薄膜束缚水饱和度的测定方法
CN112377179A (zh) * 2020-11-26 2021-02-19 中国石油天然气股份有限公司 一种基于分形理论的致密砂岩储层束缚水饱和度预测方法

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