一种确定地层束缚水饱和度的方法技术

本发明专利技术提供了一种确定地层束缚水饱和度的方法，该方法包括步骤：1)采集目标油藏岩心样本、地层水样本、地层油样本；2)对所采集的样本进行检测分析，获得物性分析数据、粒度分析数据、全岩X衍射分析数据、粘土矿物分析数据、地层可动水密度分析数据、地层油密度分析数据；3)根据在步骤2)中得到的全岩X衍射分析数据和粘土矿物分析数据及矿物骨架密度，用加权调和平均值确定岩石骨架密度，并进一步确定碎屑岩岩石体积密度、确定碎屑岩比表面积；同时确定碎屑岩地层束缚水膜厚度；再进一步确定碎屑岩地层束缚水饱和度。本发明专利技术为勘探初期或资料录取较少的碎屑岩油藏快速准确地确定地层束缚水饱和度提供了一种简便实用的评价方法。

【技术实现步骤摘要】
一种确定地层束缚水饱和度的方法
本专利技术是关于一种涉及油藏地质参数的采集处理分析方法，具体而言是一种确定地层束缚水饱和度的方法，基于岩心分析应用中碎屑岩油藏地质参数，评价碎屑岩地层束缚水饱和度，属于地质勘探开发中岩心分析、流体分析等

技术介绍
在油气勘探开发领域，对碎屑岩油藏评价总离不开地层束缚水饱和度。碎屑岩地层束缚水饱和度与碎屑颗粒和孔隙喉道大小密切相关。从束缚水的赋存状态分析，地层束缚水饱和度受控于碎屑岩比表面积。在地层总孔隙度不变的前提下，碎屑岩比表面积越大，赋存在颗粒表面的束缚水就越多，地层束缚水饱和度也越高。碎屑颗粒直径越小，碎屑岩比表面积就越大。当碎屑岩比表面积一定时，地层束缚水膜越厚，地层束缚水饱和度就越高；碎屑颗粒表面越不规则(凹凸不平)，束缚水膜就越厚。只要能准确求取碎屑岩比表面积、颗粒表面束缚水膜厚度、碎屑岩地层总孔隙度及碎屑岩体积密度等参数，就能准确计算碎屑岩地层束缚水饱和度。目前确定碎屑岩地层束缚水饱和度主要用以下两类方法：(1)岩心分析法(又称直接法)：包括压汞法、相渗法、密闭取心法；(2)测井解释法(又称间接法)：包括Archie公式法、地区经验公式法、C/O比法等。其中直接法确定的碎屑岩地层束缚水饱和度精度要高于间接法确定的地层束缚水饱和度。在实际应用中，还常常遇到含油区块或油藏中既没有压汞曲线、也没有相渗曲线、更没有岩心分析饱和度，只有碎屑岩物性分析数据、粒度分析数据、全岩X衍射分析数据及粘土矿物分析数据等资料，此时无法利用这些岩心分析资料确定碎屑岩地层束缚水饱和度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种新的确定地层束缚水饱和度的方法，解决上述现有技术的方法有时无法确定碎屑岩地层束缚水饱和度的问题，为没有压汞曲线、没有相渗曲线、没有饱和度分析样品的区块或油藏提供一种新的碎屑岩地层束缚水饱和度评价方法。为达上述目的，本专利技术提供了一种确定地层束缚水饱和度的方法，其包括以下步骤：1)采集目标油藏岩心样本、地层水样本(地层可动水样本)、地层油样本；2)对所采集的样本进行检测分析，获得物性分析数据、粒度分析数据、全岩X衍射分析数据、粘土矿物分析数据、地层可动水密度分析数据、地层油密度分析数据；3)根据在步骤2)中得到的全岩X衍射分析数据和粘土矿物分析数据及矿物骨架密度，用加权调和平均值确定岩石骨架密度；4)根据在步骤2)中得到的物性分析数据和地层可动水密度分析数据和步骤3)中得到的岩石骨架密度，确定碎屑岩岩石体积密度；5)根据在步骤2)中得到的粒度分析数据和步骤4)中得到的岩石体积密度，确定碎屑岩比表面积；6)根据在步骤2)中获得的地层可动水密度分析数据、地层油密度分析数据，结合实际油藏高度数据，确定碎屑岩地层束缚水膜厚度；7)根据在步骤2)和步骤5)及步骤6)中得到的碎屑岩物性分析数据、碎屑岩比表面积、碎屑岩地层束缚水膜厚度，确定碎屑岩地层束缚水饱和度。本专利技术的方法中，所述步骤2)与步骤6)顺序不分先后。本专利技术是根据碎屑岩含油区块或油藏在既没有压汞曲线、也没有相渗曲线、更没有岩心分析饱和度时，可直接采用物性分析、粒度分析、全岩X衍射分析及粘土矿物分析等数据计算碎屑岩地层束缚水饱和度，提出一种全新的地层束缚水饱和度计算方法，尤其适用于录取的岩心资料少、不具备用常规方法计算束缚水饱和度基础的油藏在勘探开发各阶段确定碎屑岩地层束缚水饱和度的分析方法。根据本专利技术的具体实施方案，本专利技术的方法中，步骤3)中所述矿物骨架密度详见表1。表1矿物密度根据本专利技术的具体实施方案，本专利技术的方法中，步骤3)中确定的岩石骨架密度符合以下公式：式中J—粘土矿物分析的粘土矿物种类，类；L—全岩X衍射分析的矿物种类(其中第L类为粘土类)，类；wcj—粘土矿物分析的第j(j＝1、2、3、···、J)类粘土矿物质量分数，f；wXL—全岩X衍射分析的粘土矿物质量分数，f；wXl—全岩X衍射分析的第l(l＝1、2、3、···、L)类矿物质量分数，f；—碎屑岩中粘土矿物骨架密度平均值，g/cm3；ρcj—粘土矿物分析的第j(j＝1、2、3、···、J)类粘土矿物骨架密度，g/cm3；—粘土矿物以外的碎屑岩矿物骨架密度平均值，g/cm3；ρma—碎屑岩骨架密度，g/cm3；ρXl—全岩X衍射分析的第l(l＝1、2、3、···、L)类矿物骨架密度，g/cm3。根据本专利技术的具体实施方案，本专利技术的方法中，步骤4)中确定的碎屑岩岩石体积密度符合以下公式：ρb＝ρma(1-φt)+ρwfφt(4)式中φt—碎屑岩地层总孔隙度，f；ρb—碎屑岩体积密度，g/cm3；ρwf—地层可动水密度，g/cm3。根据本专利技术的具体实施方案，本专利技术的方法中，步骤5)中确定的碎屑岩比表面积符合以下公式：式中A—单位体积碎屑岩碎屑颗粒总表面积，μm2；Ai—粒度分析的第i(i＝1、2、3、4、5、6、7)类碎屑颗粒表面积，μm2；di—粒度分析的第i类碎屑颗粒直径(d1＜10代表泥质、10≤d2＜50代表细粉砂岩、50≤d3＜100代表粗粉砂岩、100≤d4＜250代表细砂岩、250≤d5＜500代表中砂岩、500≤d6＜1000代表粗砂岩、1000≤d7＜10000代表细砾岩)，μm；dk—粒度分析的最粗碎屑颗粒直径，μm；Ni—粒度分析的第i(i＝1、2、3、4、5、6、7)类碎屑颗粒数量，个；Nk—粒度分析的最粗碎屑颗粒数量，个；SA—单位体积碎屑岩比表面积，μm2/μm3；Vma—单位体积碎屑岩骨架总体积(Vma＝1-φt)，μm3；Vwi—100％含水单位体积碎屑岩束缚水体积(Vwi＝1-Vma-Vwf)，μm3；Vwf—100％含水单位体积碎屑岩可动水体积(Vwi+Vwf＝φt)，μm3；wi—粒度分析第i(i＝1、2、3、4、5、6、7)类碎屑颗粒质量分数，f；wk—粒度分析的最粗碎屑颗粒质量分数，f；ρmai—粒度分析第i(i＝1、2、3、4、5、6、7)类碎屑颗粒骨架密度，g/cm3；ρmak—粒度分析的最粗碎屑颗粒骨架密度，g/cm3。根据本专利技术的具体实施方案，本专利技术的方法中，所述di—粒度分析的第i类碎屑颗粒直径(d1＜10代表泥质、10≤d2＜50代表细粉砂岩、50≤d3＜100代表粗粉砂岩、100≤d4＜250代表细砂岩、250≤d5＜500代表中砂岩、500≤d6＜1000代表粗砂岩、1000≤d7＜10000代表细砾岩)详见表2。表2碎屑颗粒粒度分级(伍登-温特沃斯)根据本专利技术的具体实施方案，本专利技术的方法中，步骤5)中，粒度分析碎屑颗粒质量分数与碎屑颗粒数量、碎屑颗粒直径及碎屑颗粒骨架密度符合以下公式：dk＝max(d1、d2、d3、d4、d5、d6、d7)，(dk≥di)(10)式中m—单位体积碎屑岩质量，g；mi—粒度分析的第i(i＝1、2、3、4、5、6、7)类碎屑颗粒质量，g；mk—粒度分析的最粗碎屑颗粒质量，g。根据本专利技术的具体实施方案，本专利技术的方法中，在实际应用中碎屑颗粒骨架密度分两部分：一部分为泥质(含粘土)骨架密度另一部分为砂级和砾级碎屑颗粒骨架密度对地层条件下的单位体积碎屑岩，岩石质量等于岩石体积密度：m＝ρbV＝ρb(11)将式(11)代入式(9)得：将式(5)、(6)、(7)与式(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种确定地层束缚水饱和度的方法，该方法包括步骤：1)采集目标油藏岩心样本、地层水样本、地层油样本；2)对所采集的样本进行检测分析，获得物性分析数据、粒度分析数据、全岩X衍射分析数据、粘土矿物分析数据、地层可动水密度分析数据、地层油密度分析数据；3)根据在步骤2)中得到的全岩X衍射分析数据和粘土矿物分析数据及矿物骨架密度，用加权调和平均值确定岩石骨架密度；4)根据在步骤2)中得到的物性分析数据和地层可动水密度分析数据和步骤3)中得到的岩石骨架密度，确定碎屑岩岩石体积密度；5)根据在步骤2)中得到的粒度分析数据和步骤4)中得到的岩石体积密度，确定碎屑岩比表面积；6)根据在步骤2)中获得的地层可动水密度分析数据、地层油密度分析数据，结合实际油藏高度数据，确定碎屑岩地层束缚水膜厚度；7)根据在步骤2)和步骤5)及步骤6)中得到的碎屑岩物性分析数据、碎屑岩比表面积、碎屑岩地层束缚水膜厚度，确定碎屑岩地层束缚水饱和度。

【技术特征摘要】
1.一种确定地层束缚水饱和度的方法，该方法包括步骤：1)采集目标油藏岩心样本、地层水样本、地层油样本；2)对所采集的样本进行检测分析，获得物性分析数据、粒度分析数据、全岩X衍射分析数据、粘土矿物分析数据、地层可动水密度分析数据、地层油密度分析数据；3)根据在步骤2)中得到的全岩X衍射分析数据和粘土矿物分析数据及矿物骨架密度，用加权调和平均值确定岩石骨架密度；4)根据在步骤2)中得到的物性分析数据和地层可动水密度分析数据和步骤3)中得到的岩石骨架密度，确定碎屑岩岩石体积密度；5)根据在步骤2)中得到的粒度分析数据和步骤4)中得到的岩石体积密度，确定碎屑岩比表面积；6)根据在步骤2)中获得的地层可动水密度分析数据、地层油密度分析数据，结合实际油藏高度数据，确定碎屑岩地层束缚水膜厚度；7)根据在步骤2)和步骤5)及步骤6)中得到的碎屑岩物性分析数据、碎屑岩比表面积、碎屑岩地层束缚水膜厚度，确定碎屑岩地层束缚水饱和度。2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤3)中确定的岩石骨架密度符合以下公式：式中J—粘土矿物分析的粘土矿物种类，类；L—全岩X衍射分析的矿物种类(其中第L类为粘土类)，类；wcj—粘土矿物分析的第j(j＝1、2、3、…、J)类粘土矿物质量分数，f；wXL—全岩X衍射分析的粘土矿物质量分数，f；wXl—全岩X衍射分析的第l(l＝1、2、3、…、L)类矿物质量分数，f；—碎屑岩中粘土矿物骨架密度平均值，g/cm3；ρcj—粘土矿物分析的第j(j＝1、2、3、…、J)类粘土矿物骨架密度，g/cm3；—粘土矿物以外的碎屑岩矿物骨架密度平均值，g/cm3；ρma—碎屑岩骨架密度，g/cm3；ρXl—全岩X衍射分析的第l(l＝1、2、3、…、L)类矿物骨架密度，g/cm3。3.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤4)中确定的碎屑岩岩石体积密度符合以下公式：ρb＝ρma(1-φt)+ρwfφt(4)式中φt—碎屑岩地层总孔隙度，f；ρb—碎屑岩体积密度，g/cm3；ρwf—地层可动水密度，g/cm3。4.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤5)中确定的碎屑岩比表面积符合以下公式：式中A—单位体积碎屑岩碎屑颗粒总表面积，μm2；Ai—粒度分析的第i(i＝1、2、3、4、5、6、7)类碎屑颗粒表面积，μm2；di—粒度分析的第i类碎屑颗粒直径(d1＜10代表泥质、10≤d2＜50代表细粉砂岩、50≤d3＜100代表粗粉砂岩、100≤d4＜250代表细砂岩、250≤d5＜500代表中砂...

【专利技术属性】
技术研发人员：康志勇，闫家宁，李明阁，霍燚，杨志强，张宇，周明旺，曾宪红，张宝龙，郭小超，李焕宝，李龙，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11