一种计算致密储层束缚水液膜厚度的新方法技术

本发明专利技术涉及一种致密储层束缚水液膜厚度的计算方法，是一种评价致密储层束缚水液膜厚度的准确有效手段。计算步骤依次包括：(1)岩心准备，切割为A、B两段，A段用于饱和水离心核磁共振实验，B段用于高压压汞实验；(2)计算离心后束缚水饱和度Swir；(3)离心过程T2谱检测，确定薄膜束缚水分布；(4)计算不同孔喉半径ri对应孔喉内表面积Ai；(5)计算不同孔喉半径ri对应薄膜束缚水液膜厚度Hwi。本发明专利技术结合离心过程核磁共振T2谱和高压压汞毛管压力曲线，准确计算得到致密储层不同半径孔隙内束缚水液膜平均厚度Hwi，为致密储层开发有效渗流通道评价奠定基础。

A New Method for Calculating the Thickness of Irreducible Water Film in Tight Reservoirs

The invention relates to a method for calculating the liquid film thickness of bound water in tight reservoir, and is an accurate and effective means for evaluating the liquid film thickness of bound water in tight reservoir. The calculation steps include: (1) core preparation, cutting into A and B sections, A section for saturated water centrifugal NMR experiments, B section for high pressure mercury injection experiments; (2) calculation of saturation Swir of bound water after centrifugation; (3) detection of T2 spectrum in centrifugal process to determine the distribution of bound water; (4) calculation of the inner surface area of pore throat corresponding to different pore throat radius Ai; (5) calculation of the corresponding film bound with different pore throat radius ri. Thickness of immobilized liquid film Hwi. The method combines the centrifugal process nuclear magnetic resonance T2 spectrum and the high pressure mercury capillary pressure curve, accurately calculates the average thickness of bound water liquid film in different radius pore of tight reservoir, and lays a foundation for the evaluation of effective seepage channel in tight reservoir development.

【技术实现步骤摘要】
一种计算致密储层束缚水液膜厚度的新方法
本专利技术涉及一种储层束缚水液膜厚度的计算方法，尤其针对致密储层束缚水液膜厚度计算。主要结合岩石饱和水状态离心核磁共振实验，以及岩心高压压汞实验数据，可对致密油气藏孔喉空间束缚水液膜厚度进行准确定量计算，是一种准确有效的储层开发评价方法。
技术介绍
随着常规能源日益枯竭，以致密油气为代表的非常规资源勘探开发日益受到重视。致密储层束缚流体是影响储层含油性评价、产能预测、储量计算及孔喉流体流动下限的关键参数，是指导致密储层合理高效开发的重要参考。致密储层复杂的微观孔喉结构使得对于孔喉空间束缚流体分布的评价十分困难，目前采用较为广泛的为基于低场核磁共振技术的室内评价技术，该方法基于对致密油气藏岩心样品进行分析来指示不同孔喉对应流体分布，适用于致密油气藏勘探开发各阶段流体分布评价。分析目前实验室内确定致密油储层束缚水饱和度的方法主要有半渗透隔板法，压汞法以及离心-核磁共振T2谱分析法等。其中，半渗透隔板法确定束缚水饱和度主要取决于隔板的半渗透性，即束缚水状态隔板的阈压值必需超过致密油储层孔喉下限所对应的最大毛细管压力值，而对于以微纳米孔喉为主的致密储层，对半渗透隔板存在较高要求。压汞法采用进汞得到模拟储层束缚水饱和度，该技术其能较好的反映致密油储层孔隙结构分布，但采用进汞法获取的残余润湿相流体饱和度一定程度上取决于最大进汞压力。相比较而言，核磁共振技术以其高效，无损的优势被引入致密油储层束缚流体饱和度分析，但直接通过饱和水核磁共振T2谱并不能准确表征束缚流体分布特征，因此，高速离心技术被引入与核磁共振技术相结合，通过离心后检测得到的核磁共振T2谱指示孔喉空间束缚流体分布，并结合离心前后T2谱变化确定孔喉空间薄膜束缚水，从而定量计算孔喉空间薄膜束缚水厚度，为致密油藏勘探开发有效渗流通道评价提供依据。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种致密储层束缚水液膜厚度的计算方法，由此得到的计算结果，认识和结论，丰富了致密油气藏储层评价方法和技术，准确定量了致密油气藏不同半径孔喉空间束缚流体分布液膜厚度，弥补了对致密油气藏渗流通道认识的不足。为达到以上技术目的，本专利技术提供以下技术方案。致密储层束缚水液膜厚度计算公式如下：据文献(RootareHM,PrenzlowCF.Surfaceareasfrommercuryporosimetermeasurements.JournalofPhysicalChemistry,1967,71(8):2733-2736)(SchmittM,FernandesCP,NetoJABDC,etal.CharacterizationofporesystemsinsealrocksusingNitrogenGasAdsorptioncombinedwithMercuryInjectionCapillaryPressuretechniques.Marine&PetroleumGeology,2013,39(1),138-149.)得到一种基于压汞数据计算孔喉内表面积的方法，其核心思想为汞进入单位孔喉体积做的功与该体积对应孔喉内表面积成正比。可由下式进行表示：dW＝pinjdVinj(1)式中，pinj—注汞压力，单位为兆帕(MPa)；Vinj—当前压力pinj下对应进汞体积，单位为立方米(m3)；W—注入汞所需做的功，单位为焦耳(J)。当进汞过程界面张力σ(＝0.485N/m)和接触角θ(140°)不变时，孔喉内表面积A可用下式计算：式中，A—孔喉内表面积，单位为平方米(m2)；θ—两相流体液面接触角，单位为度(°)；σ—界面张力，单位为牛顿每米(N/m)。则不同孔喉半径对应有效孔隙内表面积Ai可表示为：式中，Ai—孔喉半径ri对应的孔喉内表面积，单位为兆帕(MPa)；pi—第i次外加进汞压力，单位为兆帕(MPa)；pi-1—第i-1次外加进汞压力，单位为兆帕(MPa)；Vi—当前压力pi下对应进汞体积，单位为立方米(m3)；Vi-1—当前压力pi-1下对应进汞体积，单位为立方米(m3)。则确定不同半径孔喉空间束缚水体积Vwif，结合孔喉对应内表面积Ai，对应束缚水液膜厚度可由下式进行计算，式中，Hwi—任意半径ri孔喉液膜平均厚度，单位为米(m)；Vwif—任意半径ri孔喉内薄膜束缚水体积，单位为立方米(m3)。从公式(3)和(4)可以看出，要确定孔喉空间对应束缚水液膜厚度，则先必须求取不同孔喉空间束缚水体积Vwif以及孔喉空间内表面积Ai。一种致密储层束缚水膜厚度的计算方法，依次包括以下步骤：(1)实验岩心准备；(2)离心核磁共振实验计算束缚水饱和度Swir；(3)离心前后T2谱变化，确定孔喉流体流动半径下限和薄膜束缚水分布；(4)计算不同孔喉半径ri对应孔喉内表面积Ai；(5)计算不同孔喉半径ri对应薄膜束缚水液膜厚度Hwi。以下对各步骤进行具体说明：(1)实验岩心准备按照中华人民共和国国家标准GB/T29172-2012《岩心分析方法》，对岩样进行选取、制备、清洗。岩样切割为两段(A、B)：A段用于离心核磁共振实验，B段用于高压压汞实验。测量A段样品干重m0、长度L、直径D、孔隙度φ、渗透率k(稳态法测量，围压为3MPa，通过改变入口端气体压力，测量5～6个不同压差条件的氮气渗透率，并进行滑脱校正)。(2)离心核磁共振实验计算束缚水饱和度Swir离心核磁共振实验步骤如下：(1)装置调试。装入核磁系统专用的岩心夹持器，测试饱和地层水岩心的T2谱线特征，并确定TE(回波间隔)、TW(等待时间)、NECH(回波数)等参数。本专利技术针对致密油储层岩心样品选择核磁共振CPMG序列，采样参数分别为：回波间隔TE＝0.254ms，等待时间TW＝6000ms，回波个数NECH＝12000，90°脉宽P1＝5，扫描次数N＝32，本专利技术核磁共振实验T2谱扫描均选用此参数；(2)样品准备；(3)样品抽真空加压饱和。将岩心抽真空至133Pa，在20MPa压力下加压饱和模拟地层水48小时后，测量饱和样品质量m1，并测量饱和状态T2谱分布；(4)恒速离心。对岩心样品在1000r/min转速条件下连续稳定离心1.5小时，将实验样品倒置再连续离心1.5小时，取出岩心样品称重，保证T2谱采样参数不变，获取样品离心过程核磁共振T2谱；(5)增加离心转速连续离心。重复步骤(4)，依次增加转速至3000、5000、7000、8000、9000和10000r/min进行离心，称重并测量对应T2谱，连续离心称重直至两次离心后含水饱和度变化幅度小于3％，称量样品质量m2；(6)结束实验，数据处理。实验过程离心力计算公式为：束缚水饱和度Swir计算公式为：式中，pci—实验过程不同离心转速对应的离心力，单位为兆帕(MPa)；Δρ—饱和流体与空气密度差，单位为千克每立方米(kg/m3)；L—离心样品长度，单位为米(m)；R—离心半径，单位为米(m)；RPM—离心机转速，单位为转每分钟(r/min)。(3)离心前后T2谱变化，确定孔喉流体流动半径下限和薄膜束缚水分布结合离心前后T2谱幅度变化，用饱和水状态T2谱减去离心后束缚水状态T2谱，得到样品可动流体分布谱，谱左端点即对应流动半径下限，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种计算致密储层束缚水平均液膜厚度的新方法，依次包括以下步骤：(1)岩心准备，切割为A、B两段，A段(干重m0)用于离心核磁共振实验，B段用于高压压汞实验；(2)选取A段岩心样品洗盐、烘干后饱和模拟地层水，称量其质量m1，逐渐增加离心转速离心至含水饱和度变化小于3％，称量离心最终质量m2，同时监测不同转速离心后核磁共振T2谱，计算离心后束缚水饱和度Swir；(3)通过离心前后T2谱分布变化，确定样品离心过程临界流动半径下限；(4)确定样品不同半径ri孔隙对应内表面积Ai；(5)计算不同半径孔隙内薄膜束缚水平均液膜厚度Hwi。

【技术特征摘要】
1.一种计算致密储层束缚水平均液膜厚度的新方法，依次包括以下步骤：(1)岩心准备，切割为A、B两段，A段(干重m0)用于离心核磁共振实验，B段用于高压压汞实验；(2)选取A段岩心样品洗盐、烘干后饱和模拟地层水，称量其质量m1，逐渐增加离心转速离心至含水饱和度变化小于3％，称量离心最终质量m2，同时监测不同转速离心后核磁共振T2谱，计算离心后束缚水饱和度Swir；(3)通过离心前后T2谱分布变化，确定样品离心过程临界流动半径下限；(4)确定样品不同半径ri孔隙对应内表面积Ai；(5)计算不同半径孔隙内薄膜束缚水平均液膜厚度Hwi。2.如权利要求1所述的致密储层束缚水膜厚度计算方法，其特征在于，所述步骤(2)采用如下公式计算束缚水饱和度Swir：式中，D—离心样品直径，m；L—离心样品长度，m；φ—A段岩心样品孔隙度，小数；ρw—自吸流体密度，kg/m3；m2—A段岩心样品离心后质量，kg；m0—A段岩心样品干重，kg。3.如权利要求1所述的致密储层束缚水膜厚度计算方法，其特征在于，所述步骤(4)采用...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈猛，戴家才，刘向君，况晏，杨国锋，秦昊，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川,51