一种基于储层参数的岩心油水相渗曲线构建方法技术

本发明专利技术提供一种基于储层参数的岩心油水相渗曲线构建方法，首先根据同一个地区所有岩样的孔隙度和渗透率，绘制出流动单元指数的累计频率分布图，划分出岩样的不同类别，其次根据已测油水相渗实验的岩样测量结果，建立每一类的构建参数、n、m

【技术实现步骤摘要】
一种基于储层参数的岩心油水相渗曲线构建方法


[0001]本专利技术涉及储层开发评价领域，更具体地，涉及一种基于储层参数的岩心油水相渗曲线构建方法。

技术介绍

[0002]油水相渗曲线是油田开发分析必不可少的重要资料，通过分析油水相渗曲线可以反映出油藏在水驱开发过程中的生产动态的变化，对于确定不同开发时期中储层油水饱和度分布的计算有着重要的意义。目前，油水相渗曲线的获取仍需要在实验室中完成，实验方式多采用非稳态法。相比稳态实验法，实验周期要缩短很多，却依然改变不了受制于实验费用、实验周期以及有限的岩心样品数量等因素，实验室中得到的离散数据点对全井段进行细致评价时存在着较大的局限性。加之，面对的研究对象砂岩物性从中高孔渗变成中低孔渗储层，孔隙结构和储层非均质性带来许多复杂的变化，油水相渗曲线形态更加复杂，加大了对储层开发评价的难度。因此，本技术重点研究如何利用储层参数分类构建岩心油水相渗曲线，为最终实现通过储层参数获得全井段的油水相渗曲线进行储层开发评价的目的。
[0003]目前已发表的文献中有关构建油水相渗曲线有以下几种方法：
[0004]1、神经网络刻度方法。参见2003年8月《勘探地球物理进展》期刊中，谢然红等人在《利用神经网络和相渗曲线预测储层的润湿性》一文中，研究人员利用反向传播神经网络模型预测束缚水饱和度、残余油饱和度、油水两相等渗点含水饱和度、束缚水饱和度对应的油相相对渗透率、残余油饱和度对应水相相对渗透率以及油水两相等渗点对应的油(水)相对渗透率，进而确定油水相对渗透率曲线。
[0005]2、测井电阻率刻度方法。参见2008年和2011年《Transport in Porous Media》期刊中，LI K在《A new method for calculating two
‑
phase relative permeability from resistivity data in porous media》和《Interrelationship between resistivity index，capillary pressure and relative permeability》一文中，研究人员从常规测井电阻率出发推导出油水相渗曲线计算公式。而后，参见2015年《石油与天然气地质》期刊中，马东等人在《从电阻率数据中得到相对渗透率的新方法》一文中，研究人员对LI K的方法进行改进，通过毛细管模型和阿尔奇电阻率公式，引入迂曲度参数，推导一种从电阻率数据中计算相对渗透率数据的新方法。
[0006]3、理论模型优化刻度方法。第一种参见2014年10月《新疆石油地质》期刊中，高文君等人在《水驱油田油水相对渗透率曲线研究》一文中，研究人员在应用Willhite模型时，发现总是会出现单独拟合油相、水相数据与实验数据相差较大的现象，尤其是含水饱和度越低，拟合油相数据点误差越大，而水相整体虽然误差相对较小，但也出现含水饱和度越大，拟合数据点误差越大，因此在Willhite模型的基础上提出了改进模型，将模型中饱和度的幂指数从单一的定值变成饱和度的函数关系，最终绘制出相应的油水相渗曲线。第二种参见2018年吴光焕等人在专利技术专利《基于Harris模型的油相相对渗透率曲线表征方法》中(申请号：CN 108717498 A)，研究人员首先选取能反映区块或油藏物性特征的典型油水相
对渗透率曲线数据，其次，对油相相对渗透率和含水饱和度进行标准化处理，判断标准化后的油相相对渗透率与含水饱和度之间的关系，然后基于Harris模型构建油相相对渗透率与含水饱和度曲线的函数表达式，最后应用最小二乘法求解构建油相相对渗透率与含水饱和度关系曲线的函数表达式中的系数，从而建立起构建油相相对渗透率的方法，构建出油水相渗曲线。第三种参见2018年李颖等人在专利技术专利《一种油藏相渗曲线模型及相渗曲线计算方法》中(申请号：CN 108717498 A)，研究人员首先将实验测试所得相渗曲线和GML模型、GBL模型进行拟合，得到多组β、γ和m的参数值，然后确定模型中各参数的平均值，得到通用模型参数，再将得到的通用模型参数值代入GML模型、GBL模型中，构建出油水相渗曲线。
[0007]4、基准曲线幂指数刻度方法。参见2017年3月《西安石油大学学报(自然科学版)》期刊中，陆云龙等人在《黄河口凹陷相渗曲线构建方法及其应用》一文中，研究人员根据相渗实验数据特征，通过对数据归一化处理，以其中一条相渗曲线作为基准曲线，引入反映储层孔隙结构差异的特征指数λ对归一化数据进行特征值提取，通过特征指数消除孔隙结构差异等因素，使得不同相渗曲线变化规律趋于一致，进而拟合相对渗透率与含水饱和度之间的关系，构建出油水相渗曲线。
[0008]采用上述四种方法的缺陷为：
[0009]第一种神经网络刻度方法主要缺陷在于需要大量的学习样本，在通过实际样本训练时，需要尽可能的收集到大量资料来表征束缚水饱和度、残余油饱和度、油水两相等渗点含水饱和度、束缚水饱和度对应的油相相对渗透率、残余油饱和度对应水相相对渗透率以及油水两相等渗点对应的油(水)相对渗透率这六个参数，否则训练会趋向于集中在训练模式集中的区域，而忽略那些训练模式稀疏分布的区域，从而会产生不精确的预测结果。
[0010]第二种测井电阻率刻度方法主要缺陷在于缺乏考虑孔隙结构的影响。无论在求解水相相对渗透率或者油相相对渗透率的计算时，都需要求解电阻率增大率这个参数。而这个参数受孔隙结构的影响，与含水饱和度之间呈多个幂指数关系，如果笼统地用单个的幂指数来计算，就会影响水相相对渗透率或者油相相对渗透率的计算精度。因此，要想得到准确的水相相对渗透率或者油相相对渗透率结果，就需要对电阻率增大率这个参数做孔隙结构优化模型的计算。
[0011]第三种理论模型优化刻度方法无论是Willhite模型改进型，还是Harris模型、GML模型、GBL模型和李克文模型，其中最大的问题在于两方面，一方面模型中系数或者指数都用定值是不合适的，实际上这些模型中的系数或指数应为变量，取值受孔隙结构的影响，当研究对象的储层物性为高孔高渗时，地层均质性较好，模型中系数或者指数为定值是可以表征相同或相近的储层特征。但是当研究对象的储层物性为中低孔渗时，地层非均质性强，模型中系数或者指数为变量。另一方面，理论公式本身对于相渗曲线的表征同样受孔隙结构的影响，对于水相相对渗透率曲线的表征，绝大部分的理论公式都可以表征，但是油相相对渗透率曲线的表征就有很大的出入，比如常用的Willhite模型在储层物性较小的时候，就表征性差，因此在实际中必须考虑孔隙结构的影响，不但要选择合适的理论公式，还要考虑对公式中系数和指数取值的影响。
[0012]第四种基准曲线幂指数刻度方法主要缺陷在于缺乏分类的思路在里面，所有曲线很笼统放在一起，当所有的相渗曲线的特征相近时，利用基准曲线建立反映储层孔隙结构差异的特征指数λ与归一化数据关系的相关性会很好，但是当所有的相渗曲线的特征有很
大不同时，换而言之，非均质性较强，λ与归本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于储层参数的岩心油水相渗曲线构建方法，其特征在于，包括：(1)在同一地区选取有代表性的岩心上钻取多个岩样，对钻取的所有岩样做洗油洗盐处理；(2)利用全自动孔渗测定仪对每一块岩样进行孔隙度和渗透率测量；(3)将步骤(2)中每块岩样测量得到的孔隙度和渗透率转化成流动单元指数，并做出该地区流动单元指数的累计频率分布图；(4)根据流动单元指数的累计频率分布图确定该地区流动单元指数划分的类别数目，以及确定每一类流动单元指数的区间界限值；(5)依据该地区流动单元指数的分类，在每一类中选取设定数量的实验岩样进行油水相渗实验测量；(6)根据步骤(5)中测量得到的油水相渗实验结果，确定每一块油水相渗实验岩样的构建参数，所述构建参数包括束缚水饱和度、残余油饱和度、油水两相等渗点含水饱和度、束缚水饱和度对应的油相相对渗透率、残余油饱和度对应水相相对渗透率；(7)根据步骤(5)中测量得到的油水相渗实验结果和步骤(6)确定的构建参数分别代入Willhite模型中的水相相对渗透率公式和李克文模型中的油相相对渗透率公式，求出每块油水相渗实验岩样的n、m
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和b
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值；(8)根据步骤(4)确定的流动单元指数的分类标准、步骤(6)确定的构建参数以及步骤(7)确定的每块油水相渗实验岩样的n、m
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和b
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值，分别建立每一类的构建参数、n、m
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和b
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值与孔隙度、渗透率的衍生参数之间的多个通用拟合关系式，其中，每一类岩样的束缚水饱和度对应油相相对渗透率为定值；(9)针对同一地区岩心中只测量了孔隙度和渗透率的岩样，按步骤(8)得到的多个通用拟合关系式计算出该块岩样对应的束缚水饱和度、残余油饱和度、油水两相等渗点含水饱和度、残余油饱和度对应水相相对渗透率、n、m
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和b
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值，以及定值的束缚水饱和度对应油相相对渗透率一起代入Willhite模型中的水相相对渗透率公式和李克文模型中的油相相对渗透率公式，计算出该块岩样对应的水相相对渗透率和油相相对渗透率，绘制出该地区该块岩样的油水相渗曲线。2.根据权利要求1所述的岩心油水相渗曲线构建方法，其特征在于，所述步骤(3)将每块岩样测量得到的孔隙度和渗透率转化成流动单元指数，包括：块岩样测量得到的孔隙度和渗透率转化成流动单元指数，包括：φ
z
＝Φ
e
/(1
‑
Φ
e
)
ꢀꢀꢀꢀ
(3)；式中，FZI为流动单元指数，无量纲；RQI为综合物性指数，无量纲；K为空气渗透率，
×
10
‑3μm2；φ
e
为有效孔隙度，小数；φ
z
为标准化孔隙度指标，小数；s
gv
为单位颗粒体积的表面积，cm2；τ为孔隙介质的迂回度，无量纲；为Kozeny常数，在5～100范围取值。3.根据权利要求1所述的岩心油水相渗曲线构建方法，其特征在于，所述步骤(5)依据该地区流动单元指数的分类，在每一类中选取设定数量的实验岩样进行油水相渗实验测量，包括：
(5.1)用于油水相渗实验的岩心首先进行10～24小时的烘干，再进行100％模拟地层水饱和，而后装入岩心夹持器中，加围压，加热岩心至地层温度，用模拟地层水测定岩心100％饱和水时的绝对渗透率；(5.2)在恒速下进行油驱水实验，得到驱替过程的油相相对渗透率曲线，当累计注入油量为岩心10倍孔隙体积时，此时岩心内含水饱和度为束缚水饱和度，并测得束缚水饱和度下油相相对渗透率；(5.3)在恒速下进行水驱油实验，得到吸入过程的水相相对渗透率曲线，当累计注入水量为岩心10倍孔隙体积时，此时岩心内含油饱和度为残余油饱和度，并测得残余油饱和度下水相相对渗透率。4.根据权利要求3所述的岩心油水相渗曲线构建方法，其特征在于，所述步骤(7)根据步骤(5)中测量得到的油水相渗实验结果和步骤(6)确定的构建参数分别代入Willhite模型中的水相相对渗透率公式和李克文模型中的油相相对渗透率公式，求出每...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵毅，王玉军，谢觐安，
申请(专利权)人：武汉左晟检测技术有限公司，
类型：发明
国别省市：