基于RQI分類利用毛管壓力曲線計(jì)算原始含油飽和度

黃　成，張愛琴，王曉暢，宋秋強(qiáng)，李　權(quán)

(1.長江大學(xué) 地球物理與石油資源學(xué)院，湖北 武漢　430100；2.中國石油化工股份有限公司 石油勘探開發(fā)研究院，北京　100083；3.塔里木油田勘探開發(fā)研究院，新疆 庫爾勒　841000)

基于RQI分類利用毛管壓力曲線計(jì)算原始含油飽和度

黃成1，張愛琴2*，王曉暢2，宋秋強(qiáng)3，李權(quán)1

(1.長江大學(xué) 地球物理與石油資源學(xué)院，湖北 武漢430100；2.中國石油化工股份有限公司 石油勘探開發(fā)研究院，北京100083；3.塔里木油田勘探開發(fā)研究院，新疆 庫爾勒841000)

摘要：儲層原始含油飽和度是評價(jià)儲層的重要參數(shù)，一般是通過壓汞資料得到的毛管壓力曲線來求取該參數(shù)。然而，在具有相同進(jìn)驅(qū)力時(shí)，微觀孔隙結(jié)構(gòu)對含油飽和度的影響起到了非常大的作用；同時(shí)，通過理論分析所得，儲層品質(zhì)指數(shù)是定量表征儲層微觀孔隙結(jié)構(gòu)的最佳宏觀物性參數(shù)。研究基于儲層品質(zhì)指數(shù)對巖心分析數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，進(jìn)而利用毛管壓力曲線求取儲層原始含油飽和度，最終應(yīng)用于其它儲層。

關(guān)鍵詞：儲層品質(zhì)指數(shù)；毛管壓力曲線；分類計(jì)算；原始含油飽和度

0引言

利用毛管壓力曲線計(jì)算儲層原始含油飽和度一直是求取該參數(shù)的基本方法之一，然而不同微觀孔隙結(jié)構(gòu)的儲層在相同的進(jìn)驅(qū)力的情況下其含油飽和度有很大的差別，且只能在取心處利用壓汞資料獲取毛管壓力曲線。因此，通常測井分析利用儲層品質(zhì)指數(shù)、流動(dòng)單元或者J函數(shù)法將有限的毛管壓力曲線資料進(jìn)行分類[1-3]，找出常規(guī)測井曲線與其之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，從而應(yīng)用于其它儲層。

研究基于儲層品質(zhì)系數(shù)將巖心分析的壓汞資料分為3個(gè)類別，發(fā)現(xiàn)聲波曲線及密度曲線與儲層品質(zhì)系數(shù)之間存在良好的對應(yīng)關(guān)系，故先利用聲波曲線和密度曲線將儲層進(jìn)行分類；然后，對應(yīng)不同的儲層類別，擬合出相應(yīng)的原始含油飽和度計(jì)算公式，將其應(yīng)用于其它儲層，取得了較好的效果。

1基于儲層品質(zhì)指數(shù)的分類

儲層物性參數(shù)主要為孔隙度、滲透率及它們的各種不同組合，例如儲層品質(zhì)指數(shù)(RQI)、地層流動(dòng)帶指數(shù)(FZI)等。儲層的物性參數(shù)能夠反映儲層的儲集滲流能力，間接反映儲層孔隙結(jié)構(gòu)，用于劃分巖石物理相。

方法在孔隙空間為毛管束的假設(shè)條件下，給出了滲透率的經(jīng)典表達(dá)式：

(1)

(1)式中：K為滲透率，單位為10-3μm2；φe為有效孔隙度，單位為%；Fs為形狀因子，無量綱；τ表示彎曲度，無量綱；Sgv為單位骨架體積的孔隙表面積，單位為μm-1；Fsτ2稱為Kozeny常數(shù)。利用儲層品質(zhì)指數(shù)與滲透率之間的關(guān)系，得出了其定義式：

(2)

由儲層品質(zhì)系數(shù)的定義式不難看出，該參數(shù)能在很大程度上反應(yīng)儲層孔隙結(jié)構(gòu)的品質(zhì)[6]。

利用儲層品質(zhì)指數(shù)對國外某油田3口井90塊巖樣分析數(shù)據(jù)做統(tǒng)計(jì)分類如圖1和圖2；

圖1　儲層品質(zhì)指數(shù)分類Fig.1　RQI Classification

圖2　巖心分類后的孔-滲關(guān)系Fig.2　Relationship of Core Por-Perm analysis

圖1中儲層品質(zhì)指數(shù)分類標(biāo)準(zhǔn)及圖2中3類孔-滲關(guān)系式如表1：

表1　RQI分類標(biāo)準(zhǔn)及孔-滲關(guān)系

當(dāng)巖心不分類時(shí)，y=0.000 3e0.790 1x，相關(guān)系數(shù)R=0.80，從上述分析可知，利用儲層品質(zhì)指數(shù)分類后，孔-滲關(guān)系變好，同時(shí)，為了讓該分類方法能夠利用到其它儲層，故找出常規(guī)測井曲線與儲層品質(zhì)指數(shù)之間的關(guān)系如下表[4，5]：

表2　RQI與常規(guī)曲線關(guān)系

表2中，PORD為密度曲線在體積模型下計(jì)算的總孔隙度，v/v；PORA為聲波時(shí)差曲線在體積模型下計(jì)算的總孔隙度，v/v；CNL為中子曲線；v/v。由分析可知，RQI與密度曲線和聲波曲線的二元回歸關(guān)系較好，故該研究采用該方法來劃分儲層類型。

2分類計(jì)算原始含油飽和度

2.1J函數(shù)與進(jìn)汞飽和度關(guān)系的建立

J函數(shù)數(shù)學(xué)模型的提出是為了消除滲透率和飽和度的影響，同時(shí)解決取平均值和綜合對比研究的問題[4]。其表達(dá)式如下：

(6)

式中式pc為進(jìn)汞壓力，θL為實(shí)驗(yàn)室條件下的潤濕角(°)，σL為實(shí)驗(yàn)室條件下的界面張力(mN/m)，K為滲透率(μm2)，Ф為孔隙度(%)[6,7]。

利用壓汞資料計(jì)算的J函數(shù)值與實(shí)驗(yàn)進(jìn)汞飽和度Shg建立關(guān)系如下：

圖3?、耦怱hg-J關(guān)系Fig.3　Shg-J relationship of I

圖4?、蝾怱hg-J關(guān)系Fig.4　Shg-J relationship of II

圖5?、箢怱hg-J關(guān)系Fig.5　Shg-J relationship of III

圖6　不分類Shg-J關(guān)系Fig.6　Shg-J relationship of all points

類別Shg-J關(guān)系相關(guān)系數(shù)I類y=7.084ln(x)+43.9790.90II類y=10.095ln(x)+44.8410.86III類y=14.894ln(x)+40.2340.84不分類y=8.194ln(x)+44.0950.83

2.2實(shí)驗(yàn)室條件與地層條件之間的壓力轉(zhuǎn)換

式(6)中的pc為實(shí)驗(yàn)室條件下的毛管壓力，而實(shí)際計(jì)算中用到的為地層條件下的毛管壓力，故我們需要將兩種毛管壓力進(jìn)行轉(zhuǎn)換，具體轉(zhuǎn)換關(guān)系如下。

實(shí)驗(yàn)室毛管壓力與地層毛管壓力可以用以下公式表示：

pCR=σRcosθR

(7)

pCL=σLcosθL

(8)

式中θL、θR分別為實(shí)驗(yàn)室和地層條件下的潤濕角(o)，σL、σR分別為實(shí)驗(yàn)室和地層條件下的界面張力(mN/m)，pCR、pCL分別為實(shí)驗(yàn)室和地層條件下的毛管壓力(MPa)。故實(shí)驗(yàn)室和地層條件下的毛管壓力之間的關(guān)系可用下式表示：

(9)

根據(jù)美國巖心公司提供的資料，將不同系統(tǒng)的σ和θ值列于下表。

表4　不同系統(tǒng)中的σ和θ值

pCR與含油高度之間地層條件下油水密度的關(guān)系為：

pCR= ((ho-w-h)(ρw-ρo)g)/1 000

(10)

式中ρw、ρo分別為地層水和地層原油的密度(g/cm3)，ho-w為油水界面高度，g為重力加速度，一般取值為9.8m/s2。

故聯(lián)立式(6)-(10)可知，原始含油飽和度So是關(guān)于含油高度、地層水密度、地層原油密度的函數(shù)，即So=f(ρw、ρo、ho-w)。只要知道這3個(gè)參數(shù)，即可求出原始含油飽和度[8]。利用RQI分類前后的公式計(jì)算的含油飽和度與密閉取心分析作對比，如圖7所示：

圖7　計(jì)算與實(shí)驗(yàn)分析含油飽和度對比Fig.7　The contrast of oil saturation by computation and experimental analysis

圖8　 XX井RQI分類前后含油飽和度計(jì)算對比圖Fig.8　The comparison figure of oil saturation by the classification of RQI

圖8中，So_QX是密閉取心數(shù)據(jù)，So_FL是分類后的含油飽和度曲線，So_WFL是分類前的含油飽和度曲線，由圖可知，先將儲層進(jìn)行分類，然后計(jì)算含油飽和度，所得結(jié)果的精度相較于未分類時(shí)有了明顯的提高。

3結(jié)論

1)儲層品質(zhì)指數(shù)能夠?qū)⒉煌缀斫Y(jié)構(gòu)的儲層區(qū)分出來，通過利用儲層品質(zhì)指數(shù)將巖心實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的孔滲關(guān)系分為了3個(gè)類別，提高了滲透率的計(jì)算效果，同時(shí)與常規(guī)測井曲線結(jié)合起來，應(yīng)用于全井段，取得了不錯(cuò)的分類效果。

2)經(jīng)過儲層分類后，利用毛管壓力曲線計(jì)算得到的儲層原始含油飽和度的精度相較分類前得到了明顯的提高。

參考文獻(xiàn)：

[1] 潘和平,樊政軍.儲層原始含油飽和度計(jì)算方法研究[J].現(xiàn)代地質(zhì),2000,14(4):451-453.

[2] 馬旭鵬.儲層物性參數(shù)與其微觀孔隙結(jié)構(gòu)的內(nèi)在聯(lián)系[J].勘探地球物理進(jìn)展,2010,33(3):216-219.

[3] 肖亮,梁曉東,林雨靜.儲層原始含油飽和度評價(jià)新方法研究[J].石油地質(zhì)與工程,2008,21(6):53-55.

[4] 范衛(wèi)東,劉海東.塔河油田石炭系測井曲線特征和物性特征[J].工程地球物理學(xué)報(bào),2006,3(5):350-353.

[5] 袁秀婷.新疆塔河石炭系油氣儲層測井最優(yōu)化評價(jià)[J].工程地球物理學(xué)報(bào),2004,1(6):513-519.

[6] 廖敬,彭彩珍,呂文均,等.毛管壓力曲線平均化及J函數(shù)處理[J].特種油氣藏,2008,15(6):73-75.

[7] 胡勇,于興河,陳恭洋,等.平均毛管壓力函數(shù)分類及其在流體飽和度計(jì)算中的應(yīng)用[J].石油勘探與開發(fā),2012,39(6):733-738.

[8] 張程恩,潘保芝,劉倩茹.儲層品質(zhì)因子RQI結(jié)合聚類算法進(jìn)行儲層分類評價(jià)研究[J].國外測井技術(shù),2012(4):11-13.

Original oil saturation is calculated by capillary pressure curve which is based on the classification ofRQI

HUANG Cheng1,ZHANG Aiqin2*,WANG Xiaochang2,SONG Qiuqiang3,LI Quan1

(1.Geophysics and Petroleum Resources,Yangtze University,Wuhan,Hubei 430100,China;2.Research Institute of Petroleum Exploration and Development,SINOPEC,Beijing 100083,China;3.Exploration and Development Institute,Tarim Oilfield, Korla,Xinjiang 841000,China)

Abstract:The original reservoir oil saturation is an important parameter to evaluate reservoir. We can strike it through the use of mercury capillary pressure curve calculation. However, with the same force into the drive, the influence of microscopic pore structure on oil saturation has played a very important role; at the same time, proceeds through theoretical analysis, reservoir quality index is the best macroscopic properties parameters to quantitative characterization of reservoir microscopic pore structure. So this article based on reservoir quality index to classify routine core analysis data, and thus the use of capillary pressure curve to compute the original reservoir oil saturation, then applies to the other reservoirs.

Key words:reservoir quality; mercury capillary pressure curve; classification calculation; original reservoir oil saturation

文章編號：1004—5570(2016)02-0093-04

收稿日期：2015-11-10

作者簡介：黃成(1991-)，男，碩士研究生，研究方向：測井資料解釋，E-mail：353204067@qq.com. *通訊作者：張愛琴(1970-)，女，碩士，高級工程師，研究方向：測井資料處理及解釋，E-mail：854928091@qq.com.

中圖分類號：P618.13

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A