应力作用下岩石介质两相流束缚流体饱和度分形预测模型研究

束缚流体饱和度是预测两相流中相对渗透率的重要参数,在油气藏开发等工程领域有着重要作用。为此,基于分形理论和毛细管模型,首先将岩石等效为固体团簇的集合体,引入不同分形维数分别表征固体团簇的尺度分布特征和流动路径的迂曲性,然后提出了一种预测束缚流体在应力作用下的饱和度模型,并使用试验数据进行了验证,最后分析了束缚流体饱和度的应力敏感性和模型中各参数的影响机制。结果表明:束缚流体饱和度与流体黏度、孔隙结构参数、压降梯度以及弹性模量密切相关,有效应力会增大束缚流体饱和度,分形维数可以反映束缚流体形成的流体膜厚度和实际流动长度,量化了孔隙结构特征对束缚流体饱和度的影响。

基于核磁共振测井的束缚水饱和度评价方法:以中东地区M层组的孔隙型碳酸盐岩储层为例

束缚水饱和度是储层流体性质识别和油气藏储层评价的关键参数。利用地球物理测井资料进行储层束缚水饱和度评价是目前广泛使用的方法,其中核磁共振测井一般通过确定横向弛豫时间截止值来计算储层束缚水饱和度,而在中东H油田M层组核磁共振实验研究中发现,部分实验样品出现了“扩散耦合”现象,导致通过T_(2)截止值难以准确求取储层束缚水饱和度。通过提取核磁共振T_(2)谱中反映孔隙结构与流体赋存状态信息的特征参数,并结合铸体薄片等资料探讨这些参数与束缚水饱和度之间的相关关系,规避T_(2)截止值从而避免“扩散耦合”现象对模型的影响。实验结果表明,束缚水饱和度与核磁孔隙度、区间孔隙分量及T_(2)几何均值之间具有相关性,并基于上述参数建立了束缚水饱和度预测模型,在中东H油田M层组中对预测模型进行实际井验证,取得良好应用效果,为后续判别储层流体性质与水淹层识别打下坚实基础。

基于分形理论的束缚水饱和度应力敏感性定量表征

以分形理论和油层物理学为基础,假设岩石变形前后单位孔隙表面上所吸附的束缚水量保持不变,推导建立了束缚水饱和度随地层压力下降发生变化的理论关系式,定量分析了应力敏感和微观孔隙结构非均质性对束缚水饱和度的影响。随着地层压力的下降,束缚水饱和度增加,束缚水体积减少。束缚水饱和度的增加会导致油相的有效渗流空间减少,从而引起孔隙中油、水赖以流动的通道变窄,降低油相的有效渗透率,产生了启动压力梯度等现象,对流体的流动规律和产能计算产生了影响。

高束缚水饱和度模型的构建及其成因分析

苏里格气田苏19区块上古生界二叠系盒8段高阻水层,低阻气层并存,常规气水判别结果与试气结果符合率低,测井评价储层流体难度较大。低阻气层的成因很大程度上与高束缚水饱和度相关,为增加储层中流体类型识别的准确性,正确认识高束缚水饱和度的成因十分重要。本次研究从储层岩性、物性、粘土矿物含量及其分布形式和孔隙结构角度出发,利用压汞、核磁、扫描电镜、铸体薄片等测试方法对低阻气层的成因进行分析,结果表明:粘土矿物含量高及其分布形式、微细孔喉发育是造成低电阻率、高束缚水饱和度的主要因素。此外,还构建了适用于本区盒8段的束缚水饱和度模型,此成果可为该区低阻气层的正确识别和评价提供新方法。

束缚水饱和度实验研究

在地层评价中 ,束缚水饱和度是体积法计算储量时的重要参数之一。本文采用 3种方法—吸附法、脱附法及非稳态气驱水法对某气田侏罗系储层致密岩样进行了束缚水饱和度实验研究。文中给出了详细的实验原理、实验方法和实验步骤 ,并对这 3种方法取得的实验结果进行了分析和比较。实验表明 :3种方法测定的束缚水饱和度比较一致 ,且与孔隙度呈负相关关系。综合 3种方法的实验结果 ,得到了该气田侏罗系储层孔隙度与束缚水饱和度之间的相关方程。

用核磁共振技术测量低渗含水气藏中的束缚水饱和度

低渗含水气藏的探明储量越来越多,急需开发。这类气藏具有低孔隙度、低渗透率和高含水饱和度等特点。鉴于当前测试束缚水饱和度方法存在较多问题,利用核磁共振技术研究了苏里格低渗气藏的束缚水饱和度及其在不同气驱条件下岩心的束缚水饱和度的变化情况。研究结果表明:渗透率与束缚水饱和度有很好的相关关系,渗透率越低,其束缚水饱和度越高,含气饱和度也越低,可以用束缚水饱和度来表征低渗气藏开发潜力特征;在不同的气驱水过程中,其束缚水饱和度是变化的。该研究成果为低渗含水气藏的储量计算和合理高效开发提供科学的决策依据。

基于离心试验数据确定束缚水饱和度

岩石的导电路径是由自由水、微孔隙水以及粘土束缚水三部分并联而成,岩石电阻率变化是由于自由水导电能力变化导致的。为得到准确的束缚水饱和度数据,以三水导电模型为基础,提出一种计算束缚水饱和度的新方法,并推导出应用离心试验资料计算束缚水饱和度的公式,用半渗透隔板试验数据验证新方法的正确性和可靠性。应用结果表明,新方法得到的束缚水饱和度与压汞和相渗分析束缚水饱和度吻合,与传统离心法提供的束缚水饱和度相比,准确性明显提高。

海拉尔盆地碎屑岩储层束缚水饱和度的确定

核磁测井资料确定束缚水饱和度主要是采用T2固定截止值法。随着对复杂岩性储层的勘探,近年来,在固定T2截止值方法基础上又发展了锥形T2截止值法、薄膜模型以及频谱模型。对于岩性多变、孔隙结构复杂的碎屑岩储层,常规测井方法和以T2截止值为基础的核磁测井方法确定的束缚水饱和度都难以满足测井评价的精度要求,这时需要考虑薄膜模型和频谱模型方法。这两种模型认为各种尺寸的孔隙中均含有束缚水,只是不同尺寸孔隙束缚水含量不一样。在对海拉尔盆地岩性多变、孔隙结构复杂的碎屑岩储层的实践中,对回波串数据作多指数反演拟合时采用了2的幂次方方式布点,相应地得到了核磁测井T2谱,并从中选取了9个孔隙组分,将其与反映粘土含量的中子-密度孔隙度差值结合,采用回归的方法得到了束缚水饱和度的计算公式。回归公式在海拉尔盆地取得了较好的应用效果,尤其是贝尔凹陷,预测效果提高了将近1倍,计算的束缚水饱和度与岩心分析束缚水饱和度相比,平均相对误差从15.1%减小到8.7%。

苏里格低渗透砂岩气藏束缚水饱和度研究

束缚水饱和度是低渗透砂岩气藏储层评价的重要指标参数。利用非稳态恒压气驱法结合核磁共振T：谱技术，研究了苏里格盒8段低渗透砂岩气藏岩心在不同气驱条件下含水饱和度的变化情况及束缚水饱和度建立过程。研究结果表明：在平均驱替压差下气驱驱替孔隙体积倍数达到50左右时岩心内含水分布状态趋于稳定，达到束缚水状态；气驱不同阶段的含水饱和度与平均驱替压差下驱替体积倍数、驱替时间之间存在极好的相关性；岩心达到束缚水状态所用的驱替时间是随着驱替压差和渗透率差异而改变的，不能作为衡量是否达到束缚水状态的依据；随着气驱压差的增大，气驱不同阶段的含水饱和度和束缚水饱和度都趋于减小，但减小幅度较小。气驱法建立的束缚水饱和度与离心法束缚水饱和度吻合较好，综合两种实验方法可较准确地给出苏里格低渗透砂岩气藏岩心的束缚水饱和度。

用核磁共振及岩石物理实验求地层束缚水饱和度及平均孔隙半径

地层孔隙半径通常是由实验室测定 ,常常只能得到不连续的点 ,无法像其它测井曲线那样连续地测量和显示。利用核磁测井资料结合岩心压汞分析资料来综合求取地层束缚水膜厚度、平均孔隙半径 ,建立孔隙半径与孔隙度之间的关系模型。这样 ,就可以根据常规测井资料解释出的束缚水饱和度和孔隙度来计算地层孔隙半径。

应用可变T_2截止值确定束缚水饱和度

为了得到准确的束缚水饱和度数据,以T2截止值模型为基础,分别用基于经验固定T2截止值、经验可变T2截止值及渗透率Coates模型的可变T2截止值3种方法确定束缚水饱和度,利用常规岩心分析实验数据验证其计算精度。结果表明,基于渗透率Coates模型的可变T2截止值计算核磁束缚水饱和度精度最高,与常规岩心分析束缚水饱和度平均相对误差为9.5%,而且此方法可确定Coates模型中的地区经验系数C、m、n,提高了核磁渗透率的计算精度。

温度对亲水岩心束缚水饱和度的影响

相对渗透率是描述油藏多孔介质中多相流动的重要参数,而束缚水饱和度是影响、控制油水相对渗透率曲线的一个关键因素。通常,相对渗透率是在室温下测定的,高温相对渗透率实验用的岩心偏向于亲油。针对轮南油田油藏温度高的特点,分别应用静态实验和动态实验研究了温度升高对亲水岩心束缚水饱和度的影响,及其对相对渗透率曲线特征的影响。室内实验结果表明,亲水岩心的束缚水饱和度随温度上升而下降,其相对渗透率曲线向左移;亲油岩心的束缚水饱和度随温度升高而增大。

砂岩气藏地层压力下降对束缚水饱和度的影响

根据岩石孔隙结构毛细管束简化模型对应Kozeny方程,在假设岩石变形束缚水均匀附着在毛细管壁的厚度保持不变的基础上,推导建立了地层压力下降束缚水饱和度变化理论关系式。依据岩石变形实验数据和初始束缚水饱和度Swi0,通过实例计算,确定了地层压力下降束缚水饱和度变化规律。5口气井岩样分析结果表明,随着地层压力下降,岩石中束缚水饱和度Swi是逐渐增加的,这对产水气井合理高效开发具有实际指导意义。

莺歌海盆地束缚水饱和度测井评价方法研究

束缚水饱和度是油气层评价的重要参数之一 ,它是分析储层产液性质 ,计算油水相对渗透率和产水率的关键参数。莺歌海盆地D气田出现的纯气层 ,其束缚水饱和度在 2 0 %～ 70 %范围内变化。通过对D气田束缚水饱和度影响因素的研究 ,发现由于岩性细、孔隙结构复杂形成高束缚水含量时 ,束缚水饱和度不仅与岩石本身物性有关 ,而且气柱高度对其有较大影响。相同物性的储层 ,随气柱高度的增大 ,束缚水饱和度减小 ;若气柱高度相同 ,束缚水饱和度随孔隙度的减小而增大。文章给出了束缚水饱和度与孔隙度和自由水界面以上高度的关系。通过实际应用表明 ,利用这种关系能较好地评价莺歌海盆地天然气层 。

叙利亚A低阻灰岩油藏束缚水饱和度特征与电阻率的关系

中东叙利亚A油田J组是世界罕见的低阻灰岩油藏,其油层电阻率仅为0.5～5.0Ω.m,束缚水饱和度高达70%以上.研究了低阻油层高束缚水饱和度的成因,以及高束缚水饱和度对油层电阻率的影响.电阻率数值模拟结果表明,地层电阻率随着束缚水饱和度的增高而降低,与实测曲线非常吻合.说明高束缚水饱和度是导致A油田J组形成低阻油层的主要因素之一.

束缚水饱和度、岩石性质对自吸的影响

自吸是裂缝性油藏采油的一个特别重要的方面。影响自吸的因素有很多，文中主要研究束缚水饱和度和岩石性质 对自吸速度及采收率的影响。研究中使用的多孔介质分别为高渗砂岩、低渗砂岩、石灰岩。结果表明，束缚水饱和度对砂岩 体系自吸速度有较强的影响．当束缚水饱和度Ｓｗｉ小于 ６％时，自吸速度随Ｓｗｉ增加而减小，在Ｓｗｉ为 ６％～１５％的范围内自 吸速度达最低，当Ｓｗｉ在１５％～３０％的范围内，自吸速度随束缚水饱和度增高而升高。在束缚水饱和度为零的情况下，三种 类型岩石中以石灰岩的自吸采收率最高，其值比同等渗透率级别的砂岩高２３％。

低渗气层岩样束缚水饱和度的室内实现方法

在进行储层损害室内评价过程中,关键之一是准确测定和计算代表储层的岩样被钻井液或其它介质污染前后气相渗透率的变化；.为此,在测定岩样气相渗透率时，应使所试验的岩样内部含水饱和度保持一基本不变的值,在室内试验的基础上，给出了实现并保持低渗气层岩样束缚水饱和度的试验方法──加湿气体稳态驱替法。

准噶尔盆地头屯河组低电阻率油层束缚水饱和度确定方法

准噶尔盆地低电阻率油层发育,高束缚水饱和度是低电阻率油层的主要成因之一;低电阻率油层束缚水饱和度的准确确定是明确油层低电阻率成因并确定含油饱和度的关键。常用束缚水饱和度确定方法结果差异较大,束缚水饱和度的准确确定存在困难。以准噶尔盆地阜东斜坡区头屯河组储层为例,实验对比了核磁共振分析法、压汞毛细管压力曲线法、半渗透隔板毛细管压力曲线法所确定的束缚水饱和度。岩心实验结果对比表明,核磁共振分析法、压汞毛细管压力曲线法确定的束缚水饱和度均小于半渗透隔板法确定的束缚水饱和度。核磁共振分析法中实验所用离心力远大于成藏时油运移的驱替力,造成部分束缚水被离心出来;压汞法在实验过程中,岩样中的黏土束缚水被驱替出来。这2种方法测量的束缚水饱和度均偏小。半渗透隔板法由于充分模拟了油气运移过程中非润湿相(油气)驱替润湿相(地层水)的过程,其中的黏土束缚水未被驱替,与油层实际情况相符,可用于验证另外2种方法的可靠性。

莺歌海盆地束缚水饱和度影响因素研究

对于不同类型的储层,其束缚水饱和度的影响因素各不相同,因此,利用测井资料求取束缚水饱和度的方 法也不一样。束缚水由毛管束缚水和薄膜束缚水组成,其含量与地层的孔隙结构、岩石性质及形成条件有关。 通过对实验资料的分析,研究了莺歌海盆地束缚水饱和度的影响因素,认为孔喉直径、孔隙结构、粒度、孔隙度和 渗透率以及气柱高度是该地区束缚水饱和度的影响因素;讨论了束缚水饱和度与微观孔隙结构、岩石颗粒粒径、 孔隙度、渗透率以及气柱的关系,认为通过建立束缚水饱和度与孔隙度、气柱高度之间的关系,就可以利用测井 资料来计算束缚水饱和度。

基于实验室条件下的核磁共振测井束缚水饱和度计算方法研究

选取四川盆地须家河组54块砂岩岩样进行了核磁共振实验测量。通过T2谱面积比值法、称重法、SBVI法、统一T2截止值法和综合物性参数统计模型法确定了束缚水饱和度,对比分析了这五种方法,认为称重法和T2谱面积比值法可以作为建立束缚水饱和度模型的基础数据;统一T2截止值法和综合物性参数统计模型法效果优于SBVI法,可以用这两种方法来确定须家河储层的束缚水饱和度模型。根据压汞毛管压力测量结果,考察了核磁实验所得到的束缚水饱和度的应用条件。研究认为,对于渗透率大于1×10-4μm2的样品,0.6897 MPa的驱替压力可以将全部可动水驱替干净,核磁实验测得的束缚水饱和度即为严格意义上的束缚水饱和度。对于渗透率小于1×10-4μm2的岩样,0.6897 MPa的驱替压力不能将可动水全部驱出,核磁实验测得的束缚水饱和度只是一定驱替条件下的含水饱和度。