一种基于分形理论的致密砂岩储层束缚水饱和度预测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于分形理论的致密砂岩储层束缚水饱和度预测方法，包括以下步骤：步骤1)建立临界毛细管半径模型，得到临界毛细管半径rc；步骤2)依据分形理论得到孔隙分形维数D

【技术实现步骤摘要】
一种基于分形理论的致密砂岩储层束缚水饱和度预测方法


[0001]本专利技术属于天然气开发
，具体涉及一种基于分形理论的致密砂岩储层束缚水饱和度预测方法。

技术介绍

[0002]对致密砂岩气藏而言，束缚水饱和度是气相和气水两相渗流的临界参数，同时也是评价油气储层、预测产能及制定开发方案的重要参数，因此，研究致密砂岩气藏束缚水饱和度意义重大。
[0003]目前针对砂岩气藏的束缚水饱和度预测方法主要有基于常规测井参数匹配束缚水饱和度的方法、结合压汞实验与核磁共振测井预测束缚水饱和度的方法等，然而针对致密砂岩储层，其影响因素往往更加复杂，现有的预测方法对致密砂岩储层不适用，预测精度不高，因此有必要根据毛管分布、孔喉结构等束缚水控制因素，从机理上进行理论研究。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种基于分形理论的致密砂岩储层束缚水饱和度预测方法，克服了现有技术中的问题。
[0005]为了解决技术问题，本专利技术的技术方案是：一种基于分形理论的致密砂岩储层束缚水饱和度预测方法，包括以下步骤：
[0006]步骤1)建立临界毛细管半径模型，得到临界毛细管半径r
c
；
[0007]步骤2)依据分形理论得到孔隙分形维数D
p
模型和迂曲度分形维数D
τ
模型，得到孔隙分形维数D
p
和迂曲度分形维数D
τ
；
[0008]步骤3)根据临界毛细管半径r/>c
、孔隙分形维数D
p
和迂曲度分形维数D
τ
得到束缚水饱和度模型；
[0009]步骤4)根据束缚水饱和度模型得到束缚水饱和度，通过束缚水饱和度与原始含水饱和度对比，得到可动水饱和度，用于预判气井的产水情况。
[0010]优选的，所述步骤1)中临界毛细管半径模型为：
[0011][0012]式中：
[0013]r
c-临界毛细管半径，μm；
[0014]σ-界面张力，N/m；
[0015]Δ
p-驱替压差，MPa；
[0016]θ-润湿角，度。
[0017]优选的，所述步骤2)中孔隙分形维数D
p
模型为：
[0018][0019]式中：
[0020]D
p-孔隙分形维数；
[0021]d-欧几里德维数，取2；
[0022]φ-液测孔隙度，％；
[0023]r
max-最大毛细管半径，μm；
[0024]r
min-最小毛细管半径，μm。
[0025]优选的，所述液测孔隙度φ通过测量选取的待预测主力储层生产井的岩心样品获得，最大毛细管半径r
max
、最小毛细管半径r
min
通过对选取的待预测主力储层生产井的岩心样品进行压汞实验获得。
[0026]优选的，所述步骤2)中迂曲度分形维数D
τ
模型为：
[0027][0028]式中：
[0029]D
τ-迂曲度分形维数；
[0030]-平均迂曲度；
[0031]L
0-岩样长度，cm；
[0032]-平均毛细管半径，μm。
[0033]优选的，所述岩样长度L0通过测量选取的待预测主力储层生产井的岩心样品获得，平均毛细管半径r以及平均迂曲度通过压汞实验获得。
[0034]优选的，所述步骤3)中束缚水饱和度模型为：
[0035][0036]式中：
[0037]S
w-束缚水饱和度，％；
[0038]r
max-最大毛细管半径，μm；
[0039]r
min-最小毛细管半径，μm；
[0040]r
c-临界毛细管半径，μm；
[0041]r-毛细管半径，μm；
[0042]D
τ-迂曲度分形维数；
[0043]D
p-孔隙分形维数；
[0044]Δ
p-驱替压差，MPa；
[0045]μ
w-水相粘度，MPa
·
s。
[0046]优选的，所述步骤4)具体为，根据束缚水饱和度模型得到束缚水饱和度，通过测井解释的原始含水饱和度减去束缚水饱和度，得到可动水饱和度，用于预判气井的产水情况。
[0047]相对于现有技术，本专利技术的优点在于：
[0048](1)本专利技术公开了一种利用分形理论对孔喉半径及其弯曲程度进行分形描述的方法，建立接近致密砂岩实际孔隙结构的模型，进行储层束缚水饱和度预测，适用于致密砂岩储层束缚水饱和度预测；
[0049](2)本专利技术适用于具有压汞实验数据的储层，在进行大量的束缚水饱和度预测之后，可将预测束缚水饱和度与测井参数进行拟合，建立回归公式，最终实现束缚水饱和度的直接求取，接着利用测井解释的原始含水饱和度减去束缚水饱和度，得到可动水饱和度，预判气井的产水情况，预判断气井产水特征，对于气井精细管理、提前采取排水采气措施、提高气井采收率意义重大；
[0050](3)通过本专利技术预测得到的可动水饱和度是独立于孔隙度、渗透率、含气饱和度及储层有效厚度的储层属性，可作为致密砂岩气藏储层评价参数之一，使得致密砂岩含水气藏储层评价更全面更准确。
具体实施方式
[0051]下面结合实施例描述本专利技术具体实施方式：
[0052]需要说明的是，本说明书示意的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本专利技术可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本专利技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本专利技术所揭示的
技术实现思路
能涵盖的范围内。
[0053]同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本专利技术可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更
技术实现思路
下，当亦视为本专利技术可实施的范畴。
[0054]作为多孔介质的致密砂岩，内部存在大量不规则微小孔隙，然其孔喉结构在一定的尺度范围内具有分形特征，利用分形理论对孔喉半径及其弯曲程度进行分形描述，建立接近致密砂岩实际孔隙结构的模型，进而达到预测内部可动及不可动流体体积即束缚水饱和度的目的。
[0055](1)束缚水赋存状态
[0056]束缚水主要以两种形式存在，一种是由于驱动压力不足以克服毛管力而滞留在微小孔隙中造成的毛细管束缚水，另一种是因亲水岩石表面分子作用力而滞留在大孔隙壁上的薄膜束缚水。
[0057]临界毛细管半径和束缚水膜厚度计算方法分别为：
[0058][0059]δ＝r
×
0.25763e-0.261r
(Δp)-0.419
×
μ
w
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于分形理论的致密砂岩储层束缚水饱和度预测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)建立临界毛细管半径模型，得到临界毛细管半径r
c
；步骤2)依据分形理论得到孔隙分形维数D
p
模型和迂曲度分形维数D
τ
模型，得到孔隙分形维数D
p
和迂曲度分形维数D
τ
；步骤3)根据临界毛细管半径r
c
、孔隙分形维数D
p
和迂曲度分形维数D
τ
得到束缚水饱和度模型；步骤4)根据束缚水饱和度模型得到束缚水饱和度，通过束缚水饱和度与原始含水饱和度对比，得到可动水饱和度，用于预判气井的产水情况。2.根据权利要求1所述的一种基于分形理论的致密砂岩储层束缚水饱和度预测方法，其特征在于，所述步骤1)中临界毛细管半径模型为：式中：r
c-临界毛细管半径，μm；σ-界面张力，N/m；Δ
p-驱替压差，MPa；θ-润湿角，度。3.根据权利要求1所述的一种基于分形理论的致密砂岩储层束缚水饱和度预测方法，其特征在于，所述步骤2)中孔隙分形维数D
p
模型为：式中：D
p-孔隙分形维数；d-欧几里德维数，取2；φ-液测孔隙度，％；r
max-最大毛细管半径，μm；r
min-最小毛细管半径，μm。4.根据权利要求3所述的一种基于分形理论的致密砂岩储层束缚水饱和度预测方法，其特征在于，所述液测孔隙度φ通过测量选取的待预测主力储层生产井的岩...

【专利技术属性】
技术研发人员：李娅，王继平，张吉，王龙，杨特波，许珍萍，刘会会，
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：