一种实验室快速测定饱和度指数n的方法技术

本发明专利技术提供了一种实验室快速测定储层饱和度指数n的方法(“三点法”)。该方法实现了以下3个具体目标：①在确保毛管力与电阻率平衡的前提下，准确测量岩心的含水饱和度和电阻率；②将实验测试周期从2个月缩短至2周；③能判断岩石电阻增大率与含水饱和度的关系是否遵从Archie关系，如符合则给出饱和度指数n。所述三点法可无风险地、高效率地测定储层饱和度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及勘探地球物理领域中测定岩石电性参数的方法，具体是一种实验室快速测定储层饱和度指数η的方法。
技术介绍
阿尔奇(Archie)根据纯砂岩地层岩心电性实验建立了电阻率增大率(R1)和含水饱和度(Sw)以及地层因素(Ff)和孔隙度(Φ)的关系，即阿尔奇(Archie)公式R1 = Rt/Ro = 1/Snw (1)Ff = R0/Rw = Ι/Φ"1 (2)式中，Rt为饱和地层水和烃的岩心的真电阻率，Ro为完全含水砂岩的电阻率，Rw 为地层水的电阻率，m为胶结指数，η为饱和度指数。阿尔奇(Archie)公式在孔隙度测量和电阻率测量之间建立了联系的纽带，并构成了应用电测井资料定量评价“纯地层”原始含油 (气)饱和度的理论基础。通常，把Archie公式中包含的胶结指数m和饱和度指数η看作是对岩石电学性质的描述参数，泛称为岩电参数(有称作Archie参数的)，并把实验确定岩电参数的过程称作岩心电性实验。出于对储层精确评价的客观需要，岩心电性实验方法、技术的研究一直是油藏岩石物理实验研究的重点。当前实验室测定储层饱和度指数η主要有两种方法(1)常用方法使用离心机或普通驱替系统快速地改变岩心含水饱和度，测量岩心的含水饱和度和电阻率后经数学处理得到。具体操作步骤是①对制备好的岩心，测量其初始状态下的饱和度Sw和电阻率Rt ；②设置离心机转速或驱替工作压力，以增或降(含水)饱和度的方式改变柱塞岩心含水饱和度Sw，测量该含水饱和度Sw状态下的电阻率Rt ；③逐渐增加离心机转速或驱替工作压力，重复过程②至含水饱和度Sw不再改变(具体数值取决于离心机或驱替装置的最大转速或工作压力)；④计算不同含水饱和度Sw状态下的电阻增大率I，在双对数坐标下绘制电阻增大率I与含水饱和度Sw的交会图(图1)，幂函数拟合后得到饱和度指数η ；这种方法获得的前提二者呈“线性”关系，也称Archie关系，与其相对的是非Archie 关系。这种做法的特点是实验测试周期短，缺点是不考虑毛管力与电阻率的平衡(此处的平衡是指孔隙内含有两相以上的流体时，孔隙内部流体的微观分布调整需要花费时间。 最终平衡的结果是实验观测的岩心含水饱和度、油(气)水微观分布稳定；压力、电阻率恒定)，所以实验测量精度不高。(2)推荐方法(隔板法)为了确保毛管压力与电阻率平衡，提高饱和度指数η的测量精度，实验室推荐的做法是采用毛管压力与电阻率联测的方式完成饱和度指数η的测量(装置见图2，与常用做法装置的差别在于在流体排出端使用了半渗透隔板)。该方法的测量步骤①测量岩心初始状态下的饱和度Sw和电阻率Rt ；②设置驱替(非润湿相驱排润湿相)或吸吮(润湿相驱排非润湿相)的工作压力，缓慢地改变岩心的含水饱和度，至毛管压力与电阻率平衡后测量岩心的含水饱和度Sw和电阻率Rt ；③逐渐增加工作压力，重复步骤②至含水饱和度不再改变(束缚水饱和度Swi或残余油(气)饱和度状态Sor)，结束含水饱和度Sw和电阻率Rt 的实验测量。④计算不同含水饱和度Sw状态下的电阻增大率I，在双对数坐标下绘制电阻增大率I与含水饱和度Sw的交会图，幂函数拟合后得到饱和度指数η ；该方法获得的前提仍然是二者呈“线性”关系，也称Archie关系。该推荐做法存在以下问题由于要考虑到饱和度变化后的毛管力与电阻率平衡，在每个驱替工作压力点(与岩心的含水饱和度对应) 常需要稳定7-10天，若获得5-7个含水饱和度状态的电阻率，完成饱和度指数η的实验测量需要2个月左右，实验的测试周期长。在准确获得饱和度指数η的前提下，如何快速地完成实验测试是一个现实问题，对某些预探井、评价井的含油气储层的快速评价(要求在1-2 周内完成)以及后续的完井决策的制定非常重要。现有技术中有一种“两点法”，即用含水饱和度100%和束缚水饱和度Swi这2个孔隙流体分布稳定的饱和度状态的电阻增大率来确定饱和度指数η。该方法具有不用考虑毛管力与电阻率平衡的优点。尽管该方法的提出是想提高饱和度指数η的测量准确度，对于符合Archie关系的情况不失为一种快速测量方法。但是，由于润湿性、孔隙结构等原因， 岩石电阻增大率与含水饱和度的关系可能不遵从Archie关系，即出现图3所示的非Archie 关系。在无法预先知道Archie公式是否适用的情况下，使用“二点法”存在风险。
技术实现思路
为了解决上述现有技术中所存在的问题，本专利技术的目的就是要设计一种实验室快速测定储层饱和度指数η的方法。该方法要实现以下3个具体目标①在确保毛管力与电阻率平衡的前提下，准确测量岩心的含水饱和度和电阻率；②将实验测试周期从2个月缩短至2周；③能判断岩石电阻增大率与含水饱和度的关系是否遵从Archie关系，如符合则给出饱和度指数η。具体地，提出一种实验室快速测定储层饱和度指数η的“三点法”。该方法主要特点是1)在确保毛管力与电阻率平衡前提下，仅测量岩心在3个含水饱和度状态下的电阻率来完成饱和度指数η的测量——S卩“三点法”的由来；幻采用相对渗透率与电阻率联测方式完成储层含水饱和度指数η的测量；幻实验测试可在2周之内完成。为达到上述目的，本专利技术采取如下技术方案一种油驱水或气驱水过程的中性润湿储层饱和度指数η的测量方法，包括如下步骤1)用地层水抽真空加压饱和已经制备好的柱塞岩心；2)岩心置于相对渗透率与电阻率联测系统，测量岩心含水饱和度为100%时的电阻率R0 ；3)使用地层原油、炼制油、或氦气驱替岩心含水饱和度至油、水相对渗透率相等或气、水相对渗透率相等，停止驱替，平衡7-10天至电阻率平衡，测量等渗点Swhe的电阻率 Rwhe ；4)继续驱替至水相相对渗透率为0，测量岩心在束缚水饱和度Swi的电阻率Rwi ；5)计算含水饱和度为100%、等渗点、及束缚水这三个饱和度的电阻增大率I，在双对数坐标下绘制电阻增大率I与含水饱和度Sw的交会图，若含水饱和度与电阻增大率呈线性关系，则幂函数拟合给出饱和度指数η。根据本专利技术的一实施例，制备柱塞岩心包括选取、钻切、洗油、洗盐步骤。一种边水、底水、或等矿化度注入水进入含油气储层过程的饱和度指数η的测量方法，包括如下步骤1)用地层水抽真空加压饱和已经制备好的柱塞岩心，测量岩心含水饱和度为 100%时的电阻率R。，其用于计算电阻增大率；2)岩心置于相对渗透率与电阻率联测系统，使用地层原油或炼制油、氦气驱替岩心至水相相对渗透率为0，测量岩心在束缚水饱和度Swi的电阻率Rwi ；3)水驱油至油、水相对渗透率相等或者气驱油至油、气相对渗透率相等，停止驱替，平衡7-10天至电阻率平衡，测量等渗点Swhe的电阻率Rwhe ；4)继续水驱至油相或气相的相对渗透率为0，测量岩心在残余油饱和度Sor的电阻率Ror ；5)计算束缚水饱和度、等渗点、残余油气这三个饱和度的电阻增大率I，在双对数坐标下绘制电阻增大率I与含水饱和度Sw的交会图，若含水饱和度与电阻增大率呈线性关系，则幂函数拟合给出饱和度指数η。根据本专利技术的一实施例，制备柱塞岩心包括选取、钻切、洗油、洗盐步骤。根据本专利技术的一实施例，步骤幻中的岩心做过湿润性老化恢复。一种油驱水或气驱水过程的中性润湿储层饱和度指数η的测量方法，该测量方法使用相对渗透率与电阻率联测系统，该系统包括恒速恒压泵(1)、HASSLE本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种油驱水或气驱水过程的中性润湿储层饱和度指数ｎ的测量方法，包括如下步骤：１）用地层水抽真空加压饱和已经制备好的柱塞岩心；２）岩心置于相对渗透率与电阻率联测系统，测量岩心含水饱和度为１００％时的电阻率Ｒｏ；３）使用地层原油、炼制油、或氦气驱替岩心含水饱和度至油、水相对渗透率相等或气、水相对渗透率相等，停止驱替，平衡７－１０天至电阻率平衡，测量等渗点Ｓｗｈｅ的电阻率Ｒｗｈｅ；４）继续驱替至水相相对渗透率为０，测量岩心在束缚水饱和度Ｓｗｉ的电阻率Ｒｗｉ；５）计算含水饱和度为１００％、等渗点、及束缚水这三个饱和度的电阻增大率Ｉ，在双对数坐标下绘制电阻增大率Ｉ与含水饱和度Ｓｗ的交会图，若含水饱和度与电阻增大率呈线性关系，则幂函数拟合给出饱和度指数ｎ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：韩学辉，李峰弼，杨龙，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：37