東河11井巖心孔隙結(jié)構(gòu)常規(guī)物性參數(shù)和分形特征參數(shù)變化規(guī)律的研究

1、最新【精品】范文 參考文獻(xiàn) 專業(yè)論文東河11井巖心孔隙結(jié)構(gòu)常規(guī)物性參數(shù)和分形特征參數(shù)變化規(guī)律的研究東河11井巖心孔隙結(jié)構(gòu)常規(guī)物性參數(shù)和分形特征參數(shù)變化規(guī)律的研 究摘要：本文在所選擇的東河油田東河11井巖心上，進(jìn)行了巖 心孔隙結(jié)構(gòu)的常規(guī)物性參數(shù)和壓、退汞特征參數(shù)的實(shí)驗(yàn)和對(duì)比分析。 從中看出，油層巖心孔隙結(jié)構(gòu)各特征參數(shù)均有各自的變化規(guī)律，而且相互之間也有較好的對(duì)應(yīng)變化規(guī)律，隨著孔、滲增加，巖心均質(zhì)系數(shù)、 壓汞分形維數(shù)變大，變異系數(shù)、巖性系數(shù)變小，退汞分形維數(shù)、退汞 效率變小。最主要的看出：滲透率與壓汞、退汞分形維數(shù)的相關(guān)性好 于滲透率與其它反映壓汞孔隙結(jié)構(gòu)均質(zhì)程度的均質(zhì)系數(shù)、變異系數(shù)和 巖性系數(shù)的

2、相關(guān)性。用壓、退汞分形維數(shù)來作為表示巖心均質(zhì)程度的 一個(gè)新的特征參數(shù)會(huì)更好一些，這樣對(duì)于合理評(píng)價(jià)巖心的均質(zhì)程度更 為精確一些。關(guān)鍵詞：孔隙結(jié)構(gòu)； 滲透率；孔隙度；巖性系數(shù)；變異系 數(shù)；壓汞分形維數(shù)； 退汞分形維數(shù)； 退汞效率中圖分類號(hào)：TE312文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-8631 (2013) 02-0028-02為了正確地認(rèn)識(shí)油層巖心的物性，為了精確地描述油層巖心孔隙 結(jié)構(gòu)的特征，油藏工程師進(jìn)行了大量的研究工作，在合理開發(fā)好油田， 提高原油采收率方面已經(jīng)取得了豐碩的成果1-4。本文以東河11井巖心為例，企圖從巖心常規(guī)物性和壓、退汞毛 管壓力曲線兩個(gè)方面，綜合對(duì)比分析巖心孔隙結(jié)構(gòu)的變化

3、規(guī)律及其各 特征參數(shù)相互之間的變化規(guī)律，以便加深對(duì)油層巖心的宏觀和微觀的 認(rèn)識(shí)，使我們對(duì)油層巖心特征參數(shù)的了解更加深入一步。本文用同一塊巖樣，從常規(guī)油層物性和壓、退汞毛管壓力曲線資 料進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)，這樣對(duì)比性更合理、更可靠，因?yàn)橘Y料來自同一塊 樣品。研究結(jié)果表明：油層巖心孔隙結(jié)構(gòu)各特征參數(shù)均有各自的變化規(guī) 律，而且相互之間也有較好的對(duì)應(yīng)變化規(guī)律。以東河11井為例，它們巖性特征參數(shù)有較好的變化規(guī)律。一般來講，隨著孔、滲增加，巖 心均質(zhì)系數(shù)、壓汞分形維數(shù)變大，變異系數(shù)、巖性系數(shù)變?。煌斯?形維數(shù)、退汞效率變小。1油層巖心孔隙結(jié)構(gòu)特征參數(shù)的描述油層巖心孔隙結(jié)構(gòu)特征參數(shù)的描述，從不同角度出發(fā)有許多不

4、同 的表述方式。本文僅從三個(gè)方面來分析，以求得較全面地反映孔隙結(jié) 構(gòu)的特征。為了便于討論，在此對(duì)所涉及的孔隙結(jié)構(gòu)特征參數(shù)，作一 些簡(jiǎn)單的說明。1.1常規(guī)孔隙結(jié)構(gòu)特征參數(shù)油層物性最常用的參數(shù)是孔隙度和空氣滲透率， 它們分別反映了 巖心孔隙的數(shù)量和允許流體如空氣等通過巖心滲流的能力， 兩者均是 評(píng)價(jià)油層巖心性質(zhì)好壞最主要、最直觀宏觀的參數(shù)。1.2壓汞毛管壓力曲線表征的孔隙結(jié)構(gòu)特征參數(shù)壓汞毛管壓力曲線表征的孔隙結(jié)構(gòu)特征參數(shù)是一個(gè)反映巖心喉 道半徑大小及其分布的微觀參數(shù)。它有表示巖心均質(zhì)程度和表示分形 程度兩類特征參數(shù)。1.2.1表示巖心均質(zhì)程度的特征參數(shù)表示巖心均質(zhì)程度有許多數(shù)學(xué)表示形式，從巖心喉道

5、半徑分布角 度出發(fā)，這里簡(jiǎn)要介紹一下常用的，反映巖心均質(zhì)程度的三個(gè)特征參 數(shù)：均質(zhì)系數(shù)、巖性系數(shù)和變異系數(shù)。均質(zhì)系數(shù)C是由喉道半徑計(jì)算出來的平均喉道半徑與巖心最大 半徑之比值，數(shù)值用小數(shù)表示。其數(shù)值越大，表示巖心越均質(zhì)。巖性系數(shù)F是實(shí)測(cè)滲透率與由喉道半徑計(jì)算出來的滲透率之比 值，反映了孔隙喉道的迂曲程度，數(shù)值用小數(shù)表示。其數(shù)值越小，表 示巖心越均質(zhì)。變異系數(shù)DR是喉道半徑的分選系數(shù)（它是反映喉道大小分布集 中程度的參數(shù)，具有某一等級(jí)的喉道占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)時(shí)，分選系數(shù)值小， 表示喉道分選程度好）與平均半徑之比，數(shù)值用小數(shù)表示。其數(shù)值越 小，表示巖心越均質(zhì)。122表示巖心分形程度的特征參數(shù)5-7表示巖心

6、分形程度的特征參數(shù)是分形維數(shù)。 壓汞毛管壓力曲線根 據(jù)對(duì)應(yīng)的歐氏維數(shù)有四種分形類型，本文從喉道半徑所提供的滲透率 貢獻(xiàn)值分布頻率來分析和研究巖心的分形特征。具體求法是：以喉道半徑R為測(cè)量尺度，以R2S測(cè)量對(duì)象，logR 與log R2S有較好的直線關(guān)系，其分形維數(shù) D2數(shù)值范圍在23之 間（詳細(xì)情況見參考文獻(xiàn)7）。1.3退汞毛管壓力曲線表征的孔隙結(jié)構(gòu)特征參數(shù)8-9退汞毛管壓力曲線表征的孔隙結(jié)構(gòu)特征參數(shù)是一個(gè)反映巖心孔 隙半徑大小及其分布的微觀參數(shù)。這里介紹兩個(gè)特征參數(shù)：退汞效率 和分形維數(shù)。1.3.1退汞效率退汞效率WE定義為，在給定的壓力范圍內(nèi)，從最大的注入壓力 降到0.01mPa時(shí)，從巖心

7、內(nèi)退出的水銀體積占降壓前注入的水銀總體 積的百分?jǐn)?shù)，它反映了非潤(rùn)濕相毛管效應(yīng)采收率。本文在退汞毛管壓力曲線研究中，做出了兩個(gè)假定。一個(gè)假定是： 在退汞曲線中也存在麻痹效應(yīng)，即存在一個(gè)突變點(diǎn)。在兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)對(duì) 應(yīng)的飽和度值大于1%寸，認(rèn)為開始退汞，之前的汞飽和度為麻痹效 應(yīng)應(yīng)當(dāng)扣除，其數(shù)值為0.32%另一個(gè)假定是：當(dāng)砂巖巖心孔隙度 小于15%滲透率小于0.01卩m2時(shí)，達(dá)到一定壓力點(diǎn)后汞飽和度變 化很小，在兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)對(duì)應(yīng)的飽和度值小于0.5%時(shí)，認(rèn)為退汞中止。本文的研究中，退汞量按此假定作了必要的修正 （詳細(xì)情況見參考文 獻(xiàn)9）。1.3.2退汞分形維數(shù)根據(jù)退汞毛管壓力曲線資料求出退汞分形維數(shù)，具體

8、的求法是： 以退汞毛管壓力為測(cè)量尺度，以對(duì)應(yīng)的退汞飽和度分布頻率為測(cè)量對(duì) 象，求出退汞分形維數(shù)D0W/2東河11井巖心孔隙結(jié)構(gòu)特征參數(shù)的統(tǒng)計(jì)2.1研究對(duì)象的選擇2.1.1巖性的選擇東河油田為一巨型海相沉積油藏，儲(chǔ)層巖性以細(xì)砂巖為主。其特征是：巖石以石英顆粒為主，膠結(jié)物含量低（泥質(zhì)為4滄6%灰質(zhì)為6%7%;粒度細(xì)（平均中值均為0.15mm ，雜質(zhì)含量低（平均 為6.3%），分選中等，顆粒以次圓為主；粘土礦物含量低（平均為 3.93%），以高嶺石為主（占82% ;孔隙類型以粒間孔為主。巖心 的這些物性使得壓、退汞影響因素相對(duì)簡(jiǎn)單。而以前的研究表明8: 蒙托石對(duì)退汞影響最大，高嶺石影響最小。因此選用

9、東河11井巖樣。 2.1.2巖心滲透率級(jí)差的選擇隨機(jī)選取東河11井5組不同滲透率級(jí)差的10塊巖心，除了 2塊 高滲透率巖心取自礫巖外，其余巖心均取自一至三巖性段。2.2東河11井巖心孔隙結(jié)構(gòu)特征參數(shù)的統(tǒng)計(jì)根據(jù)東河11井5組不同滲透率級(jí)差的10塊巖心的壓、退汞資料， 整理出該井的孔隙結(jié)構(gòu)特征參數(shù)數(shù)據(jù)，并列入表1中。東河11井孔隙結(jié)構(gòu)特征參數(shù)相互之間的相關(guān)系數(shù)列入表 2中，實(shí)際上表2中的資 料數(shù)據(jù)是根據(jù)表1中的資料數(shù)據(jù)計(jì)算出來的。其中最關(guān)注的巖心滲透 率與壓汞分形維數(shù)、滲透率與退汞分形維數(shù)的相關(guān)性繪制于圖1、圖2中。3東河11井孔隙結(jié)構(gòu)特征參數(shù)變化規(guī)律的分析3.1滲透率與其它孔隙結(jié)構(gòu)特征參數(shù)有良好

10、的相關(guān)性從表1孔隙結(jié)構(gòu)特征參數(shù)數(shù)據(jù)表中，非常明顯地看出：隨著滲透 率的增加，其它參數(shù)數(shù)值也同時(shí)非常有規(guī)律的變化（除極個(gè)別數(shù)據(jù) 外），孔隙度有序的增加；變異系數(shù)、巖性系數(shù)均依次變小，均質(zhì)系 數(shù)、壓汞分形維數(shù)依次變大；退汞效率、退汞分形維數(shù)亦是依次變小（滲透率低于0.0033卩m2的組別與滲透率高于0.0033卩m2的組別的 規(guī)律性略有變差）。這不是偶然現(xiàn)象，而是孔隙結(jié)構(gòu)特征的客觀存在， 說明孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)變化有其內(nèi)在規(guī)律性。3.2滲透率與其它參數(shù)的相關(guān)性要好于孔隙度與其它參數(shù)的相 關(guān)性從表2中看出：滲透率與其它參數(shù)（除均質(zhì)系數(shù)、變異系數(shù)之外）， 基本上良好相關(guān)，而孔隙度與其它參數(shù)（除退汞分形維數(shù)之

11、外）基本 不相關(guān)，說明滲透率與其它參數(shù)的相關(guān)性要好于孔隙度與其它參數(shù)的 相關(guān)性。原因是滲透率反映允許流體通過的能力，而孔隙度主要反映孔隙的數(shù)量。3.3滲透率與分形維數(shù)的相關(guān)性優(yōu)于滲透率與其它參數(shù)的相關(guān)性10從表2中還看出：滲透率與分形維數(shù)的相關(guān)性優(yōu)于滲透率與反映 壓汞均質(zhì)程度的均質(zhì)系數(shù)、變異系數(shù)和巖性系數(shù)等的相關(guān)性。 滲透率 與壓汞分形維數(shù)的相關(guān)系數(shù)r為0.8305，與退汞分形維數(shù)的相關(guān)系 數(shù)r為0.9902 ,均高于置性度在a為0.01水平時(shí)所需的相關(guān)系數(shù)r 0.765，看出其相關(guān)性良好，詳見圖1、圖2。而滲透率與均質(zhì)系數(shù)、 變異系數(shù)、巖性系數(shù)的相關(guān)系數(shù)r分別為0.4918、0.2592、0

12、.7277, 均低于置性度在a為0.01水平時(shí)所需的相關(guān)系數(shù)r 0.765，看出其 相關(guān)性分別為不相關(guān)、不相關(guān)、基本相關(guān)，與前者良好的相關(guān)性有明 顯地區(qū)別。這充分反映出，常規(guī)表示壓汞毛管壓力曲線的均質(zhì)程度的 系數(shù)均質(zhì)系數(shù)、變異系數(shù)、巖性系數(shù)均不十分理想。因?yàn)榫|(zhì)系數(shù)受 最大喉道半徑的影響，巖性系數(shù)受實(shí)測(cè)滲透率值精確度的影響，所以均質(zhì)系數(shù)、變異系數(shù)、巖性系數(shù)在個(gè)別情況下，其精確度要受到一些 影響，而出現(xiàn)一些異常情況。而分形維數(shù)只是從實(shí)測(cè)點(diǎn)直接求取其關(guān) 系直線的斜率，看來受其它參數(shù)影響相對(duì)較小，因此滲透率與分形維 數(shù)相關(guān)性較好，所以用分形維數(shù)來作為表示巖心均質(zhì)程度的一個(gè)新的 特征參數(shù)會(huì)更好一些，會(huì)

13、更優(yōu)于其它表示均質(zhì)程度的參數(shù)如均質(zhì)系 數(shù)、變異系數(shù)、巖性系數(shù)等，這樣對(duì)于合理評(píng)價(jià)巖心的均質(zhì)程度更為 精確一些。3.4壓汞分形維數(shù)與退汞特征參數(shù)的相關(guān)性良好壓汞和退汞有一定對(duì)應(yīng)相關(guān)性。壓汞分形維數(shù)與退汞效率相關(guān)系 數(shù)為0.8594，與退汞分形維數(shù)相關(guān)系數(shù)為0.7884，其相關(guān)系數(shù)均高 于置信度在a為0.01水平時(shí)所需的相關(guān)系數(shù)r0.765，為良好相關(guān) 性。3.5退汞本身參數(shù)之間的相關(guān)性也良好退汞效率與退汞分形維數(shù)的相關(guān)系數(shù)r為0.9026，高于置信度在a為0.01水平時(shí)所需的相關(guān)系數(shù)r 0.765，為良好相關(guān)性。4結(jié)論滲透率與其它孔隙結(jié)構(gòu)特征參數(shù)有良好的相關(guān)性，隨著滲透率 的增加，其它參數(shù)數(shù)值隨

14、之非常有序的、有規(guī)律的變化，如孔隙度增 加，壓汞均質(zhì)程度變好（均質(zhì)系數(shù)、壓汞分形維數(shù)變大；變異系數(shù)、 巖性系數(shù)變?。?，退汞特征參數(shù)變小（退汞效率、退汞分形維數(shù)變?。?。滲透率與其它參數(shù)的相關(guān)性好于孔隙度與其它參數(shù)的相關(guān)性，因?yàn)闈B透率反映了巖心喉道及其分布允許流體通過的能力，孔隙度反映的是孔隙數(shù)量。滲透率與壓汞、退汞分形維數(shù)的相關(guān)性好于滲透率與其它反映 壓汞孔隙結(jié)構(gòu)均質(zhì)程度的均質(zhì)系數(shù)、變異形式和巖性系數(shù)的相關(guān)性。 用分形維數(shù)來作為表示巖心均質(zhì)程度的一個(gè)新的特征參數(shù)會(huì)更好一 些，這樣對(duì)于合理評(píng)價(jià)巖心的均質(zhì)程度更為精確一些。由于東河油田為海相沉積，所選擇的巖心膠結(jié)物含量低，其中 粘土礦物含量也低，壓、

15、退汞影響因素相對(duì)簡(jiǎn)單，并且為在同一塊巖 心上取得不同的參數(shù)，所以對(duì)比性較強(qiáng)。總的結(jié)論是巖心孔隙結(jié)構(gòu)的 常規(guī)物性參數(shù)與壓、退汞特征參數(shù)有明顯地內(nèi)在關(guān)系，常規(guī)物性參數(shù) 與壓、退汞特征參數(shù)，尤其是與壓、退汞分形維數(shù)相關(guān)密切，其變化 是非常有規(guī)律性的。參考文獻(xiàn)：1 羅蟄潭，王允誠(chéng).油氣儲(chǔ)集層的孔隙結(jié)構(gòu)M.北京：科學(xué)出 版社，1986: 21-23，124-129.2 李克文，秦同洛.分維幾何及其在石油工業(yè)中的應(yīng)用J.石 油勘探與開發(fā)，1990，17（ 5）: 109-114.3 沈平平.油水在多孔介質(zhì)中的運(yùn)動(dòng)理論和實(shí)踐M.北京：石 油工業(yè)出版社，2000： 18-26 ； 75-85.4 唐瑋，唐仁騏

16、，白喜俊.分形理論在油層物理學(xué)中的應(yīng)用J. 石油學(xué)報(bào)，2008： 29（ 1）: 93-96.5 冉啟全，周南翔.油氣儲(chǔ)集層孔隙表面結(jié)構(gòu)的分形特征研究 J.西南石油學(xué)院學(xué)報(bào)，1992，14（4）： 28-33.6 Shen Pingping ， Li Kewen.A new method for determining the fractal dime nsions of pore structures and itsapplicationC.Presentedat the 10th Offshore South East AsiaCon fere nee and Exhibiti on ， Paper