新疆油田公司勘探開發(fā)研究院實驗中心孔隙度、滲透率及

毛管壓力曲線測定及應(yīng)用巖樣的選取

孔滲及毛管壓力曲線測定

常規(guī)物性參數(shù)的應(yīng)用介紹內(nèi)容一巖樣的選取常規(guī)巖石物性樣品的選取主要以室內(nèi)選取為主。室內(nèi)選取的樣品，適用于油水飽和度以外的所有檢測項目。孔隙度、滲透率樣品應(yīng)視不同的巖性選取不同規(guī)格的巖樣。對于均質(zhì)巖心可選取25mm、38mm的柱塞、不規(guī)則巖心樣品，對于非均質(zhì)性巖心，應(yīng)選取全直徑巖心樣品才具有代表性。二孔滲及毛管壓力曲線測定分析二孔滲及毛管壓力曲線測定分析1、孔隙度、滲透率測定分析孔隙度和滲透率的測定，是提供地面條件下的有效孔隙度值和滲透率值，考察巖樣孔隙發(fā)育程度和孔喉連通程度。測定的理論依據(jù)是氣體狀態(tài)方程、流體滲流原理。圖1孔隙度和滲透率測定流程烘樣量尺寸測氣體滲透率計算滲透率稱干重出分析報告計算孔隙度飽和后巖樣稱重煤油中抽空飽和2.1孔隙度和滲透率定二孔滲及毛管壓力曲線測定分析1.1、孔隙度的測定孔隙度是表示巖石孔隙體積與巖石總體積的比值。它反映了儲集層儲集流體的能力。儲層的孔隙度越大，能容納流體的數(shù)量就越多，儲集性就越好。習(xí)慣上把有效孔隙度稱為孔隙度。采用的測定方法是：飽和煤油法和氦孔隙度法。二孔滲及毛管壓力曲線測定分析1.1.1、飽和煤油法原理：根據(jù)阿基米德原理。將抽油后烘干至恒重的巖樣稱其質(zhì)量m1，然后抽空用煤油飽和，稱巖樣飽和煤油后在煤油中的質(zhì)量m2和巖樣飽和煤油后的質(zhì)量m3，按下式計算適合于各種規(guī)格的巖心樣品，但巖樣質(zhì)量不得小于10克。且不適用于含有易于產(chǎn)生膨脹成份的巖石，對特別疏松和重油膠結(jié)的巖樣也不適用。二孔滲及毛管壓力曲線測定分析1.1.2、氦孔隙度法原理：根據(jù)波義耳定律，以一定的壓力向原來處于一個大氣壓條件下的巖樣內(nèi)壓入一定體積的氣體，就能測出巖樣的有效孔隙體積。根據(jù)測出的壓力數(shù)值可以計算出巖樣的顆粒體積和孔隙體積，根據(jù)巖心室中標(biāo)準(zhǔn)塊體積可求出巖樣的總體積，由此就可計算出巖樣的有效孔隙度。此方法操作簡單準(zhǔn)確、重復(fù)性高，但對樣品規(guī)格要求很高，樣品必須絕對規(guī)則才能用此方法。此方法不適用于孔隙度、滲透率極低的巖心，否則會影響數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。二孔滲及毛管壓力曲線測定分析1.1.3、總孔隙度的測定原理：首先用浮力定律求出巖樣的總體積和顆粒體積，巖樣的總體積減去巖樣的顆粒體積就可求得巖樣的有效和無效孔隙體積之和，由此可求得巖樣的總孔隙度。巖心總孔隙度測定采用的是封蠟法。此方法適用于不能采用氦氣法和飽和煤油法測定的膠結(jié)疏松、易散的巖心和重油膠結(jié)的巖心。巖樣需采用冷凍采樣，表面要處理光滑。二孔滲及毛管壓力曲線測定分析1.2、氣體滲透率的測定滲透率是指當(dāng)具有壓力差時，巖石所能允許液體或氣體流動的能力。滲透率分三種：絕對滲透率、有效滲透率、相對滲透率。在實驗室中測定巖石的氣體滲透率運用的是達西直線滲濾定律。既待氣體通過巖心的流動狀態(tài)穩(wěn)定后，測定巖心兩端的進、出口壓力P1和P2及在此壓差下對應(yīng)的流量Q，由測得的氣體粘度，按下式計算出巖心的滲透率。二孔滲及毛管壓力曲線測定分析2、毛管壓力曲線測定分析巖樣毛管壓力測定，即是確定毛管力和流體飽和度之間的關(guān)系曲線。測定巖石毛管壓力曲線的方法很多，但目前常用的主要有二種：壓汞法和離心機法。這些方法的基本原理相同，只是實驗時所使用的流體工作介質(zhì)不同，加壓方式不同。最常用的是壓汞法，除了可以提供毛管力和流體飽和度曲線之外，還可以提供用于研究儲集層巖樣孔隙結(jié)構(gòu)、進行儲集層分類評價、研究其采收率和油水飽和度分布、分析油氣藏產(chǎn)油氣能力以及多相流體在孔隙中的滲流規(guī)律等方面的特征參數(shù)。二孔滲及毛管壓力曲線測定分析圖2毛管壓力曲線測定流程壓汞法接樣烘樣、稱重測孔隙度、氣體滲透率出分析報告處理資料測試離心機法接樣烘樣測氣體滲透率配制油水樣出分析報告處理資料測試煤油中抽空飽和二孔滲及毛管壓力曲線測定分析選樣要求：壓汞法的最大優(yōu)點是測量速度快，對樣品的形狀要求不嚴(yán)。巖樣外觀尺寸應(yīng)≤25mm能置入25mm×25mm透度計內(nèi)為宜；同時巖樣必須經(jīng)過抽提除油（不用熱解除油，防止高溫破壞孔隙結(jié)構(gòu)）。三常規(guī)物性特征參數(shù)的應(yīng)用1、孔隙度和滲透率的應(yīng)用應(yīng)用之一：是計算油田儲量的基本參數(shù)，也是確定油層有效厚度的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)之一。應(yīng)用之二：儲層研究和分類評價參數(shù)之一。三常規(guī)物性特征參數(shù)的應(yīng)用1、孔隙度和滲透率的應(yīng)用應(yīng)用之三：確定油層儲能損失及產(chǎn)能界限應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計方法，根據(jù)巖心測定的孔隙度和滲透率數(shù)據(jù)，分別作出相應(yīng)的直方圖。根據(jù)這些直方圖中的曲線來選擇油層的界限值，進而確定出油層損失儲量及產(chǎn)油能力的大小，并找出最佳界限值，對油層的儲集性能和滲透性能進行評價。三常規(guī)物性特征參數(shù)的應(yīng)用2、毛管壓力的應(yīng)用2.1、壓汞法孔隙結(jié)構(gòu)特征參數(shù)的物理意義及其應(yīng)用①反映喉道連通性及控制流體運動特征的主要參數(shù)退汞效率（WE）：是指從壓入的最高壓力退到最低壓力（0或0.1MPa）時，退出的水銀量占注入的總水銀量的百分?jǐn)?shù)，它反映喉道對孔隙的屏蔽作用。非飽和的孔隙體積百分?jǐn)?shù)（Smin）：即最小濕相飽和度Smin。三常規(guī)物性特征參數(shù)的應(yīng)用②反映喉道（或孔喉）幾何特征的主要參數(shù)排驅(qū)壓力（Pd）：與其相對應(yīng)的孔喉半徑稱為最大孔喉半徑（rA）。是劃分巖石儲集性能好壞的主要參數(shù)之一，與巖石的孔隙度和滲透率密切相關(guān)，直接反映巖石的滲透能力，間接預(yù)示巖石的儲集容量大小。飽和度中值壓力（Pc50）：與其相對應(yīng)的孔喉半徑稱為飽和度中值半徑（r50）。主要反映儲油巖石的孔滲性，可以用來估計油藏石油產(chǎn)能的大小。平均孔喉半徑：在壓力曲線上，汞飽和度為84%，50%和16%處所對應(yīng)的半徑值的平均數(shù)，為均值。它比r50更能代表孔喉大小的平均數(shù)。最小非飽和孔隙體積百分?jǐn)?shù)（Smin%）：反映巖石顆粒大小、均一程度、膠結(jié)類型、孔隙度、滲透率等一系列性質(zhì)的綜合指標(biāo)。解釋時必須結(jié)合巖石的潤濕性。三常規(guī)物性特征參數(shù)的應(yīng)用③反映喉道分選特征的主要參數(shù)均值（φ）：是指儲集層的孔隙結(jié)構(gòu)中全部孔隙分布的平均位置。分選系數(shù)（σ）：用以描述以均值為中心的孔隙大小的散布程度，又可用以描述孔隙大小的分選程度。變異系數(shù)（C）：可用以孔隙平均值和分選程度的比較。也可以反映儲集巖孔隙結(jié)構(gòu)的好壞，一般來說，C值越大，則表示儲集巖的孔隙結(jié)構(gòu)越好。均質(zhì)系數(shù)（α）：表示孔喉半徑對最大孔喉半徑的總偏離度。越大，組成巖樣的孔喉半徑大小越接近于最大孔喉半徑，巖樣的孔喉分布越均勻。偏態(tài)（Sk）：也稱歪度，表示孔喉富集位置的一個參數(shù)。峰態(tài)（KG）：是測量分布曲線峰凸情況的數(shù)字特征，是曲線中部與尾部的展形比?？紫督Y(jié)構(gòu)主要參數(shù)的具體應(yīng)用碎屑巖儲層孔隙結(jié)構(gòu)級別分類三常規(guī)物性特征參數(shù)的應(yīng)用2.2、毛管壓力曲線的應(yīng)用1）研究巖石孔隙結(jié)構(gòu)利用毛管壓力曲線定量地研究孔隙喉道分布，繪制成各種孔隙喉道大小分布圖，如孔隙喉道頻率分布直方圖，孔隙喉道累計頻率分布曲線。由這些曲線可確定巖石主要喉道半徑大小。在工程上，孔喉半徑對于確定泥漿暫堵劑的粒級大小及聚合物驅(qū)中篩選高分子化合物，尋找最優(yōu)的粒級匹配關(guān)系都是必要的基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)。2）根據(jù)毛管壓力曲線形態(tài)評估巖石儲集性能好壞毛管壓力曲線形態(tài)主要受孔隙喉道的分選性和喉道大小所控制。喉道大小分布越集中，則分選越好，毛管壓力曲線的中間平緩段也就越長，且越接近與橫坐標(biāo)平行。三常規(guī)物性特征參數(shù)的應(yīng)用2.2、毛管壓力曲線的應(yīng)用3）應(yīng)用毛管壓力曲線確定油層的平均毛管壓力（J（Sw）函數(shù)）

J（Sw）函數(shù)把油層流體界面張力、潤濕性和孔隙大小分布的影響綜合在一起來表征油層的毛管壓力曲線特征。實踐證明，它是毛管壓力曲線一個很好的綜合處理方法。三常規(guī)物性特征參數(shù)的應(yīng)用2.2、毛管壓力曲線的應(yīng)用4）確定油（水）飽和度隨油水過渡帶高度之間的變化關(guān)系?？衫盟鶞y得的毛管壓力，按公式：直接將Pc（Sw）換算成h（Sw）關(guān)系，即可求出油（水）過渡帶高度隨含水（油）飽和度變化關(guān)系。但要準(zhǔn)確確定油水同產(chǎn)區(qū)的厚度，還需與相對滲透率曲線結(jié)合。三常規(guī)物性特征參數(shù)的應(yīng)用2.2、毛管壓力曲線的應(yīng)用5）利用驅(qū)替和吸入毛管壓力曲線研究采收率在毛管壓力特征參數(shù)中，退汞效率實際上是非濕相的采收率，對于親水油層，則為非濕相原油的采收率。6）毛管壓力資料確定儲層巖石潤濕性（主要是離心機法測得的毛管壓力曲線）主要有兩種方法：對比驅(qū)替和吸入毛管壓力曲線，可反映出油藏巖石的潤濕特征—即面積比較法潤濕指數(shù)和視接觸角法三常規(guī)物性特征參數(shù)的應(yīng)用2.2、毛管壓力曲線的應(yīng)用7）用毛管壓力曲線，可計算巖石的絕對滲透率和相對滲透率其理論根據(jù)是：①根據(jù)毛管壓力曲線所確定的孔喉分布就可以計算出巖石的滲透率；②通過適當(dāng)?shù)拿軌毫瘮?shù)轉(zhuǎn)化