[发明专利]确定碳酸盐岩气水相对渗透率的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及油田开采技术领域，尤其涉及一种确定碳酸盐岩气水相对渗透率的方法及装置。

背景技术

对于碳酸盐岩储层的孔洞、裂缝发育的研究中，目前对碳酸盐岩储层的孔、洞、缝微观流动研究的方法和认识较少，主要采用常规的驱替实验、压汞法等手段，很难精确，快速求取岩心的相对渗透率。下面对驱替实验、压汞法进行说明。

一、流动规律研究中的微观分析技术之一：驱替实验。

驱替实验是将岩心饱和盐水，然后装入岩芯夹持器，设置好流量，在所设置的流量下测定岩芯入口端的压力，并用量杯和秒表测其出口端流量；待压力表数据趋于稳定，出口流速稳定时，记录此时的压力和流量，然后带入达西公式，求得岩心渗透率。此方法简单，成本低廉，是目前储层渗流规律研究中的常用方法。该分析方法的不足是：时间长，实验过程容易出现误差。具体如下：

1、利用驱替实验测定岩心渗透率，需要专业技术人士去判读，对操作人员的技术水平经验依赖性大，仪器的精度会直接影响驱替结果的好坏；实际工作中，因操作人员、摄像参数设置等的不同，分析结果可能存在差别；

2、测定时间长。由于碳酸盐岩连通性差、非均质性很强，做一组驱替实验需要花费比较长的时间，如出现差错，需要重新测定，同时，由于渗透率低，流量小，计量不准也会造成测试的误差；

3、驱替过程中，只能记录一些实时数据，时间和流量，不能实时动态的观察驱替的过程，反映不出真实的流体的流动规律。

二、储层研究中的微观分析技术之一：压汞法。

常规压汞法以毛细管束模型为基础，假设多孔介质由直径大小不同的毛细管束组成。将非润湿相的汞注入被抽空的岩样空间中去时，一定要克服岩石孔隙系统对汞的毛细管阻力。汞作为非润湿相，汞的注入过程中汞首先进入较大的孔隙喉道中；随着注入压力不断增加，汞即不断进入较小的孔隙。岩样的毛细管压力与孔径分布、孔隙体积分布、孔喉连通关系、孔隙度、渗透率及流体饱和度等都有关。因此，利用毛管曲线可以分析不同渗透率岩心的孔喉分布及渗透率贡献率分布特征，探讨渗透率、平均喉道半径、分选系数等孔隙结构参数。

压汞法利用毛管曲线可以分析不同渗透率岩心的孔喉分布及渗透率贡献率分布特征，但有其不足在于：

1、压汞实验过程中，使用的汞有毒，会对人体和环境造成危害；

2、压汞法得到的岩石的孔隙结构特征，是一个平均参数，不能得到不同大小的孔喉的定量分布特征；

3、压汞实验时，汞的注入过程中会对原来的孔隙及其内部的粘土矿物等产生破坏，反映不出真实的岩石孔隙结构特征。注入压力越高，这种影响越大；

4、压汞实验时，只能记录一些实时数据，不能实时动态的观察驱替的过程，反映不出真实的流体的流动规律。

发明内容

本发明实施例提供一种确定碳酸盐岩气水相对渗透率的方法，用以解决现有技术在确定碳酸盐岩气水相对渗透率时时间长、误差大的不足，该方法包括：

确定碳酸盐岩中孔隙的分布；

确定各孔隙的气相及水相流速；

确定各孔隙的气相及水相流量；

根据各孔隙的气相及水相流速、气相及水相流量，确定碳酸盐岩气水相对渗透率；

所述碳酸盐岩中孔隙的分布根据多孔介质分形几何原理确定，包括：

取特征长度为L₀的正方形岩样，则毛细管束直线长度为L₀，单元截面面积为A，单元截面上孔隙半径在r和r+dr之间的孔隙个数为：

孔隙大小分布的概率密度函数为：

多孔介质毛细管实际弯曲长度为：

所述确定各孔隙的气相及水相流速，包括：根据以下方式确定各孔隙的气相及水相流速：

其中：D_f为孔隙分形维数；D_T为迂曲度分形维数；下标：max表示最大；min表示最小；r为毛细管中心到任意位置的径向距离，μm；dr为径向距离增量，μm；r₁为气、水交界面相半径，μm；r₀为毛细管半径，μm；μ_w为水相黏度，mPa·s；μ_g为气相黏度，mPa·s；p₁为入口端压力，MPa；p₂为出口端压力，MPa；δ为束缚水膜厚度，μm；下标：w为水相；g为气相；