低渗透储层孔吼半径下限的确定方法

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[摘 要]孔吼半径是影响渗透率大小的重要因素，在油气藏开发评价中具有重要意义。孔吼半径下限的确定有多种方法，本文综述了在实验数据基础上三种确定孔吼半径下限的方法，并以胜利油区低渗透油藏为例进行说明。

[关键词]孔吼半径；压汞；J函数；低渗透

中图分类号：TE112.23 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）29-0353-01

引言

岩石的孔隙可分为孔隙和吼道两部分。吼道的大小对岩石的渗透率起决定作用。油气是否能在一定的压差下从岩石中流出取决于吼道的粗细[1]，即孔喉半径的大小。储层流动孔喉下限即最小流动孔喉半径，是指半径小于该下限值的孔隙空间对渗透率无贡献，存在于低于该下限值孔隙空间内的流体不参与流动。储层流动孔喉下限的大小对低渗透储层储量评价及开发方案的确定具有重要的意义。毛管压力曲线是反映储层微观孔隙结构的重要资料，可以根据毛管压力测试资料对岩石微观孔喉结构进行分析，确定油气的最小流动孔喉半径，具体可以采用三种方法来决定。

1 样品统计分析法

根据含油性下限和孔隙度、渗透率下限研究结果，将压汞实验样品按照有效样品和无效样品进行分类统计，根据有效样品的孔喉半径最小值确定。根据济阳凹陷渤南油田浊积岩储层、利津洼陷滩坝砂储层和盐家油田砂砾岩储层的岩性样品分析结果，其孔喉半径下限值分别为0.22μm、0.19μm、0.28μm。

2 压汞资料与油基泥浆取心资料对比确定

在水润湿系统中，油（气）主要分布于大喉道连通的孔隙体积中，而水则占据小喉道连通的孔隙体积。油（气）水分布的孔喉半径临界值就称为最小有效含油孔喉半径或流动孔喉半径下限。利用压汞资料计算，并与油基泥浆取心分折资料相对比，可以确定最小有效含油孔喉半径值。这是陆上油田常用的方法。具体方法是首先根据压汞毛管压力资料计算小于一定孔喉半径，例如小于0.09μm，0.19μm，0.38μm，0.5μm，0.76μm等的累积孔隙体积，分别与空气渗透率建立关系曲线，同时用油藏的油基泥浆取心分析的原始含水饱和度与空气渗透率作出关系图，两者进行对比，当小于某一孔喉半径的孔隙体积--渗透率渗的关系曲线与实测含水饱和度-渗透率的关系图趋势基本一致时，这一孔喉半径印即被确定为该藏的最小有效含油孔喉半径或流动孔喉半径的下限值[2][3]。

利用济阳坳陷浊积岩油藏的油基泥浆取心井义3-7-7和密闭取心井樊31-10的物性和压汞资料，通过这种方法进行分析，得出两个地区最小有效含油孔喉半径分别为0.19μm和0.09μm。

3 利用purcell法确定

Purcell 法从压力与进汞量角度反映不同孔喉半径对渗透能力的贡献，当孔喉半径对累计渗透率贡献值达足够大（99.9%）时，对应的孔喉半径即为此层的最小流动孔喉半径[3]。

3.1 平均毛管压力曲线求取

毛管压力曲线的形状和位置的高低受储层岩石类型、孔隙度和渗透率的影响。实验中的每块样品只能代表油藏中某点的情况，需要把具有相同性质的毛管压力曲线平均为一条代表油藏特征的毛管压力曲线，才能有利的反映储层的储集性能及其微观非均质情况。

J函数是根据毛管力公式和渗透率与平均孔喉半径关系式推出的一个半经验关系的无因次函数，它是把流体界面张力、岩石润湿性及渗透率、孔隙度等影响综合在一起表征油层的毛管压力曲特征的函数。J函数的表达式如下：

对于压汞法测毛管压力曲线，J函数可以表示为：

选用盐家油田油田低渗透储层4口井577个样品实验结果进行J函数处理。得到一条平均J函数曲线。

对所有压汞样品进行分析统计，得到孔隙度平均值7.735%，渗透率平均值0.788mD，利用J函数曲线，可以得到平均毛管压力曲线：

3.2 利用渗透率贡献值求取最小流动孔喉半径

首先求取某一大小的吼道对渗透率的贡献值，然后根据不同孔喉半径的孔隙空间对应的渗透率累积贡献值确定最小流动孔喉半径。公式如下：

式中：是渗透率累积贡献，%；是渗透率区间贡献值，%；为区间进汞量。

取累积渗透率贡献值99.9%对应的平均毛管压力为2.4517Mpa，最小流动孔喉半径为0.3。

同样的方法计算得到了利津洼陷滩坝砂储层孔喉半径下限。根据利津洼陷7口井的压汞资料，经J函数处理后，得到储层的平均毛管压力曲线，根据孔喉半径对渗透率累积贡献值曲线，当渗透率累积贡献值为99.9%时，对应的毛管压力为4.1456Mpa，孔喉半径为0.178μm。

根据渤南油田4口井的压汞资料，经J函数处理后，得到储层的平均毛管压力曲线图，根据孔喉半径对渗透率累积贡献值曲线，当渗透率累积贡献值为99.9%时，对应的毛管压力为3.6091Mpa，孔喉半径为0.2038μm。

4 总结

通过利用样品统计分析法、压汞资料与油基泥浆（密闭）取心资料对比确定法、purcell法对胜利油区渤南油田低渗透砂岩储层实际资料继续分析，利用三种方法所得的孔吼半径下限分别为0.22μm、0.19μm和0.21μm，结果相差不大，这也从侧面证明了方法的可行性。

参考文献

[1] 张厚福，方朝亮等.石油地质学.北京：石油工业出版社[M]. 1999

[2] 高阳，蒋裕强，杨长城等.最小流动孔喉半径法确定低渗储层物性下限[J].科技导报，2001，29（04）：34-38.

[3] 时宇，杨正明，黄延章.储层流动孔喉下限研究[J].西安石油大学学报（自然科学版），2009，31（6）：42-44.