专利名称：成藏动力和孔隙结构约束下的有效储层成藏物性下限计算方法
技术领域：
本发明涉及石油天然气勘探与开发领域，特别是一种成藏动力和孔隙结构约束下的成藏物性下限计算方法。
背景技术：
有效储层成藏物性下限是指油气成藏时期，在一定的成藏动力和油水性质条件下，能够渗流和储集油气的储层所具有的最小渗透率和孔隙度。有效储层成藏物性下限主要受成藏动力、流体性质、储层性质、地层温压条件等因素影响。如成藏动力的增加，原油密度、粘度降低，储层次生孔隙含量减少等因素，均会使有效储层成藏物性下限降低；储层孔喉结构差异，导致同一有效储层成藏渗透率下限在不同孔喉结构储层条件下对应不同有效储层成藏孔隙度下限。有效储层成藏物性下限研究与地质历史时期储层物性恢复及成藏动力恢复研究成果相结合，可评价地质历史时期储层有效性、分析成藏时期油气分布规律，对于指导油气勘探部署具有重要的意义。但是，目前有效储层物性下限研究主要是求取有效储层采出物性下限，对于有效储层成藏物性下限未见研究成果报道。因此，需要合理可行的有效储层成藏物性下限计算方法，为成藏时期油气分布规律研究奠定基础。
发明内容
本发明的目的在于提供一种求取成藏动力和孔隙结构约束下的成藏物性下限的方法。本发明的技术方案为对于润湿性表现为亲水的岩石，毛细管力Pc是成藏阻力，只有成藏动力足够大到能够克服毛管阻力时，油气才有可能进入储层形成油气藏。碎屑岩毛管阻力Pc (Pc = 2 6 cos 0 /r0, Pc-毛细管力/Mpa, r0-最大连通孔喉半径/ U m, 6 -油水界面张力/N/m，0 -油水对岩石的润湿接触角1° )主要取决于碎屑岩孔喉的大小，孔喉越小，毛管阻力越大。根据成藏动力等于毛管阻力的临界状态下的毛管压力(或临界成藏动力)大小可求得其相对应的储层最大连通孔喉半径，其计算公式为r0 = 2 6 cos 0 /Pf(I)其中Pf-临界成藏动力/Mpa。公式(I)在对储层油气成藏所需要的最大连通孔喉半径下限值的计算过程中，临界成藏动力Pf是给定的约束条件，为计算公式中的自变量。碎屑岩大多形成于水体中，其颗粒表面多为亲水，油藏条件下油-水-岩石润湿角一般为30°。Danesh(2000)研究认为油水界面张力(S)主要受油水密度差和地层体系温度影响，其一般表达式为6 = m ( P w- P h) L 024 (T Tc) 1 25(2) 其中，S-油水界面张力，单位为mN/m，Pw-水相的密度，单位为g/cm3，
p h-烃相的密度，单位为g/cm3，
T-体系温度，单位为K，
Tc-烃相的临界温度，单位为K。其中，水相的密度Pw及烃相的密度Ph是关于温度和压力的函数，可采用如下的
状态方程来描述(Luo and Vasseur, 1996)p = p 0e_a (Mo)+e (P_Po)⑶其中，a -流体的热膨胀系数；
^ -流体的压缩系数；
T。、P0-参考温度和压力；P。-流体在参考温度和压力下的密度。根据公式(3)，在给定体系温度与体系压力的条件下计算水相的密度P ￥与烃相的
密度P h的密度差，得表I与表2 :表I不同体系温度与体系压力的条件下烃相与水相的密度差变化
~~「经相—I~JS~r ―水相I奴条祖电* I奴条I ^相的—I参^温压费^溫压下I从-w I狀计算得I计算得I裔和与水 热膨胀系数 压缩系数*热膨张系数 压縮系数*黎今总》梦今比刀临界温度*的烃相密度*的水相密度*件糸温度体系比力烃相密度水相密度相密皮楚
VV__I^a__I/t__l￡a__V__Pa__K__k^m3___kg^m3X — Pakg^m3 kg/m1 kg/m3
0.00072 ~ 5E-1Q ~ 0.0007 6E-10 — 4 — 700000~ 4^0 850__1030501000000Q 827.97 1001.39 !73.42
^.00072 ~ ~SE-io了OWH — SE-IO- 4 ~ 100000 ■ 480 — ^50 >~1030 一—50 — 2000000Q~ R32.9T ~1Q06.4T ~ 173.46
~0.00Q72^ ~ SE-IO0.0007 6E-10 4 100000 ^480 ^SO ^—io3QSO 30000000 837^97^ lOTl^T 173.49
0,00072 ~ 5E-10 ' 00007 6E-i0 ~ 4 ~ IQQOOO T8Q 850 ~1030 —50 40000000~ 843.01 1016.52 ~ mSl
0.00072 ~ ^5H-10^ 0.0007 6E-10 _ 4 " 100000 ' ^80 ^50 一t030 一50 50000000~ 848.08 1021.62 173.54
000012 ~ SE-IO一 qQ007— ^E.10 4 ) 00000 480 ^SO ~~1030 SO 60000000 853.1R 1026.74 173.56
0.00072 ~ SE-10 ~ 0.00076E-10 J 一 ~ 100000~ 480 SSO 一—70 — 10000000 R16.46~ 987.07 170.61
"0.00072 ^E-IO 0.0007 6￡-IQ 4 100000 48Q IsOFq3070 ~200000QQ 821.3~ 99Zpf~ 170.65
0.00072 ~ 5E-10 0.0007 ~ 6E-10 ~ ~ 4 IWOOO ^80 8S0 _10M ~~70 一 826.32 996.99 " 170.68
10007^_ Ie.10— 石0007 6E-I0 " 4 ■ 100000 48Q ^50 一lp30 ——70 40000000~ 831.29^ 1001.99^ ~ 170.70
0.00072 ~ 5B-1Q ' 0.Q0Q7 4 100000 ^ 480 850 _1030 一70 一 3Q0^Q0~ 836.29 1007.01 ^170.72^
"^00077" "Ie-10 ~ q!0007 ' 6E-1Q ~100000 850T030 —^70 60000QQ0 ~84l"3~ 1012^06^ 170.74
0.00072 5E-I0~ 00007 ~ 6E-IQ 4 100000 4 0 850 —1030 ~90 10000000 805.11 "972.96 167.85
Qimn - 5EOO 0.0007 6E-tO 4 ■ )00000 480 850 ~lp30 —~90 20000000~ ~809^ 977.84 ~ 167.88
0.00072 ~ SE-10 ' ~0!q007 — ~ 6B-10 _ 4 100000 480 850 ~1030 ~90 30000000 81483 ~962J4~ I67.9T
^.00072 ~ 5E-1Q~ 0.0007 ~ 6E-10 4 LQQQOO 480 S50 ~1030 —90 4000QQQ0" &19.7^ 987.67 167.93
0.00072 ~ SE-10 0.0007 一 6E-10 ~ 4 …100000 480 8501()30 _90 ~~ 50000000~ 824.66 992.62 ~ 167.95
^00072^ — 5E-0—. 0.0007 6E-10 4 ~IQ000Q ~ ' 480 _ 850To3Q —90 60000000『 8296孓 ~997.S9 j67.96
"0.00072 5E-10 ~ 00007 ~ '" 6E-1Q 4 IQOOOO 480 85010J0FlO ~ "lQQOOOOO ~l93,9l~ 959.05 " 165.14
^).00072 5E-J0 0.0007 ~ ~6￡^10~ 4~ ~ 15^000 ■ 430 8501030110 2QQOTIOOO ' 798.69 ~~%3.S6 165.17~
0.00072 ~ ~SE-10~ ￠.0007 — ^-10 " 4 _ 100000 ~m — 850 ~1030 ~~~110 ~~ 30000000 803.50 968.69 ~165.19~
0.00072 - ~5E-I0^ 00007 ~ 6E-10 4 ' 11)0000 480 50 ~To3Q 一TlQ 40000000 ~808.33~—165.2T
0.00072 ~ 5E-10 0.0007 ~ 6百-10— 4— ~ 100000 ~4 0 — 850 ■1030 ■HO 50000000 813,20 飞78,42 16S~23~
0 00072 ~ 5E-J0 ~ 0.0007— 6E-I0一 4~ ~ iOOOQO 480 8501030 —IlO 60000000 818.09^ 983.33 ~~165.24
0^00072 Ie-JQ ~ q70007 6E-10~ I ~t00000^ 4S0 850 一1030 —T30 IOOOOOOO ~782.88~ ~ 945^34 162.46
000072Ie-IO — 00007 6E-10 4 ~1 OOOQO^ 48tT ~ 8501030730 20000000 787.59^ ~~95o!o8 162.49
0.00072 ~ 5E-I0— 0.0007 — 6E^iQ 4 100000 480 850 030 ISQ ' 30000000「792.33 ~~954.R4 "T62.S1~
0.00072 一 5E-10 — 0.0007 6E-1Q4 100000 480 S^O 一IOSQ飞30 40000000 797.10^ 959.63^ 162.53 ~
■000072- 5E-]Q ~ 0^0007 一 6E-10 " 4 ' "Tooooo" 480 8501030 一 30 500000()6" ^01.89~ 964^44 ~L62-540.00073 ~ SE-10 ~ 0.0007 6E^10 4 100000 480 8^01030UO 6QOQOOOO ' 806.72 一969.27 162.5^
■0.00072 5E-J0 ￠70007 " 6E-10 — 4 ' 100000 850^ ^1030750 IOOOOOOO" 771.99 931.82 ~159^3~ 0^72^ ^E-IQ ~ 00007 ~ 6E-1Q 4 ^00000 480 8501030 — 150 * 20000000 776,64 ~936.49 ~T59.R6^ 0^00072SE-tO — 0^0007 一 6E-I0 —. ~ 4~ ^ )00000 ~ ~480， 850 —1030 一「50 30000000 ^81.31~ 94]:19 159.88 07)0072— 5E-J0 — 0^0007 6B-10 4 ^ 00000 480 _ 850 —1030 一ISO 4DQQWOO 786.02 94^91 1S9.B9 000072一 SE-10 — 0X007 — 6E-10 4 100000 480 _ 850 一1030 —lTo 50000000 790.75 950.65 159.90 000072 SE-IO I 0.0007 I 6E-I0 I 4 I 10000Q | ) ~ ^50 I1030 jISO I 60000000 | 79S.S0 I 955.41 1—159.9厂取值来自解国军(2008)油藏成藏过程模拟试验研究，#_为给定的体系温度与体系压力表2不同体系温度与体系压力的条件下烃相与水相的密度差计算结果
权利要求
1.一种成藏动力和孔隙结构约束下的有效储层成藏物性下限计算方法，其特征在于包含如下步骤 1)通过具体研究区油水界面张力5与地层体系温度T拟合函数获得5 = f (T)(4) 计算不同温度条件下油水界面张力； 2)利用公式(I)计算不同地层温度、不同成藏动力条件下有效储层成藏最大连通孔喉半径下限值；r0 = 2 6 cos 0 /Pf(I) 其中Pf-临界成藏动力/Mpa ； 0 -油水对岩石的润湿接触角/° = 30° ; 3)利用压汞资料建立储层最大连通孔喉半径与渗透率的函数关系如公式(5)，计算不同地层温度、不同成藏动力条件下有效储层成藏渗透率下限值； K = AXr0B, R2 = 0. 881(5) 其中A、B-常数K-渗透率/10_3 u m2 ；r0-最大连通孔喉半径/Pm; 4)对孔喉结构分类；在储层孔喉结构分类的基础上，分别拟合出不同孔喉结构类型储层K/O与K之间的函数关系，并确定各孔喉结构类型储层对应的K和K/O区间范围； 5)将步骤3)所求得的不同地层温度、不同成藏动力条件下有效储层成藏渗透率下限代入各孔喉结构类型储层K/O与K的函数关系式，分别计算不同孔喉结构类型储层对应的有效储层成藏孔隙度下限值； 其中K—渗透率，O-孔隙度。
全文摘要
本发明涉及一种成藏动力和孔隙结构约束下的有效储层成藏物性下限计算方法，在油水界面张力与地层体系温度的函数关系建立、储层最大连通孔喉半径与渗透率的函数关系建立以及孔喉结构类型约束下储层K/Φ与K函数关系建立的基础上，计算了不同地层温度条件下成藏动力和孔喉结构约束下有效储层成藏物性下限。本发明的研究成果与地质历史时期储层物性恢复及成藏动力恢复研究成果相结合，可评价地质历史时期储层有效性、分析成藏时期油气分布规律，对于指导油气勘探部署具有重要的意义。
文档编号G01V9/00GK102645678SQ201210138378
公开日2012年8月22日 申请日期2012年5月8日 优先权日2012年5月8日
发明者宋玲, 操应长, 杨田, 王艳忠, 葸克来 申请人:中国石油大学(华东)