一种二氧化碳驱油后流体饱和度分布剖面确定方法

本发明涉及一种二氧化碳驱油后流体饱和度分布剖面确定方法。

背景技术：

1、随着油气藏中原油和天然气的开发，地层能量逐步降低不足以支持油气生产，需要通过注水或注co2的方式向进行地层能量补充来实现油气生产。在co2提高采收率过程中，储层中co2、水、岩石的相互作用导致部分co2溶解在地层水中，部分co2溶解在油中，部分co2转化为新的次生碳酸盐和矿化沉淀。由于储层孔隙中co2扩散的差异，地层水的特性参数随时间变化，矿物溶解会改变储层的孔隙度和孔隙结构，导致岩石的电学参数发生复杂的变化。上述一系列复杂的变化导致常规测井数据处理在定量测定co2饱和度方面存在一些困难。

2、在能谱测量的基础上，提出了c/o法，通过非弹性伽马相互作用的碳窗和氧窗的计数比来评估剩余油饱和度，尽管碳/氧测井不受盐度的限制，但孔隙度直接决定了c/o解释的准确性。由于天然气中碳元素的非弹性伽马远小于石油，天然气中的碳氧比具有明显的统计波动。因此，碳/氧测井通常不用于气体饱和度测量。

3、在脉冲中子测井技术中，利用中子或伽马与地层物质相互作用的信号来计算气体饱和度，以实现对气体含量的评价。多探测器脉冲中子技术被提出用于定量测定地层气体饱和度，与传统的中子捕获方法相比，该技术在检测和定量地层气体饱和度方面具有明显的优势。在多探测器脉冲中子测井工具方面，一个重要改进是在原有的双探测器脉冲中子仪器的基础上增加了一个超远探测器，提高了气体的灵敏度。近-超远探测器的非弹性伽马比和近-超远距离探测器的捕获伽马比分别用于确定气体饱和度。

4、如果一个低矿化度盐水层进行注co2封存，那么该地层流体只有气和水两相流体，利用co2和水的热中子宏观俘获截面可以推算气体饱和度。

5、co2注入油藏进行驱油或封存涉及的物理化学过程有：多相流运移，溶解-解吸动力过程，溶质迁移，粘性指进，由于重力超覆引起的向上迁移等。因此，很有必要了解co2注入地层后的含气饱和度剖面分布，从而了解驱油效果和封存效果。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供能够实现co2注入地层后的含气饱和度剖面分布确定的技术方案。

2、为了实现上述目的，本发明提供了本发明一种二氧化碳驱油后流体饱和度分布剖面确定方法，该方法包括以下步骤：

3、获取工区井段完成二氧化碳驱油后进行注硼前后各目标位置的脉冲中子测井数据，从而确定工区井段完成二氧化碳驱油后进行注硼前后各目标位置的地层宏观俘获截面值；其中，所述目标位置数量不少于6个；

4、获取工区井段各目标位置的孔隙度和泥质含量；

5、基于工区井段各目标位置的孔隙度、泥质含量以及工区井段完成二氧化碳驱油后进行注硼前后各目标位置的地层宏观俘获截面值，进行工区井段完成二氧化碳驱油后各目标位置的含气饱和度、含水饱和度和含油饱和度确定，从而实现工区井段二氧化碳驱油后流体饱和度分布剖面确定。

6、进一步地，工区井段完成二氧化碳驱油后进行注硼前后各目标位置的地层宏观俘获截面值利用工区井段完成二氧化碳驱油后进行注硼前后各目标位置的脉冲中子测井数据采用常规法方法进行确定即可。

7、进一步地，工区井段各目标位置的孔隙度可以通过常规声波、密度或中子测井方法得到。

8、进一步地，工区井段各目标位置的泥质含量可以通过自然电位测井、自然伽马测井、中子测井或中子-密度、中子-声波等交会图得到。

9、进一步地，基于工区井段各目标位置的孔隙度、泥质含量以及工区井段完成二氧化碳驱油后进行注硼前后各目标位置的地层宏观俘获截面值，进行工区井段完成二氧化碳驱油后各目标位置的含气饱和度、含水饱和度和含油饱和度确定，从而实现工区井段二氧化碳驱油后流体饱和度分布剖面确定包括：

10、1)，获取工区井段完成二氧化碳驱油后进行注硼前后地层水的俘获截面值初值；

11、2)，获取工区井段各目标位置的含气饱和度初值；

12、3)，基于工区井段完成二氧化碳驱油后进行注硼前后地层水的俘获截面值初值，结合工区井段各目标位置的孔隙度以及工区井段完成二氧化碳驱油后进行注硼前后各目标位置的地层宏观俘获截面值，确定工区井段各目标位置的含水饱和度初值；

13、4)，基于工区井段各目标位置的孔隙度、泥质含量、含水饱和度初值、含气饱和度初值以及工区井段完成二氧化碳驱油后进行注硼前后各目标位置的地层宏观俘获截面值，确定工区井段地层岩石骨架的俘获截面值、孔隙气体的俘获截面值、孔隙原油的俘获截面值、泥岩的俘获截面值和完成二氧化碳驱油后进行注硼前后地层水的俘获截面值；

14、5)，基于步骤4)确定得到的工区井段地层岩石骨架的俘获截面值、孔隙气体的俘获截面值、孔隙原油的俘获截面值、泥岩的俘获截面值和完成二氧化碳驱油后进行注硼前地层水的俘获截面值，结合工区井段各目标位置的孔隙度、泥质含量、含水饱和度初值以及工区井段完成二氧化碳驱油后进行注硼前各目标位置的地层宏观俘获截面值，重新确定工区井段各目标位置的含气饱和度；

15、6)，基于步骤4)确定得到的工区井段完成二氧化碳驱油后进行注硼前后地层水的俘获截面值，结合工区井段各目标位置的孔隙度以及工区井段完成二氧化碳驱油后进行注硼前后各目标位置的地层宏观俘获截面值，重新确定工区井段各目标位置的含水饱和度；

16、7)，对比步骤5)确定得到的工区井段各目标位置的含气饱和度与步骤4)确定工区井段各目标位置的含气饱和度使用的含水饱和度初值：

17、若两者之间的误差小于等于误差阈值，则进行步骤8)；

18、若两者之间的误差大于误差阈值，则将步骤5)确定得到的工区井段各目标位置的含气饱和度作为工区井段各目标位置的含气饱和度初值、将步骤6)确定得到的工区井段各目标位置的含水饱和度作为工区井段各目标位置的含水饱和度初值，重新进行步骤4)-步骤7)；

19、8)，基于步骤5)确定得到的工区井段各目标位置的含气饱和度以及步骤6)确定得到的工区井段各目标位置的含水饱和度确定工区井段各目标位置的含油饱和度；基于步骤5)确定得到的工区井段各目标位置的含气饱和度、步骤6)确定得到的工区井段各目标位置的含水饱和度以及所述工区井段各目标位置的含油饱和度进行工区井段二氧化碳驱油后流体饱和度分布剖面确定。

20、进一步地，步骤2)中，获取工区井段各目标位置的含气饱和度初值包括：

21、基于工区井段完成二氧化碳驱油后进行注硼前各目标位置的脉冲中子测井数据，确定工区井段完成二氧化碳驱油后进行注硼前各目标位置的计数率比值；

22、基于工区井段完成二氧化碳驱油后进行注硼前各目标位置的计数率比值，结合纯水层的计数率比值和纯气层的计数率比值，确定工区井段各目标位置的含气饱和度初值。

23、进一步地，利用下述公式进行含气饱和度确定：

24、

25、式中，rls为目标位置的计数率比值，无量纲；rlsw为纯水层的计数率比值，无量纲；rlsg为纯气层的计数率比值，无量纲；sg0为含气饱和度。

26、进一步地，步骤3)、步骤6)中，利用下述公式进行含水饱和度确定：

27、

28、式中，sw为含水饱和度，无量纲；φ为孔隙度，无量纲；σf为完成二氧化碳驱油后进行注硼前目标位置的地层宏观俘获截面值,m-1；σ′f为完成二氧化碳驱油后进行注硼后目标位置的地层宏观俘获截面值,m-1；σw为完成二氧化碳驱油后进行注硼前地层水的俘获截面值,m-1；σ′w为完成二氧化碳驱油后进行注硼后地层水的俘获截面值,m-1。

29、进一步地，步骤4)中，基于工区井段各目标位置的孔隙度、泥质含量、含水饱和度初值、含气饱和度初值以及工区井段完成二氧化碳驱油后进行注硼前后各目标位置的地层宏观俘获截面值，确定工区井段地层岩石骨架的俘获截面值、孔隙气体的俘获截面值、孔隙原油的俘获截面值、泥岩的俘获截面值和完成二氧化碳驱油后进行注硼前后地层水的俘获截面值包括：

30、基于工区井段各目标位置的孔隙度、泥质含量、含水饱和度初值、含气饱和度初值以及工区井段完成二氧化碳驱油后进行注硼前各目标位置的地层宏观俘获截面值，确定工区井段地层岩石骨架的俘获截面值、孔隙气体的俘获截面值、孔隙原油的俘获截面值、泥岩的俘获截面值和完成二氧化碳驱油后进行注硼前地层水的俘获截面值；

31、基于工区井段地层岩石骨架的俘获截面值、孔隙气体的俘获截面值、孔隙原油的俘获截面值、泥岩的俘获截面值，结合工区井段完成二氧化碳驱油后进行注硼后各目标位置的地层宏观俘获截面值，确定完成二氧化碳驱油后进行注硼后地层水的俘获截面值。

32、进一步地，基于下述公式进行工区井段地层岩石骨架的俘获截面值、孔隙气体的俘获截面值、孔隙原油的俘获截面值、泥岩的俘获截面值和完成二氧化碳驱油后进行注硼前地层水的俘获截面值确定：

33、

34、其中：sg,i为i目标位置的含气饱和度，无量纲；φi为i目标位置的孔隙度，无量纲；σf,i为完成二氧化碳驱油后进行注硼前i目标位置的地层宏观俘获截面值,m-1；σfm为地层岩石骨架的俘获截面值,m-1；σgas为孔隙气体的俘获截面,m-1；σoil为孔隙原油的俘获截面,m-1；σsh为泥岩的俘获截面,m-1；σw为完成二氧化碳驱油后进行注硼前地层水的俘获截面值,m-1；vsh为泥质含量，无量纲；sw,i为i目标位置的含水饱和度，无量纲；i＝1,2,3……n。

35、进一步地，基于下述公式进行完成二氧化碳驱油后进行注硼后地层水的俘获截面值确定：

36、σ′f＝σf,m(1-φ)(1-vsh)+σgasφsg+σoilφ(1-sg-sw)+σ′wφsw+σsh(1-φ)vsh

37、式中，sg为含气饱和度，无量纲；φ为孔隙度，无量纲；σ′f为完成二氧化碳驱油后进行注硼后目标位置的地层宏观俘获截面值,m-1；σf,m为地层岩石骨架的俘获截面值,m-1；σgas为孔隙气体的俘获截面,m-1；σoil为孔隙原油的俘获截面,m-1；σsh为泥岩的俘获截面,m-1；σ′w为完成二氧化碳驱油后进行注硼后地层水的俘获截面值,m-1；vsh为泥质含量，无量纲；sw为含水饱和度，无量纲。

38、进一步地，步骤5)中，利用下述公式进行含气饱和度确定：

39、

40、式中，sg为含气饱和度，无量纲；φ为孔隙度，无量纲；σf为完成二氧化碳驱油后进行注硼前目标位置的地层宏观俘获截面值,m-1；σf,m为地层岩石骨架的俘获截面值,m-1；σgas为孔隙气体的俘获截面,m-1；σoil为孔隙原油的俘获截面,m-1；σsh为泥岩的俘获截面,m-1；σw为完成二氧化碳驱油后进行注硼前地层水的俘获截面值,m-1；vsh为泥质含量，无量纲；sw为含水饱和度，无量纲。

41、进一步地，步骤7)中，所述误差阈值为10-3。

42、本发明提供的技术方案能够实现co2注入后的含水饱和度和含气饱和度确定，从而掌握地层注co2后的剩余油分布和co2剖面分布规律，以便进行下一步提高采收率作业措施。