联合表征致密储层中不同可动性孔隙流体的孔径分布方法与流程

本发明属于油气地质勘探，具体地涉及一种联合表征致密储层中不同可动性孔隙流体的孔径分布方法。

背景技术：

1、非常规油气正逐渐成为石油工业重要的勘探开发领域，因此致密储层评价是目前研究的重点。鉴于以微—纳米级孔隙为主的致密储层的孔喉尺寸小、孔隙结构复杂的特征，大量具有高分辨率与表征精度的技术被用来定量化研究储层的孔隙结构，包括高压压汞、气体吸附、核磁共振等实验方法，可用于计算孔径分布、孔体积、可动流体饱和度等。其中可动流体饱和度直接控制着致密储层的有效孔隙度和油气采收率，但是致密储层中可动流体饱和度与孔径分布特征能否有机结合，即不同可动性流体的赋存孔径大小和范围能否准确地进行定量表征，这对于储层孔隙流体可动性的进一步精细化研究具有重要的意义。

2、低磁场的核磁共振、高压压汞和气体吸附实验方法对于孔隙结构研究各有所长。其中高压压汞和气体吸附技术主要用于表征储层孔隙的孔径分布、孔体积等特征，而低磁场的核磁共振技术在表征储层孔隙流体可动性等方面具备独特优势。其中核磁共振实验是利用氢核(1h)在外加低磁场的核磁共振作用下产生弛豫信号，通过测量流体在不同孔径孔隙中的氢核(1h)弛豫信号建立的t2弛豫时间谱(简称t2谱)进而来表征储层的孔隙结构和流体可动性。由于孔隙流体的赋存孔径大小与t2弛豫时间成正相关性，故t2谱可定量表征孔径的分布情况，且核磁共振测量信号不受岩石骨架等影响，又可深入物体内部而不破坏样品，进而可揭示全孔径分布。但是，首先要将核磁共振测量的t2弛豫时间转换为孔径，而选取合适的孔径转换方法是关键也是难点。

3、目前一般利用高压压汞、n2吸附法对致密储层的孔径分布进行定量计算。但由于高压压汞法采用washburn方程是基于假设多孔介质内部孔隙呈大小不等的圆柱状，从而会导致在高压测试时，不能有效区分出层状微～小孔的分布情况，常把两种孔径累加在一起计算，并且由于汞能够进入越小孔隙中所需的压力就越大，而太大的进汞压力会使孔隙发生压缩变形，因此高压压汞法主要用于测试储层的中～大孔的孔径分布；而n2吸附法通过分析氮气吸附量与相对压力的关系，再结合bjh等模型计算得到孔径分布等参数，其在分析储层微～小孔的孔隙结构具有独特优势，但会低估大孔隙的含量。由于致密储层孔隙结构非均质性很强，孔径从纳米的微孔到百微米的大孔均有发育，因此必须将高压压汞和n2吸附相结合，才可精确地对致密储层进行从微孔到大孔的全孔径定量表征。并且，虽然核磁共振t2谱与高压压汞、n2吸附测得的孔径分布在理论上存在差异，但两者在揭示储层的孔径大小和分布上具有高度的相关性。因此，利用高压压汞和n2吸附法联合表征的孔径分布曲线来标定核磁共振t2谱，才可以得到精确的、符合致密储层复杂孔隙结构的、全孔径尺度的核磁共振孔径分布曲线。

4、在低磁场的核磁共振实验中，利用盐水饱和与离心条件下的核磁共振t2谱可对致密储层的可动流体饱和度进行计算。其原理是当储层孔径小到一定程度时，其孔隙中流体的渗流阻力较大，以至于在离心力作用下也难以流动，故该孔径对应的t2弛豫时间称为可动流体的t2截止值，其可将孔隙流体划分为可动流体和束缚流体。因此，根据t2截止值以及利用高压压汞和n2吸附法联合标定得到的t2谱孔径分布曲线即可定量计算出可动流体和束缚流体的孔径分布范围。

技术实现思路

1、本发明旨在针对上述问题，提出一种联合核磁共振、高压压汞和n2吸附实验的定量计算致密储层中不同可动性孔隙流体的孔径分布方法，其可操作性强，对于孔隙结构复杂的致密储层适用性好且准确性高。

2、本发明的技术方案在于：

3、联合表征致密储层中不同可动性孔隙流体的孔径分布方法，方法如下：

4、步骤一，选取研究目标，获得致密储层岩样；

5、步骤二，对步骤一获得的致密储层岩样依次进行盐水饱和及离心处理，同时进行核磁共振实验，依次获得盐水饱和下的t2谱及每个离心力下的t2谱；

6、步骤三，绘制盐水饱和与最大转速离心力的t2谱信号幅度分布曲线和累积t2谱信号幅度频率分布曲线，根据最大转速离心力对应的累积t2谱信号幅度频率分布曲线的平稳段切线与盐水饱和下的累积t2谱信号幅度频率分布曲线的交点，再垂直投影至t2弛豫时间的坐标轴上，得到致密储层可动流体的t2截止值t2截止值；

7、步骤四，基于可动流体的t2截止值t2截止值计算可动流体饱和度sm和束缚流体饱和度su；

8、步骤五，对步骤一获得的致密储层岩样分别进行高压压汞实验和n2吸附实验，基于不同孔径测试范围进行拼接，得到自纳米到微米尺度的全孔径孔体积频率分布曲线与全孔径累积孔体积频率分布曲线；

9、步骤六，利用高压压汞实验和n2吸附实验获得全孔径累积孔体积频率分布曲线对步骤二获得的盐水饱和下的t2谱进行标定，将其转换为孔径，得到全孔径t2谱孔径分布曲线；

10、步骤七，根据可动流体的t2截止值确定可动流体赋存孔径的下限值，将可动流体赋存孔径的下限值pmmin投影到全孔径t2谱孔径分布曲线，即表征致密储层中可动流体孔隙pm和束缚流体孔隙pu的孔径分布范围。

11、其中，所述步骤二的具体过程为：

12、(1)洗净致密储层岩样中的剩余油和剩余盐，烘干冷却至恒温65℃；

13、(2)用模拟地层水对上述经过(1)处理后的致密储层岩样加压盐水饱和处理，此过程同时进行核磁共振测量，得到盐水饱和下的t2谱；

14、(3)对上述经过盐水饱和后的致密储层岩样进行离心，离心转速从6000rpm以1000～2000rpm的增速增大到t2谱信号幅度不再降低时对应的最大离心转速，此过程同时进行核磁共振测量，得到每个离心力下的t2谱。

15、其中，所述步骤四的具体过程为：

16、

17、su ＝(1 - sm)×100％                                (2)

18、式中：sm为可动流体饱和度，％；su为束缚流体饱和度，％；t2截止值为可动流体的t2截止值，ms；tmax为t2弛豫时间的最大值，ms；tmin为t2弛豫时间的最小值，ms。

19、其中，所述步骤六中转换为孔径的具体过程为：

20、通过下式完成核磁共振t2谱向孔径的转换；

21、d＝k×t2                                                (3)

22、式中：d为孔径，nm；k为转换系数，无量纲；

23、其中，k值的获得过程如下：

24、(1)绘制盐水饱和下t2谱的累积孔体积频率分布曲线及高压压汞和n2吸附联合表征的全孔径累积孔体积频率分布曲线；

25、(2)绘制不同k值的盐水饱和下t2谱的累积孔体积频率分布曲线，累积孔体积频率分布曲线与高压压汞和n2吸附联合表征的全孔径累积孔体积频率分布曲线最右端相切时为kmax；累积孔体积频率分布曲线与高压压汞和n2吸附联合表征的全孔径累积孔体积频率分布曲线最左端相切时为kmin；

26、(3)k值取k max与k min两者的平均值。

27、其中，所述致密储层可动流体赋存孔径的下限值pmmin的计算过程为：

28、pmmin＝k×t2截止值

29、式中：pmmin为可动流体赋存孔径的下限值，nm。

30、本发明的技术效果在于：

31、本发明将核磁共振与高压压汞、气体吸附实验相结合，用以标定致密储层的核磁共振t2谱孔径分布，并根据核磁共振t2谱的可动流体t2截止值，从而能够定量计算致密储层中可动流体与束缚流体的孔径分布区间及可动流体赋存孔隙的孔径下限值。该方法具备很好的可操作性，对各种勘探研究区块均值得推广。方法的提出与建立过程中的相关研究，对致密储层的孔隙结构定量化研究有所补益。