中低孔渗储层油水相对渗透率的确定方法及装置
阅读说明：本技术 中低孔渗储层油水相对渗透率的确定方法及装置 (Method and device for determining oil-water relative permeability of medium-low pore permeability reservoir ) 是由 程相志 周灿灿 俞军 刘忠华 毛新军 闫伟林 宋连腾 李霞 郭浩鹏 杨春梅 徐红 于 2020-04-26 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种中低孔渗储层油水相对渗透率的确定方法及装置,所述方法包括：获得中低孔渗储层岩心样品的油相渗透率和水相渗透率；根据岩心样品的油相渗透率和水相渗透率,确定岩心样品的稳态油水相对渗透率；对岩心样品的稳态油水相对渗透率进行特征分析,获得岩心样品的：油相渗透率与含油饱和度之间的关系,水相渗透率与含水饱和度之间的关系；根据岩心样品的：油相渗透率与含油饱和度之间的关系,水相渗透率与含水饱和度之间的关系,确定待测中低孔渗储层的油水相对渗透率。本发明可以获得计算精度较高的中低孔渗储层油水相对渗透率。(The invention provides a method and a device for determining the relative oil-water permeability of a medium-low pore-permeability reservoir, wherein the method comprises the following steps: obtaining the oil phase permeability and the water phase permeability of the rock core sample of the medium-low pore permeability reservoir; determining the steady-state oil-water relative permeability of the core sample according to the oil phase permeability and the water phase permeability of the core sample; performing characteristic analysis on the steady-state oil-water relative permeability of the core sample to obtain the following components of the core sample: a relationship between oil phase permeability and oil saturation, a relationship between water phase permeability and water saturation; according to the core sample: and determining the relative oil-water permeability of the medium-low pore-permeability reservoir to be detected according to the relationship between the oil phase permeability and the oil saturation and the relationship between the water phase permeability and the water saturation. The method can obtain the medium-low pore permeability reservoir oil-water relative permeability with higher calculation precision.)
技术领域
本发明涉及石油勘探的测井评价技术领域，特别涉及一种中低孔渗储层油水相对渗透率的确定方法及装置。
背景技术
油水相对渗透率是描述油气藏储层渗流特征的重要参数，其曲线是研究油水两相渗流的基础，其曲线形态反映了储层孔隙结构、油水分布状态、油水运动规律等。实验条件下油水相对渗透率一般是以离散数据的表格形式给出，而实际工作中需要大量连续的相渗透率数据，为此，国内外研究者依据大量的油水相对渗透率实验数据，按油水流动过程得到驱排过程和渗吸过程油水相对渗透率众多的数学模型。在这些模型中，驱排过程反映了油藏形成过程中油水相对渗透率变化，渗吸过程反映了油田开发过程中油水相对渗透率变化，油田开发主要应用渗吸模型。
目前，油田现场多采用Willhite模型，该模型优点是很好地解决了残余油端和束缚水端的油、水相渗透率分别为0的问题，这对快速对比不同储集层或油藏渗透率变化特征显得十分便捷。
在油田生产中，由于中低孔渗低饱和度油层识别评价困难，通常借助含水率参数对低饱和度油层识别评价。然而在中低渗储层岩石稳态相渗实验研究中发现，利用Willhite模型进行数据拟合时，大部分情况会出现较大的计算精度误差，无法得到高计算精度的油水相对渗透率。
发明内容
本发明实施例提供一种中低孔渗储层油水相对渗透率的确定方法，用以获得计算精度较高的中低孔渗储层油水相对渗透率，该方法包括：
获得中低孔渗储层岩心样品的油相渗透率和水相渗透率；
根据岩心样品的油相渗透率和水相渗透率，确定岩心样品的稳态油水相对渗透率；
对岩心样品的稳态油水相对渗透率进行特征分析，获得岩心样品的：油相渗透率与含油饱和度之间的关系，水相渗透率与含水饱和度之间的关系；
根据岩心样品的：油相渗透率与含油饱和度之间的关系，水相渗透率与含水饱和度之间的关系，确定待测中低孔渗储层的油水相对渗透率。
本发明实施例还提供一种中低孔渗储层油水相对渗透率的确定装置，用以获得计算精度较高的中低孔渗储层油水相对渗透率，该装置包括：
数据获取模块，用于获得中低孔渗储层岩心样品的油相渗透率和水相渗透率；
稳态油水相对渗透率确定模块，用于根据岩心样品的油相渗透率和水相渗透率，确定岩心样品的稳态油水相对渗透率；
渗透率关系确定模块，用于对岩心样品的稳态油水相对渗透率进行特征分析，获得岩心样品的：油相渗透率与含油饱和度之间的关系，水相渗透率与含水饱和度之间的关系；
油水相对渗透率确定模块，用于根据岩心样品的：油相渗透率与含油饱和度之间的关系，水相渗透率与含水饱和度之间的关系，确定待测中低孔渗储层的油水相对渗透率。
本发明实施例通过获得中低孔渗储层岩心样品的油相渗透率和水相渗透率；根据岩心样品的油相渗透率和水相渗透率，确定岩心样品的稳态油水相对渗透率；对岩心样品的稳态油水相对渗透率进行特征分析，获得岩心样品的：油相渗透率与含油饱和度之间的关系，水相渗透率与含水饱和度之间的关系；通过岩心样品的：油相渗透率与含油饱和度之间的关系，水相渗透率与含水饱和度之间的关系，确定待测中低孔渗储层的油水相对渗透率。提高了中低孔渗储层油水相对渗透率的计算精度，进而为低饱和度油气藏的勘探开发提供技术支持。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1为本发明实施例中中低孔渗储层油水相对渗透率的确定方法的流程图；
图2为本发明实施例中根据表1绘制的稳态油水相对渗透率实验曲线图；
图3为本发明实施例中Willhite模型计算结果与实验结果的对比图；
图4为本发明实施例中通过本发明实施例所述方法计算的油水相对渗透率与实验结果的对比图；
图5为本发明一具体实施例中基于本发明实施例的方法计算油水相渗透率基础上计算储层含水率与实际试油产水率对比实例图；
图6为本发明实施例中中低孔渗储层油水相对渗透率的确定装置的结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提出一种中低孔渗储层油水相对渗透率的确定方法，可以获得计算精度较高地中低孔渗储层油水相对渗透率。图1为本发明实施例中中低孔渗储层油水相对渗透率的确定方法的流程图。如图1所示，本发明实施例中中低孔渗储层油水相对渗透率的确定方法可以包括：
步骤101，获得中低孔渗储层岩心样品的油相渗透率和水相渗透率；
步骤102，根据岩心样品的油相渗透率和水相渗透率，确定岩心样品的稳态油水相对渗透率；
步骤103，对岩心样品的稳态油水相对渗透率进行特征分析，获得岩心样品的：油相渗透率与含油饱和度之间的关系，水相渗透率与含水饱和度之间的关系；
步骤104，根据岩心样品的：油相渗透率与含油饱和度之间的关系，水相渗透率与含水饱和度之间的关系，确定待测中低孔渗储层的油水相对渗透率。
由图1所示流程可以得知，本发明实施例通过获得中低孔渗储层岩心样品的油相渗透率和水相渗透率；根据岩心样品的油相渗透率和水相渗透率，确定岩心样品的稳态油水相对渗透率；对岩心样品的稳态油水相对渗透率进行特征分析，获得岩心样品的：油相渗透率与含油饱和度之间的关系，水相渗透率与含水饱和度之间的关系；通过岩心样品的：油相渗透率与含油饱和度之间的关系，水相渗透率与含水饱和度之间的关系，确定待测中低孔渗储层的油水相对渗透率。提高了中低孔渗储层油水相对渗透率的计算精度，进而为低饱和度油气藏的勘探开发提供技术支持。
具体实施时，先获得中低孔渗储层岩心样品的油相渗透率和水相渗透率，实施例中，可以包括：获得中低孔渗储层岩心的测井响应特征，测井响应特征包括：渗透率和孔隙度；根据中低孔渗储层岩心的岩性描述及测井响应特征，选取中低孔渗储层岩心样品；获得基于相对渗透率和电阻率联测实验测得的岩心样品的油相渗透率和水相渗透率。
实施例中，可以根据钻井取心的岩心岩性描述，以及相对应的电阻率、孔隙度等测井响应特征，钻取柱塞岩心样品，柱塞岩心样品要求直径2.5cm，长度大于5cm。此外，要求岩心样品的渗透率大于1.0mD，此外在1～10mD、10～50mD、>50mD等区间内保证有3～5块岩心样品，确保实验规律的普遍性。
实施例中，通过将稳态相对渗透率实验和电阻率实验两个单独的实验项目组合在一起进行相对渗透率和电阻率联测实验，可以确保在获得岩心样品的油相渗透率、水相渗透率的数据的同时，获得岩心样品在不同饱和度下的电阻率，确保两项实验数据来源的统一性。
如表1所示，表1为本发明实施例中通过相对渗透率和电阻率联测实验获得的一组基于含水饱和度变化的油相、水相渗透率离散数据。
表1
具体实施时，获得中低孔渗储层岩心样品的油相渗透率和水相渗透率后，根据岩心样品的油相渗透率和水相渗透率，确定岩心样品的稳态油水相对渗透率。实施例中，可以根据岩心样品的油相渗透率和水相渗透率，绘制稳态油水相对渗透率曲线。
如图2所示，图2为本发明实施例中根据表1绘制的稳态油水相对渗透率实验曲线图。图中，Kro为油相渗透率，Krw为水相渗透率，Sw为含水饱和度。
具体实施时，确定岩心样品的稳态油水相对渗透率后，对岩心样品的稳态油水相对渗透率进行特征分析，获得岩心样品的：油相渗透率与含油饱和度之间的关系，水相渗透率与含水饱和度之间的关系。
实施例中，可以对岩心样品的稳态油水相对渗透率进行特征分析，基于二元对数线性回归方法，获得岩心样品的：油相渗透率与含油饱和度之间的关系，水相渗透率与含水饱和度之间的关系。实施例中，还可以通过分析稳态油水相对渗透率曲线特征，得出油水相渗透率的变化规律；在岩心物性变化分布范围内，厘定稳态油水相渗透率变化规律，基于二元对数线性回归方法，通过数学建模手段，建立油水相渗透率之间的关系式。
获得的岩心样品的：油相渗透率与含油饱和度之间的关系，水相渗透率与含水饱和度之间的关系，如下所示：
油相渗透率：log(Kro/Kro(Swi))＝Ao(log(SoD))2+Bolog(SoD)；
水相渗透率：log(Krw/Krw(Sor))＝Aw(log(SwD))2+Bwlog(SwD)；
其中：Kro为油相渗透率，Krw为水相渗透率，Kro(Swi)为束缚水状态下的油相渗透率；Krw(Sor)为残余油状态下的水相渗透率，Swi为岩石束缚水饱和度，Sor为岩石残余油饱和度，SoD为归一化含油饱和度，SwD为归一化含水饱和度，SoD＝1-SwD，Ao、Aw、Bo、Bw为与岩石孔隙结构指数有关的系数，K为渗透率，φ为孔隙度。
其中，Ao、Aw、Bo、Bw的表达式具体如下：
实施例中，将每一块岩心样品的稳态相对渗透率实验数据利用Willhite经验公式模型进行检验性验证。其结果如图3所示，图3为本发明实施例中Willhite模型计算结果与实验结果的对比图。图中，Kro为油相渗透率，Krw为水相渗透率，Kro(Swi)为束缚水状态下的油相渗透率；Krw(Sor)为残余油状态下的水相渗透率，Swi为岩石束缚水饱和度，Sor为岩石残余油饱和度，SoD为归一化含油饱和度，SwD为归一化含水饱和度，SoD＝1-SwD。由图可知，Willhite模型在计算饱和度的一个端点附近存在较大的误差。通过获得的岩心样品的：油相渗透率与含油饱和度之间的关系，水相渗透率与含水饱和度之间的关系对实验数据进行验证，与实验结果进行对比，如图4所示。图4为本发明实施例中通过本发明实施例所述方法计算的油水相对渗透率与实验结果的对比图。由图可知，计算结果与实验结果之间的差异分布在可接受的误差范围内，满足计算精度的要求。从而认为本发明实施例所获得的岩心样品的：油相渗透率与含油饱和度之间的关系，适用于中低孔渗储层计算油水相对渗透率的需求。
具体实施时，在获得岩心样品的：油相渗透率与含油饱和度之间的关系，水相渗透率与含水饱和度之间的关系之后，根据岩心样品的：油相渗透率与含油饱和度之间的关系，水相渗透率与含水饱和度之间的关系，确定待测中低孔渗储层的油水相对渗透率。
实施例中，可以根据待测中低孔渗储层的孔隙度和渗透率，确定待测中低孔渗储层的孔隙结构指数；根据待测中低孔渗储层的电阻率、胶结指数和饱和度指数，确定待测中低孔渗储层的含水饱和度；根据待测中低孔渗储层的孔隙结构指数和含水饱和度，以及岩心样品的：油相渗透率与含油饱和度之间的关系，水相渗透率与含水饱和度之间的关系，确定待测中低孔渗储层的油水相对渗透率。
实施例中，选取一批待测中低孔渗低饱和度油层井，采用常规方法计算待测储层参数，得到待测储层物性，待测储层物性包括：渗透率、孔隙度，用于计算待测储层孔隙结构指数；采用阿尔奇公式计算待测储层含水饱和度；根据岩心样品的：油相渗透率与含油饱和度之间的关系，水相渗透率与含水饱和度之间的关系，计算待测油水相对渗透率。
其中，阿尔奇公式如下式所示：
式中：Sw为含水饱和度，Rt为地层电阻率，φ为孔隙度，m为胶结指数，n为饱和度指数，a、b为常数，一般情况下取1.0。
具体实施时，在确定待测确定待测中低孔渗储层的油水相对渗透率之后，还可以根据待测中低孔渗储层的油水相对渗透率，确定待测中低孔渗储层的含水率。
实施例中，可以根据待测中低孔渗储层的油水相对渗透率、油粘度及水粘度，确定待测中低孔渗储层的含水率。通过计算的含水率，判断待测储层流体产出状态。
其中，待测中低孔渗储层的含水率可以按如下公式确定：
式中：fw为待测中低孔渗储层的含水率；μw为待测中低孔渗储层的油粘度，μo为待测中低孔渗储层的水粘度；待测中低孔渗储层的油水相对渗透率包括：待测中低孔渗储层的油相渗透率和水相渗透率，其中，Kro为待测中低孔渗储层的油相渗透率，Krw为待测中低孔渗储层的水相渗透率。
如图5所示，图5为本发明一具体实施例中基于本发明实施例的方法计算油水相渗透率基础上计算储层含水率与实际试油产水率对比实例图，该图中的58号层，试油结果为纯油层，计算含水率为3％，与实际结果非常吻合。本发明实施例提供的方法可以准确地计算中低孔储层油水相对渗透率，进而能够准确地计算含水率，将含水率用于评价低饱和度油层，为低饱和度油气藏的勘探开发提供技术支持。
基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种中低孔渗储层油水相对渗透率的确定装置，如下面的实施例所述。由于中低孔渗储层油水相对渗透率的确定装置解决问题的原理与中低孔渗储层油水相对渗透率的确定方法相似，因此中低孔渗储层油水相对渗透率的确定装置的实施可以参见中低孔渗储层油水相对渗透率的确定方法的实施，重复之处不再赘述。
图6为本发明实施例中中低孔渗储层油水相对渗透率的确定装置的结构图。如图6所示，本发明实施例中，中低孔渗储层油水相对渗透率的确定装置可以包括：
数据获取模块601，用于获得中低孔渗储层岩心样品的油相渗透率和水相渗透率；
稳态油水相对渗透率确定模块602，用于根据岩心样品的油相渗透率和水相渗透率，确定岩心样品的稳态油水相对渗透率；
渗透率关系确定模块603，用于对岩心样品的稳态油水相对渗透率进行特征分析，获得岩心样品的：油相渗透率与含油饱和度之间的关系，水相渗透率与含水饱和度之间的关系；
油水相对渗透率确定模块604，用于根据岩心样品的：油相渗透率与含油饱和度之间的关系，水相渗透率与含水饱和度之间的关系，确定待测中低孔渗储层的油水相对渗透率。
实施例中，数据获取模块具体可以用于：
获得中低孔渗储层岩心的测井响应特征，所述测井响应特征包括：渗透率和孔隙度；根据中低孔渗储层岩心的岩性描述及所述测井响应特征，选取中低孔渗储层岩心样品；获得基于相对渗透率和电阻率联测实验测得的岩心样品的油相渗透率和水相渗透率。
实施例中，渗透率关系确定模块具体可以用于：对岩心样品的稳态油水相对渗透率进行特征分析，基于二元对数线性回归方法，获得岩心样品的：油相渗透率与含油饱和度之间的关系，水相渗透率与含水饱和度之间的关系。
实施例中，渗透率关系确定模块具体还可以用于：
获得岩心样品的：油相渗透率与含油饱和度之间的关系，水相渗透率与含水饱和度之间的关系，关系式如下所示：
油相渗透率：log(Kro/Kro(Swi))＝Ao(log(SoD))2+Bolog(SoD)；
水相渗透率：log(Krw/Krw(Sor))＝Aw(log(SwD))2+Bwlog(SwD)；
其中：Kro为油相渗透率，Krw为水相渗透率，Kro(Swi)为束缚水状态下的油相渗透率；Krw(Sor)为残余油状态下的水相渗透率，Swi为岩石束缚水饱和度，Sor为岩石残余油饱和度，SoD为归一化含油饱和度，SwD为归一化含水饱和度，SoD＝1-SwD，Ao、Aw、Bo、Bw为与岩石孔隙结构指数有关的系数，K为渗透率，φ为孔隙度。
实施例中，油水相对渗透率模块具体可以用于：
根据待测中低孔渗储层的孔隙度和渗透率，确定待测中低孔渗储层的孔隙结构指数；根据待测中低孔渗储层的电阻率、胶结指数和饱和度指数，确定待测中低孔渗储层的含水饱和度；根据待测中低孔渗储层的孔隙结构指数和含水饱和度，以及岩心样品的：油相渗透率与含油饱和度之间的关系，水相渗透率与含水饱和度之间的关系，确定待测中低孔渗储层的油水相对渗透率。
实施例中，中低孔渗储层油水相对渗透率的确定装置还可以包括：
含水率确定模块，用于根据待测中低孔渗储层的油水相对渗透率，确定待测中低孔渗储层的含水率。
实施例中，含水率模块具体可以用于，根据待测中低孔渗储层的油水相对渗透率、油粘度及水粘度，确定待测中低孔渗储层的含水率。
实施例中，含水率模块具体还可以用于：
按如下公式确定待测中低孔渗储层的含水率：
式中：fw为待测中低孔渗储层的含水率；μw为待测中低孔渗储层的油粘度，μo为待测中低孔渗储层的水粘度；待测中低孔渗储层的油水相对渗透率包括：待测中低孔渗储层的油相渗透率和水相渗透率，其中，Kro为待测中低孔渗储层的油相渗透率，Krw为待测中低孔渗储层的水相渗透率。
综上所述，本发明实施例通过获得中低孔渗储层岩心样品的油相渗透率和水相渗透率；根据岩心样品的油相渗透率和水相渗透率，确定岩心样品的稳态油水相对渗透率；对岩心样品的稳态油水相对渗透率进行特征分析，获得岩心样品的：油相渗透率与含油饱和度之间的关系，水相渗透率与含水饱和度之间的关系；通过岩心样品的：油相渗透率与含油饱和度之间的关系，水相渗透率与含水饱和度之间的关系，确定待测中低孔渗储层的油水相对渗透率。提高了中低孔渗储层油水相对渗透率的计算精度，进而为低饱和度油气藏的勘探开发提供技术支持。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全完全软件实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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