一种基于球管模型的孔洞型碳酸盐岩胶结指数的计算方法

技术领域

本发明涉及油气田开采技术领域，尤其是一种基于球管模型的孔洞型碳酸盐岩胶结指数的计算方法。

背景技术

胶结指数m是计算非均质碳酸盐岩储层烃/水饱和度的重要参数。它关系到探井储层段含烃饱和度为基础的储量计算的准确性。现有计算胶结指数m常用方法为阿尔奇公式法。作孔隙度与地层因素(饱水岩心电阻率除以孔隙内饱和流体电阻率)的交会图，采用幂指数函数拟合，双对数坐标下规律线呈线性，趋势线的斜率即为胶结指数。例如图1所得依据阿尔奇公式胶结指数m为2.39。

孔洞型碳酸盐岩储层中溶洞发育，孔隙与等效溶洞半径的差异大，导致岩心内部孔隙形态复杂、非均质性强，胶结指数不再为常数，导致阿尔奇公式等常规岩电规律不适用，碳酸盐岩岩电关系难以表征。也就是说，受溶洞的影响，拟合线所得岩心系数a和胶结指数m常不合理，即所得结果不具有物理意义。

发明内容

针对现有的阿尔奇公式法不适用于计算孔洞型碳酸盐岩胶结指数的问题，本发明提供一种基于球管模型的孔洞型碳酸盐岩胶结指数的计算方法。

本发明提供的基于球管模型的孔洞型碳酸盐岩胶结指数的计算方法，步骤如下：

S1、对碳酸盐岩进行核磁共振分析和孔隙度测试，得到核磁共振T

S2、核磁共振T

S3、通过迭代方程计算等效溶洞半径r

其中，

式中，φ是气测孔隙度；

RR是孔隙-溶洞半径比。

L

迭代终止条件为|r

S4、计算地层因素F，将步骤S3计算的等效溶洞半径r

S5、将前述步骤计算的地层因素F和气测孔隙度φ代入以下公式计算胶结指数m

m

S6、胶结指数m

优选的是，步骤S1中，选取某区域的多个孔洞型碳酸盐岩岩心样品，分别对每个岩心样品进行核磁共振分析和孔隙度测试。所述岩心样品是经切割和打磨制成的圆柱体碳酸盐岩岩心。步骤S2中，分析出每个碳酸盐岩样品的核磁共振T

与现有技术相比，本发明的有益之处在于：

本发明结合核磁共振实验资料、气测孔隙度资料，提供了一种高效的、基于球管模型的孔洞型碳酸盐岩胶结指数的计算方法。该方法克服了常规阿尔奇公式法不适用于孔洞型碳酸盐岩储层，碳酸盐岩岩电关系难以表征的问题。该方法有效提高了孔洞型碳酸盐岩胶结指数m的计算精度。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1孔隙度与地层因素交会图。

图2核磁共振T

图3 MQ组核磁共振T

图4球管模型示意图。

图5拟合计算胶结指数相对误差图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供的基于球管模型的孔洞型碳酸盐岩胶结指数的计算方法，主要步骤如下：

(1)对孔洞型碳酸盐岩岩心样品进行核磁共振分析和孔隙度测试，得到核磁共振T

(2)确定岩心孔隙半径与等效溶洞半径的比值RR。核磁共振T

式中，T

式中，F

式(2)可知：孔隙和等效溶洞半径的比值通过孔隙和溶洞对应的核磁共振T

由于核磁共振T

以某地区(简称MQ组)的碳酸盐岩为例。共13块岩心测试数据。对岩心依次进行编号：T1-1、T1-2、T1-3、T1-4、T1-5、T1-6、T1-7、T1-8、T1-9、T1-10、T1-11、T1-12、T1-13。通过核磁共振实验获取所有碳酸盐岩岩样的孔洞分布特征(图3)。首先将该储层岩心核磁共振T

如图4所示，依据球管模型，岩石内部的孔隙空间可以表示为弯曲孔隙和溶洞的组合。而孔隙空间不同的几何形状可以通过改变迂曲度τ或孔隙-溶洞半径比RR来描述。其中孔隙-溶洞半径比RR(孔隙半径r

RR＝r

τ＝L

式中，L

(3)计算等效溶洞半径r

基于核磁共振实验，孔隙-溶洞半径比RR则用横向弛豫时间之比表示结合岩石样品资料，假设岩石的体积为单位1，则孔隙度等于孔隙空间的总体积，可以用球体体积和弯曲圆柱体的体积之和表示。计算公式如下：

相对于等效溶洞半径，岩心孔隙度φ在步骤(1)中通过气测实验已经获取，因此需将孔隙度视为已知，采用迭代法依据方程(5)求解岩心等效溶洞半径。首先整理公式(5)，将孔隙度写成等效溶洞半径的方程形式：

式中，

由于目前无法准确获取岩心等效溶洞半径。相对于等效溶洞半径，岩心孔隙度可通过气测实验准确获取，因此需将孔隙度视为已知，再根据牛顿迭代法，可得求解等效溶洞半径的迭代方程如下：

式中，r

迭代终止条件为|r

(4)计算地层因素F。依据球管模型，地层因素F计算公式为：

将获得的等效溶洞半径r

(5)将前述步骤计算的地层因素F和气测孔隙度φ代入公式(10)计算胶结指数m

m

(6)胶结指数m

由于球管模型中的迂曲度参数难以从实验中获取，本方法计算时假定为1，所以存在偏差，需要做区域经验校正。具体方法为，如图5所示，作步骤S5计算出的胶结指数m

表1为MQ组储层各岩心实测胶结指数、Archie公式法、专利方法所预测胶结指数的对比。表1说明，对MQ组储层，Archie公式法的平均相对误差为10.27％，本专利方法计算的m

表1 MQ组储层各岩心实测胶结指数与现有两种方法的计算结果对比数据

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。