东河11井岩心孔隙结构常规物性参数和分形特征参数变化规律的研究.doc

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东河11井岩心孔隙结构常规物性参数和分形特征参数变化规律的研究
东河11井岩心孔隙结构常规物性参数和分形特征参数变化规律的研究

摘要：本文在所选择的东河油田东河11井岩心上，进行了岩心孔隙结构的常规物性参数和压、退汞特征参数的实验和对比分析。从中看出，油层岩心孔隙结构各特征参数均有各自的变化规律，而且相互之间也有较好的对应变化规律，随着孔、渗增加，岩心均质系数、压汞分形维数变大，变异系数、岩性系数变小，退汞分形维数、退汞效率变小。最主要的看出：渗透率与压汞、退汞分形维数的相关性好于渗透率与其它反映压汞孔隙结构均质程度的均质系数、变异系数和岩性系数的相关性。用压、退汞分形维数来作为表示岩心均质程度的一个新的特征参数会更好一些，这样对于合理评价岩心的均质程度更为精确一些。

关键词：孔隙结构；渗透率；孔隙度；岩性系数；变异系数；压汞分形维数；退汞分形维数；退汞效率
中图分类号：TE312文献标识码：A文章编号：1009-8631（2013）02-0028-02
为了正确地认识油层岩心的物性，为了精确地描述油层岩心孔隙结构的特征，油藏工程师进行了大量的研究工作，在合理开发好油田，提高原油采收率方面已经取得了丰硕的成果[1-4]。
本文以东河11井岩心为例，企图从岩心常规物性和压、退汞毛管压力曲线两个方面，综合对比分析岩心孔隙结构的变化规律及其各特征参数相互之间的变化规律，以便加深对油层岩心的宏观和微观的认识，使我们对油层岩心特征参数的了解更加深入一步。
本文用同一块岩样，从常规油层物性和压、退汞毛管压力曲线资料进行分析统计，这样对比性更合理、更可靠，因为资料来自同一块样品。
研究结果表明：油层岩心孔隙结构各特征参数均有各自的变化规律，而且相互之间也有较好的对应变化规律。以东河11井为例，它们岩性特征参数有较好的变化规律。一般来讲，随着孔、渗增加，岩心均质系数、压汞分形维数变大，变异系数、岩性系数变小；退汞分形维数、退汞效率变小。
1油层岩心孔隙结构特征参数的描述
油层岩心孔隙结构特征参数的描述，从不同角度出发有许多不同的表述方式。本文仅从三个方面来分析，以求得较全面地反映孔隙结构的特征。为了便于讨论，在此对所涉及的孔隙结构特征参数，作一些简单的说明。
1.1常规孔隙结构特征参数
油层物性最常用的参数是孔隙度和空气渗透率，它们分别反映了岩心孔隙的数量和允许流体如空气等通过岩心渗流的能力，两者均是评价油层岩心性质好坏最主要、最直观宏观的参数。
1.2压汞毛管压力曲线表征的孔隙结构特征参数
压汞毛管压力曲线表征的孔隙结构特征参数是一个反映岩心喉道半径大小及其分布的微观参数。它有表示岩心均质程度和表示分形程度两类特征参数。
1.2.1表示岩心均质程度的特征参数
表示岩心均质程度有许多数学表示形式，从岩心喉道半径分布角度出发，这里简要介绍一下常用的，反映岩心均质程度的三个特征参数：均质系数、岩性系数和变异系数。
均质系数C是由喉道半径计算出来的平均喉道半径与岩心最大半径之比值，数值用小数表示。其数值越大，表示岩心越均质。
岩性系数F是实测渗透率与由喉道半径计算出来的渗透率之比值，反映了孔隙喉道的迂曲程度，数值用小数表示。其数值越小，表示岩心越均质。
变异系数DR是喉道半径的分选系数（它是反映喉道大小分布集中程度的参数，具有某一等级的喉道占绝对优势时，分选系数值小，表示喉道分选程度好）与平均半径之比，数值用小数表示。其数值越小，表示岩心越均质。
1.2.2表示岩心分形程度的特征参数[5-7]
表示岩心分形程度的特征参数是分形维数。压汞毛管压力曲线根据对应的欧氏维数有四种分形类型，本文从喉道半径所提供的渗透率贡献值分布频率来分析和研究岩心的分形特征。
具体求法是：以喉道半径R为测量尺度，以R2S测量对象，logR与logR2S有较好的直线关系，其分形维数D2数值范围在2～3之间（详细情况见参考文献7）。
1.3退汞毛管压力曲线表征的孔隙结构特征参数[8-9]
退汞毛管压力曲线表征的孔隙结构特征参数是一个反映岩心孔隙半径大小及其分布的微观参数。这里介绍两个特征参数：退汞效率和分形维数。
1.3.1退汞效率
退汞效率WE定义为，在给定的压力范围内，从最大的注入压力降到0.01mPa时，从岩心内退出的水银体积占降压前注入的水银总体积的百分数，它反映了非润湿相毛管效应采收率。
本文在退汞毛管压力曲线研究中，做出了两个假定。一个假定是：在退汞曲线中也存在麻痹效应，即存在一个突变点。在两个测量点对应的饱和度值大于1%时，认为开始退汞，之前的汞饱和度为麻痹效应应当扣除，其数值为0.3～2%。另一个假定是：当砂岩岩心孔隙度小于15%，渗透率小于0.01μm2时，达到一定压力点后汞饱和度变化很小，在两个测量点对应的饱和度值小于0