本發(fā)明涉及油氣儲層評價領(lǐng)域，尤其涉及一種基于數(shù)字巖心技術(shù)的低滲超低滲儲層飽和度模型構(gòu)建方法。

背景技術(shù)：

1、archie飽和度模型一直被廣泛應(yīng)用于儲層飽和度評價。隨著油氣勘探的發(fā)展，深層/超深層儲層逐漸成為勘探的重點(diǎn)，該類儲層孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜，非均質(zhì)強(qiáng)，利用傳統(tǒng)巖石物理實(shí)驗(yàn)構(gòu)建的archie模型計(jì)算的飽和度不準(zhǔn)確，無法滿足油氣田勘探開發(fā)需要。

2、archie模型及其衍生模型在計(jì)算儲層飽和度時需要提前確定膠結(jié)指數(shù)和飽和度指數(shù)，而這兩個參數(shù)均來自于實(shí)驗(yàn)室?guī)r電實(shí)驗(yàn)結(jié)果。對于低滲超低滲儲層，實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的驅(qū)替技術(shù)無法得到低含水飽和度巖心，無法通過巖電實(shí)驗(yàn)進(jìn)行巖心的電阻率測量，也就無法得到準(zhǔn)確的膠結(jié)指數(shù)和飽和度指數(shù)，無法構(gòu)建準(zhǔn)確的儲層飽和度模型，導(dǎo)致低滲超低滲儲層含油性評價不準(zhǔn)確。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對低滲超低滲儲層巖石，實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的驅(qū)替技術(shù)對低滲巖石難以徹底驅(qū)替，導(dǎo)致無法通過巖電實(shí)驗(yàn)測量低含水飽和度巖心的電阻率，也就無法得到準(zhǔn)確的膠結(jié)指數(shù)和含水飽和度指數(shù)，無法構(gòu)建準(zhǔn)確的儲層飽和度模型的問題，提出一種基于數(shù)字巖心技術(shù)的低滲超低滲儲層飽和度模型構(gòu)建方法。

2、本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：提供一種基于數(shù)字巖心技術(shù)的低滲超低滲儲層飽和度模型構(gòu)建方法，包括：

3、步驟s1、選取目標(biāo)儲層的巖心樣品進(jìn)行掃描實(shí)驗(yàn)，得到掃描圖像，將所述掃描圖像處理重構(gòu)為三維數(shù)字巖心格架；

4、步驟s2、利用所述三維數(shù)字巖心格架，構(gòu)建不同孔隙度的三維數(shù)字巖心和不同含水飽和度的三維數(shù)字巖心；

5、步驟s3、分別計(jì)算所述不同孔隙度的數(shù)字巖心在完全飽水時的電阻率，根據(jù)各電阻率計(jì)算對應(yīng)的地層因素，構(gòu)建地層因素與孔隙度的關(guān)系；

6、步驟s4、分別計(jì)算所述不同含水飽和度的數(shù)字巖心的電阻率，構(gòu)建電阻率指數(shù)與含水飽和度的關(guān)系；

7、步驟s5、根據(jù)所述地層因素與孔隙度關(guān)系以及電阻率指數(shù)與含水飽和度的關(guān)系，構(gòu)建所述目標(biāo)儲層的新的含水飽和度模型。

8、優(yōu)選地，所述步驟s3中，所述地層因素是指完全飽水巖心電阻率與水電阻率比值，地層因素與孔隙度的關(guān)系通過構(gòu)建雙對數(shù)坐標(biāo)下交會圖并回歸擬合獲得，兩者的關(guān)系用式(1)來表示：

9、

10、式中，

11、f是地層因素；

12、r0是飽水巖石電阻率；

13、rw是地層水電阻率；

14、φ是孔隙度，m是膠結(jié)指數(shù)；

15、a是與巖性有關(guān)的系數(shù)；

16、其中，所述a、m均通過數(shù)據(jù)擬合獲得。

17、優(yōu)選地，所述步驟s4中，所述電阻率指數(shù)是指不同飽水度巖心電阻率與完全飽水電阻率巖心的比值，所述電阻率指數(shù)與含水飽和度的關(guān)系是通過構(gòu)建雙對數(shù)坐標(biāo)下交會圖并回歸擬合獲得，兩者的關(guān)系用式(2)來表示：

18、

19、所述步驟s5中，所述目標(biāo)儲層的新的含水飽和度模型是根據(jù)下式(3)構(gòu)建的：

20、

21、式中，

22、ri是電阻率指數(shù)；

23、rt是地層電阻率；

24、sw是含水飽和度；

25、b*是與巖性有關(guān)的系數(shù)；

26、n*是飽和度指數(shù)；

27、其中，所述b*、n*是通過回歸擬合獲得。

28、優(yōu)選地，所述步驟s1中將所述掃描圖像處理重構(gòu)為三維數(shù)字巖心格架包括：利用avizo、gms、petrel中的任意一種來重構(gòu)所述三維數(shù)字巖心格架。

29、優(yōu)選地，所述步驟s2中構(gòu)建不同含水飽和度的三維數(shù)字巖心包括：模擬孔隙中油水驅(qū)替過程，構(gòu)建所述不同含水飽和度的數(shù)字巖心。

30、優(yōu)選地，所述模擬孔隙中油水驅(qū)替過程包括：利用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)-開運(yùn)算、相場方法、有限元法、格子玻爾茲曼方法中的任意一種模擬孔隙中油水驅(qū)替過程。

31、優(yōu)選地，所述計(jì)算所述完全飽水的數(shù)字巖心的電阻率包括：利用有限元數(shù)值模擬方法、隨機(jī)游走算法、格子玻爾茲曼方法、有限差分法中的任意一種計(jì)算所述數(shù)字巖心的電阻率。

32、優(yōu)選地，所述步驟s1之前還包括：

33、步驟s0、判斷所述巖心樣品能否通過驅(qū)替技術(shù)得到全范圍含水飽和度巖心，若否，則執(zhí)行步驟s1-s5。

34、優(yōu)選地，所述判斷所述巖心樣品能否通過驅(qū)替技術(shù)得到全范圍含水飽和度巖心之后還包括：

35、若是，則對所述巖心樣品進(jìn)行巖電實(shí)驗(yàn)，根據(jù)所述巖電實(shí)驗(yàn)結(jié)果，利用archie模型計(jì)算所述目標(biāo)儲層的含水飽和度；或，執(zhí)行步驟s1-s5。

36、優(yōu)選地，所述巖心樣品的archie含水飽和度模型是根據(jù)下式(4)構(gòu)建的：

37、

38、式中，

39、sw是含水飽和度；

40、n是飽和度指數(shù)；

41、b是與巖性有關(guān)的系數(shù)；

42、a是與巖性有關(guān)的系數(shù)；

43、rw是地層水電阻率；

44、rt是地層電阻率；

45、φ是孔隙度；

46、m是膠結(jié)指數(shù)。

47、實(shí)施本發(fā)明的基于數(shù)字巖心技術(shù)的儲層飽和度模型構(gòu)建方法，采用數(shù)字巖石物理技術(shù)和巖石物理分析方法，彌補(bǔ)了巖電實(shí)驗(yàn)現(xiàn)有驅(qū)替技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)低含水飽和度下電阻率測量的不足，構(gòu)建的模型覆蓋含水飽和度范圍大，有效地解決了計(jì)算高含油儲層(即低滲超低滲儲層)飽和度預(yù)測結(jié)果誤差大的問題。

技術(shù)特征：

1.一種基于數(shù)字巖心技術(shù)的低滲超低滲儲層飽和度模型構(gòu)建方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于數(shù)字巖心技術(shù)的低滲超低滲儲層飽和度模型構(gòu)建方法，其特征在于，所述步驟s3中，所述地層因素是指完全飽水巖心電阻率與水電阻率比值，地層因素與孔隙度的關(guān)系通過構(gòu)建雙對數(shù)坐標(biāo)下交會圖并回歸擬合獲得，兩者的關(guān)系用式(1)來表示：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于數(shù)字巖心技術(shù)的低滲超低滲儲層飽和度模型構(gòu)建方法，其特征在于，所述步驟s4中，所述電阻率指數(shù)是指不同飽水度巖心電阻率與完全飽水電阻率巖心的比值，電阻率指數(shù)與含水飽和度的關(guān)系是通過構(gòu)建雙對數(shù)坐標(biāo)下交會圖并回歸擬合獲得，兩者的關(guān)系用式(2)來表示：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于數(shù)字巖心技術(shù)的低滲超低滲儲層飽和度模型構(gòu)建方法，其特征在于，所述步驟s1中將所述掃描圖像處理重構(gòu)為三維數(shù)字巖心格架包括：利用avizo、gms、petrel中的任意一種來重構(gòu)所述三維數(shù)字巖心格架。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于數(shù)字巖心技術(shù)的低滲超低滲儲層飽和度模型構(gòu)建方法，其特征在于，所述步驟s2中構(gòu)建不同含水飽和度的三維數(shù)字巖心包括：模擬孔隙中油水驅(qū)替過程，構(gòu)建所述不同含水飽和度的數(shù)字巖心。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述基于數(shù)字巖心技術(shù)的低滲超低滲儲層飽和度模型構(gòu)建方法，其特征在于，所述模擬孔隙中油水驅(qū)替過程包括：利用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)-開運(yùn)算、相場方法、有限元法、格子玻爾茲曼方法中的任意一種模擬孔隙中油水驅(qū)替過程。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于數(shù)字巖心技術(shù)的低滲超低滲儲層飽和度模型構(gòu)建方法，其特征在于，所述計(jì)算所述完全飽水的數(shù)字巖心的電阻率包括：利用有限元數(shù)值模擬方法、隨機(jī)游走算法、格子玻爾茲曼方法、有限差分法中的任意一種計(jì)算所述數(shù)字巖心的電阻率。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于數(shù)字巖心技術(shù)的低滲超低滲儲層飽和度模型構(gòu)建方法，其特征在于，所述步驟s1之前還包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述基于數(shù)字巖心技術(shù)的低滲超低滲儲層飽和度模型構(gòu)建方法，其特征在于，所述判斷所述巖心樣品能否通過驅(qū)替技術(shù)得到全范圍含水飽和度巖心之后還包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述基于數(shù)字巖心技術(shù)的低滲超低滲儲層飽和度模型構(gòu)建方法，其特征在于，

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種基于數(shù)字巖心技術(shù)的低滲超低滲儲層飽和度模型構(gòu)建方法，選取目標(biāo)儲層的巖心樣品進(jìn)行掃描實(shí)驗(yàn)，將掃描圖像處理重構(gòu)為三維數(shù)字巖心格架；構(gòu)建不同孔隙度的三維數(shù)字巖心，計(jì)算不同孔隙度的數(shù)字巖心在完全飽水時的電阻率，計(jì)算地層因素，構(gòu)建地層因素與孔隙度的關(guān)系。構(gòu)建不同含水飽和度的三維數(shù)字巖心，計(jì)算不同含水飽和度數(shù)字巖心的電阻率，計(jì)算電阻率指數(shù)，構(gòu)建電阻率指數(shù)與含水飽和度的關(guān)系。根據(jù)地層因素與孔隙度關(guān)系和電阻率指數(shù)與含水飽和度的關(guān)系，構(gòu)建出適用于目標(biāo)儲層的新的含水飽和度模型。實(shí)施本發(fā)明的技術(shù)方案，能推導(dǎo)出儲層電阻率與含水飽和度、孔隙度、地層水電阻率的關(guān)系，為目標(biāo)儲層含水飽和度計(jì)算提供更適用的模型。

技術(shù)研發(fā)人員：馮進(jìn),管耀,關(guān)利軍,王清輝,周開金,李敏,何澤俊
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中海石油（中國）有限公司深圳分公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2