本發(fā)明涉及油氣田勘探開發(fā)領(lǐng)域，更具體地涉及一種識別毛管滯留型油藏的方法。

背景技術(shù)：

在油田開發(fā)之前，首先要確定油藏的類型，以選用最佳的開采方式。由傳統(tǒng)的石油地質(zhì)理論可知，物性較差的巖石，例如泥巖、物性差的砂巖等其他巖石等，會封閉物性較好的油層，也就是傳統(tǒng)的油藏。在傳統(tǒng)油藏中，受重力分異作用，油分布在上部，水分布在底部。

然而，隨著研究的深入，發(fā)現(xiàn)了一種新的油藏類型，即毛管滯留型油藏。在毛管滯留型油藏中，顛覆了傳統(tǒng)的“上油下水”的常識，具體表現(xiàn)為物性較好的水層封閉物性較差的油層，即出現(xiàn)“上水下油”的“水包油”狀況。毛管滯留型油藏在我國廣泛分布，它的發(fā)現(xiàn)拓寬了油勘探開發(fā)新領(lǐng)域。

由于毛管滯留型油藏中的油水分布方式與傳統(tǒng)的油藏不同，導(dǎo)致開采方式也有極大的差異。由此，在油田開發(fā)之前，首先需要判斷油藏的類型，以選擇最佳的開采方式。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明提出了一種判斷毛管滯留型油藏的方法。根據(jù)本發(fā)明的方法，能夠準(zhǔn)確地判斷出油藏的類型，方便了施工人員選擇最佳的開采方式。此外，本發(fā)明的方法所需要的基本參數(shù)都可以方便地得到，便于工業(yè)化推廣應(yīng)用。

本發(fā)明的方法包括以下步驟：步驟一，獲得油田儲層的孔喉半徑r_th、孔喉半徑的下限值r_min，儲層內(nèi)的油柱浮力F_b和毛管力F_c、儲層的最小啟動壓力梯度G_pi和油柱的浮力梯度G_pb，步驟二，在r_th＞r_min時，判斷F_c和F_b的大小，以及判斷G_pi和G_pb的大小，步驟三：在F_c＞F_b且G_pi＞G_pb時，儲層為毛管滯留型油藏。

根據(jù)本發(fā)明的方法，在判斷儲層是否為毛管滯留型油藏時，首先判斷r_th與 r_min的大小關(guān)系。這是由于，從儲層中石油的保存方面來看，孔喉半徑越小，毛管壓力越大，越有利于阻滯油運(yùn)移而形成毛管滯留型油藏。但從石油開采方面來看，為使孔隙中的石油能夠產(chǎn)出，孔喉半徑不能太小，要求能夠形成連續(xù)油相，在孔隙中具有一定流動能力，因此儲層的孔喉半徑r_th必須大于孔喉半徑的下限值r_min。此外，不但考慮了作為阻力的毛管力F_c和作為動力的油柱浮力F_b，還將儲層的最小啟動壓力梯度G_pi和油柱的浮力梯度G_pb作為重要的參數(shù)。申請人發(fā)現(xiàn)，由于油柱浮力F_b的作用方向是指向傾斜地層上傾方向的，僅使用油柱浮力F_b與毛管力F_c比較只能判斷油柱是否發(fā)生沿地層上傾方向運(yùn)移，而不能判斷在其他方向是否也發(fā)生運(yùn)移，因此僅使用油柱浮力F_b與毛管力F_c比較來判斷儲層是否為毛管滯留型油藏并不準(zhǔn)確。在實(shí)際施工過程中，也證實(shí)了僅使用油柱浮力F_b和毛管力F_c來判斷油藏的類型時，經(jīng)常出現(xiàn)差錯。然而，根據(jù)本發(fā)明的方法，進(jìn)一步引入了儲層的最小啟動壓力梯度G_pi和油柱的浮力梯度G_pb作為判斷條件，大大提高了判斷的準(zhǔn)確性。

在一個實(shí)施例中，浮力梯度G_pb與油水密度差、滲流方向與垂直方向的夾角有關(guān)。浮力梯度G_pb由下式來表示

式中，ρ_o為油的密度，ρ_w為水的密度，為滲流方向與垂直方向的夾角，ρ_o，ρ_w和均能通過測井資料獲得。在一個實(shí)施例中，最小啟動壓力梯度G_pi通過巖芯實(shí)驗(yàn)而獲得。而浮力梯度G_pb則表示了油柱在各個不同方向受到的浮力作用，而不僅僅是在傾斜地層上傾方向上。因此通過判斷G_pi和G_pb的大小，能夠準(zhǔn)確地判斷油柱是否在各個方向上都不發(fā)生滲流，從而能夠更準(zhǔn)確地判斷儲層是否為毛管滯留型油藏。

在一個實(shí)施例中，油柱浮力F_b與油水密度差、地層傾角以及油柱的長度有關(guān)。具體來說，油柱浮力F_b由下式來表示

F_b＝(ρ_w-ρ_o)×g×L×sinφ

式中，ρ_o為油的密度，ρ_w為水的密度，L為油柱沿地層傾斜方向的長度，φ為地層傾角，ρ_o，ρ_w，L和φ均能通過測井資料獲得。

在一個實(shí)施例中，毛管力F_c由下式來表示

$F_c=\frac{2\mathrm{\σ}\cos \mathrm{\θ}}{r_{\mathrm{th}}}$

式中，σ為油水界面張力；θ為水對儲層的巖石的表面潤濕角，σ和θ均能通過 巖芯實(shí)驗(yàn)獲得。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：(1)將r_th與r_min的大小關(guān)系作為判斷毛管滯留型油藏的首要條件，由此可以排除毛管半徑過小，儲層內(nèi)不能形成連續(xù)油相的油藏，這大大簡化了本發(fā)明的方法的實(shí)施。(2)將儲層內(nèi)的油柱浮力F_b和毛管力F_c以及儲層的最小啟動壓力梯度G_pi和油柱的浮力梯度G_pb作為判斷毛管滯留型油藏的條件，大大提高了判斷的準(zhǔn)確性。

附圖說明

在下文中將基于實(shí)施例并參考附圖來對本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述。其中：

圖1是實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的方法的步驟示意圖，以及

圖2是在本發(fā)明的實(shí)施例所判斷的毛管滯留型油藏分布區(qū)域與測井響應(yīng)曲線。

在附圖中，相同的部件使用相同的附圖標(biāo)記。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合實(shí)施例和附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

圖1示意性地顯示了實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的方法的步驟。如圖1所示，本發(fā)明的方法包括以下步驟。

步驟11：獲得油田的孔喉半徑的下限值r_min、儲層的孔喉半徑r_th，儲層內(nèi)的油柱浮力F_b和毛管力F_c、儲層的最小啟動壓力梯度G_pi和油柱的浮力梯度G_pb。

步驟12：在r_th＞r_min時，判斷F_c和F_b的大小，以及判斷G_pi和G_pb的大小。

步驟13：在F_c＞F_b且G_pi＞G_pb時，儲層為毛管滯留型油藏。

在步驟11中，對于不同的油田而言，孔喉半徑的下限值r_min不盡相同，但是對于確定的油田而言，則是確定的，并且可以通過現(xiàn)有技術(shù)的方法測得，例如可以通過壓汞資料和試油資料分析得知。儲層的孔喉半徑r_th可以通過從儲層取巖芯樣品，然后在實(shí)驗(yàn)室測試得出。儲層的最小啟動壓力梯度G_pi例如可以通過將巖芯樣品進(jìn)行達(dá)西滲流實(shí)驗(yàn)而得到。油柱浮力F_b和毛管力F_c以及浮力梯度G_pb可以通過測井參數(shù)計(jì)算出來，這將在下文中詳細(xì)描述。上述的各種方法均是本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的，這里不再贅述。

在一個實(shí)施例中，浮力梯度G_pb由下式來表示

式中，ρ_o為油的密度，ρ_w為水的密度，為滲流方向與垂直方向夾角，ρ_o，ρ_w和φ均能通過測井資料獲得。浮力梯度G_pb表示了在油不同方向受到的浮力作用，而不僅僅是在傾斜地層上傾方向上。

油柱浮力F_b由下式來表示

F_b＝(ρ_w-ρ_o)×g×L×sinφ

式中，ρ_o為油的密度，ρ_w為水的密度，L為油柱沿地層傾斜方向的長度，φ為地層傾角，ρ_o，ρ_w，L和φ均能通過測井資料獲得。毛管力F_c由下式來表示

$F_c=\frac{2\mathrm{\σ}\cos \mathrm{\θ}}{r_{\mathrm{th}}}$

式中，σ為油水界面張力；θ為水對儲層的巖石的表面潤濕角，σ和θ均能通過巖芯實(shí)驗(yàn)獲得。

油柱浮力F_b的計(jì)算式和毛管力F_c的計(jì)算式是本領(lǐng)域的技術(shù)人員所公知的，這里不再論述其獲得過程。

申請人發(fā)現(xiàn)，儲層內(nèi)的油的存儲狀態(tài)可分為三種。第一種，對于物性較好的區(qū)域，毛管半徑大，毛管力(即，油運(yùn)動的阻力)較小，游離態(tài)的油受到的浮力大于毛管力而能容易地向上運(yùn)移，從而形成傳統(tǒng)的油藏類型。第二種，對于物性較差的區(qū)域，微細(xì)毛管發(fā)育，毛管力較大且大于油受到的浮力，油氣得以滯留在物性較差儲層中，從而形成毛管滯留型油藏。第三種，對于物性非常差的區(qū)域，毛管半徑太小，毛管阻力非常大而阻止油在其中流動，油難以從毛管內(nèi)流出而形成干層。

基于上述分類，在步驟12中，首先通過判斷r_th與r_min的大小關(guān)系，以排除干層，從而大大簡化了判斷儲層是否為毛管滯留型油藏的步驟。應(yīng)理解地是，孔喉半徑就是表征毛管大小的特征。在r_th＞r_min情況下，再判斷F_c和F_b的大小，以及判斷G_pi和G_pb的大小。

在步驟13中，在F_c＞F_b且G_pi＞G_pb時，儲層為毛管滯留型油藏。由于步驟13是在步驟12之后進(jìn)行的，因此步驟13中暗含有前提條件r_th＞r_min。

根據(jù)上文分析，油柱浮力F_b僅表示了油柱在傾斜地層上傾方向受到的滲流驅(qū)動力。但是，油柱的滲流驅(qū)動力還受到垂直等其他方向的影響。因此使用毛管力F_c和油柱浮力F_b，儲層的最小啟動壓力梯度G_pi和油柱的浮力梯度G_pb可更為精確地判斷油柱的滲流能力，進(jìn)而能精確地判斷油藏類型。

實(shí)施例1：

在T1井區(qū)，在儲層深度2270m到2285m之間的區(qū)域21處，孔喉半徑r_th在0.16μm到0.3μm之間。依據(jù)毛管壓力及試油測試資料確定該儲層的孔喉半徑下限值r_min為0.16μm。油柱的長度L在100～300m之間。儲層的物理參數(shù)如表1所示。

表1

通過上述參數(shù)可得知，在T1井的儲層深度2270m到2285m之間的區(qū)域內(nèi)，毛管力F_c在0.0837～0.1599N之間，油柱浮力F_b在0.0227～0.068N之間。

因此可得知，r_th＞r_min，并且F_c＞F_b。

又經(jīng)試驗(yàn)測得，該儲層的最小啟動壓力梯度G_pi的最小值為0.05MPa/m。而在垂直方向上的浮力梯度G_pb約為0.0024MPa/m，遠(yuǎn)小于G_pi。在其他方向，浮力梯度G_pb更小，也遠(yuǎn)小于G_pi。因此，油藏在各個方向上浮力梯度G_pb小于G_pi，即G_pi＞G_pb。

也就是說，在T1井的儲層深度2270m到2285m之間的區(qū)域21符合規(guī)則：r_th＞r_min，并且F_c＞F_b，G_pi＞G_pb。因此，通過理論判斷，區(qū)域21內(nèi)應(yīng)該為毛管滯留型油藏。

圖2顯示了實(shí)際測井響應(yīng)狀況。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可從圖2中可清楚地得出，在儲層深度2270m到2285m之間，電阻率有突然下降的區(qū)域，而孔隙度曲線24卻沒有相應(yīng)的明顯變化。這意味著區(qū)域25為水區(qū)，而在水區(qū)25的下方的區(qū)域23為油區(qū)。即，在儲層深度2270m到2285m之間存在有“上水下油”的毛管滯留型油藏，這與根據(jù)本發(fā)明的方法的理論判斷結(jié)果相一致。

雖然已經(jīng)參考優(yōu)選實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以對其進(jìn)行各種改進(jìn)。本發(fā)明并不局限于文中公開的特定實(shí)施例，而是包括落入權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有技術(shù)方案。