本發(fā)明屬于油氣田開(kāi)發(fā)
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種用于評(píng)價(jià)儲(chǔ)層巖心非均質(zhì)程度的測(cè)定方法。
背景技術(shù)：
：隨著油氣田開(kāi)發(fā)技術(shù)的進(jìn)展，油氣勘探正由常規(guī)油氣田轉(zhuǎn)向低孔低滲、致密儲(chǔ)層區(qū)塊。這些區(qū)塊具有低孔低滲、致密儲(chǔ)層物性差、孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜、非均質(zhì)性強(qiáng)的特點(diǎn)，對(duì)其進(jìn)行開(kāi)發(fā)需要對(duì)非均質(zhì)性進(jìn)行評(píng)價(jià)。儲(chǔ)層多孔介質(zhì)的非均質(zhì)性是指孔隙介質(zhì)中物性參數(shù)在空間分布上的差異，而這種差異會(huì)造成儲(chǔ)層流體在巖石孔隙中運(yùn)移的滲透機(jī)制發(fā)生改變，因此，非均質(zhì)性在油氣勘探和開(kāi)發(fā)中起著至關(guān)重要的作用。對(duì)于一般含油層系較多的油藏，儲(chǔ)層非均質(zhì)性的強(qiáng)弱程度會(huì)導(dǎo)致水驅(qū)開(kāi)發(fā)的效果有較大差別，如果對(duì)儲(chǔ)層非均質(zhì)性的程度計(jì)算錯(cuò)誤，會(huì)嚴(yán)重影響到油田的整體開(kāi)發(fā)。因此，為提高油藏注入水的波及效率，反映流體在多孔介質(zhì)中的流動(dòng)特性，識(shí)別并評(píng)價(jià)儲(chǔ)層的非均質(zhì)程度有很重要的意義。儲(chǔ)層非均質(zhì)性研究開(kāi)始于20世紀(jì)70-80年代，針對(duì)改善開(kāi)發(fā)效果及預(yù)測(cè)剩余油分布而開(kāi)展，在近年來(lái)，隨著非常規(guī)油氣資源的開(kāi)發(fā)，國(guó)內(nèi)外對(duì)于儲(chǔ)層非均質(zhì)性的研究也越來(lái)越多，如申請(qǐng)?zhí)枮?01510496313.5的《一種生物碎屑灰?guī)r儲(chǔ)層非均質(zhì)性研究方法》，申請(qǐng)?zhí)枮?01310238779.6的《一種基于核磁共振成像的巖石非均質(zhì)性定量評(píng)價(jià)方法》，但上述方法，主要是針對(duì)某種具體的巖石進(jìn)行評(píng)價(jià)，不具有通用性。目前，儲(chǔ)層非均質(zhì)性的描述主要有如下幾類：實(shí)驗(yàn)室?guī)r心分析法、試井監(jiān)測(cè)判別法、示蹤劑監(jiān)測(cè)法等。其中，實(shí)驗(yàn)室?guī)r心分析法最直接，它是利用巖心薄片或鑄體薄片鑒定等識(shí)別儲(chǔ)層的非均質(zhì)性，但現(xiàn)場(chǎng)巖心數(shù)量較少、易零散、不能重復(fù)利用，因此測(cè)試成本較高，且無(wú)法系統(tǒng)、全面地辨別儲(chǔ)層的非均質(zhì)性；試井監(jiān)測(cè)判別法能定性判別儲(chǔ)層的大孔道，但是無(wú)法定量識(shí)別儲(chǔ)層非均質(zhì)性，需要使用專門(mén)的儀器進(jìn)行礦場(chǎng)測(cè)試，操作繁瑣，工作量大，成本較高；示蹤劑監(jiān)測(cè)法雖能獲得較大區(qū)域內(nèi)的地層非均性參數(shù)，但該解釋過(guò)程較為復(fù)雜，要求較高，在實(shí)際運(yùn)用中的局限性較大。評(píng)價(jià)儲(chǔ)層的非均質(zhì)程度作為表征儲(chǔ)層性能的重點(diǎn)之一，對(duì)于提高水驅(qū)波及效率，反映流體在多孔介質(zhì)中的流動(dòng)特性非常重要，設(shè)定評(píng)價(jià)非均質(zhì)程度的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于提高油田采收率具有重要的意義，而目前國(guó)內(nèi)外對(duì)多孔介質(zhì)非均質(zhì)程度進(jìn)行評(píng)價(jià)的研究還較少。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為了解決上述方法在測(cè)試過(guò)程中存在的操作繁瑣、工作量大、巖心不能重復(fù)使用、成本高、局限性大，無(wú)法系統(tǒng)、全面地辨別儲(chǔ)層非均質(zhì)性等問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種通過(guò)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)的方法，測(cè)定人造巖心的非均質(zhì)程度并進(jìn)行評(píng)價(jià)，定量識(shí)別非均質(zhì)多孔介質(zhì)中水驅(qū)前緣均勻推進(jìn)的程度、巖心內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)的層間非均質(zhì)程度以及巖心整體的非均質(zhì)程度，該方法工作量小，成本低，耗時(shí)短；實(shí)驗(yàn)過(guò)程中使用一定礦化度地層水驅(qū)替，能確保在不傷害儲(chǔ)層巖心的情況下，進(jìn)行后續(xù)研究；數(shù)據(jù)解釋簡(jiǎn)單，較為便捷地判別出巖心孔隙結(jié)構(gòu)上的非均質(zhì)程度，可操作性強(qiáng)，可用于礦場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)以及室內(nèi)評(píng)價(jià)巖心的非均質(zhì)程度。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種評(píng)價(jià)巖心非均質(zhì)程度的方法，包括以下步驟：S1、對(duì)人造巖心進(jìn)行抽真空，并充分飽和蒸餾水，確定其孔隙體積；S2、配制地層水，并測(cè)定其電導(dǎo)率；S3、使用準(zhǔn)備好的地層水進(jìn)行巖心驅(qū)替實(shí)驗(yàn)，間隔一段時(shí)間取樣；S4、測(cè)定產(chǎn)出液的電導(dǎo)率，根據(jù)巖心尾端產(chǎn)出液的電導(dǎo)率值，繪制出產(chǎn)出液的電導(dǎo)率與注入孔隙體積倍數(shù)(PV數(shù))的關(guān)系曲線以及電導(dǎo)率的變化程度與注入PV數(shù)的關(guān)系曲線；S5、通過(guò)地層水電導(dǎo)率與注入孔隙體積倍數(shù)(PV數(shù))的關(guān)系曲線以及電導(dǎo)率的變化程度與注入PV數(shù)的關(guān)系曲線，分析人造巖心在注入地層水突破點(diǎn)(電導(dǎo)率值開(kāi)始增加的位置)和完全飽和點(diǎn)的PV數(shù)(電導(dǎo)率值開(kāi)始趨于平穩(wěn)的位置)，從而定量地分析出水驅(qū)前緣均勻推進(jìn)的程度以及巖心整體的非均質(zhì)程度；根據(jù)電導(dǎo)率的變化程度與注入PV數(shù)的關(guān)系曲線的整體走勢(shì)，分析出巖心內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)的層間非均質(zhì)程度。進(jìn)一步的，步驟S1的具體內(nèi)容是，用電子天平稱量未飽和的巖心質(zhì)量m1，對(duì)其進(jìn)行抽真空至臨界壓力標(biāo)準(zhǔn)值-0.092MPa為止，充分飽和蒸餾水，稱量飽和水后的巖心質(zhì)量m2，確定其孔隙體積vp＝(m2-m1)/ρ水。進(jìn)一步的，步驟S2的具體內(nèi)容是，用電子天平稱量10L蒸餾水，加入50gNaCl，7gCaCl2·2H2O，攪拌均勻，配制地層水，用電導(dǎo)率儀測(cè)定其電導(dǎo)率值為9000μs/cm；進(jìn)一步的，步驟S3的具體內(nèi)容是，在中間容器中裝滿步驟2中配制的地層水，用管線依次連接好ISCO泵、中間容器和巖心，用ISCO泵以4mL/min的速度將地層水從巖心進(jìn)口端注入，進(jìn)行驅(qū)替，以30s的間隔時(shí)間，連續(xù)用小試管依次在巖心尾端進(jìn)行接液，直至巖心中的蒸餾水被完全驅(qū)替出來(lái)為止，即注入量為3倍孔隙體積(3PV)。進(jìn)一步的，步驟S4的具體內(nèi)容是，用電導(dǎo)率儀測(cè)定每段時(shí)間間隔內(nèi)產(chǎn)出液的電導(dǎo)率值，根據(jù)巖心尾端產(chǎn)出液的電導(dǎo)率值，繪制出產(chǎn)出液的電導(dǎo)率與注入孔隙體積倍數(shù)(PV數(shù))的關(guān)系曲線以及電導(dǎo)率的變化程度與注入PV數(shù)的關(guān)系曲線。進(jìn)一步的，所述電導(dǎo)率儀型號(hào)為DDS-11A數(shù)顯電導(dǎo)率儀。進(jìn)一步的，根據(jù)本發(fā)明所提供的實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法，將突破點(diǎn)的PV數(shù)定義為無(wú)因次突破時(shí)間，將無(wú)因次突破時(shí)間作為評(píng)價(jià)人造巖心非均質(zhì)程度的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)定：均質(zhì)巖心：0.8PV≤無(wú)因次突破時(shí)間≤1PV；較均質(zhì)巖心：0.6PV≤無(wú)因次突破時(shí)間<0.8PV；非均質(zhì)巖心：0PV<無(wú)因次突破時(shí)間<0.6PV。同時(shí)電導(dǎo)率的變化程度與注入PV數(shù)的關(guān)系曲線上峰值越低且出現(xiàn)峰值的次數(shù)越多，巖心的非均質(zhì)程度越高。本發(fā)明的有益之處在于：1、本發(fā)明能快速測(cè)定人造巖心的非均質(zhì)程度并進(jìn)行評(píng)價(jià)，較為便捷地定量識(shí)別非均質(zhì)多孔介質(zhì)中水驅(qū)前緣均勻推進(jìn)的程度、巖心內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)的層間非均質(zhì)程度以及巖心整體的非均質(zhì)程度；2、本方法能確保在不傷害儲(chǔ)層巖心的情況下進(jìn)行測(cè)試，巖心可重復(fù)使用；3、本方法工作量小、成本低、耗時(shí)短、數(shù)據(jù)解釋簡(jiǎn)單，操作性強(qiáng)，可用于礦場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)以及室內(nèi)評(píng)價(jià)巖心的非均質(zhì)程度。附圖說(shuō)明圖1是地層水電導(dǎo)率與注入孔隙體積倍數(shù)(PV數(shù))的關(guān)系曲線；圖2是電導(dǎo)率的變化程度與注入PV數(shù)的關(guān)系曲線。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖中的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限制。實(shí)施例1、取一塊由80-100單一目數(shù)石英砂制成的人造巖心(命名為1號(hào)巖心)，進(jìn)行抽真空，至臨界壓力標(biāo)準(zhǔn)值-0.092MPa為止，飽和蒸餾水，保證蒸餾水充滿巖心后，確定孔隙體積為134mL，配制離子濃度為9000mg/L的地層水并將其在中間容器裝滿，用DDS-11A數(shù)顯電導(dǎo)率儀測(cè)定其電導(dǎo)率值為9000μs/cm，用管線依次連接好ISCO泵、中間容器和巖心，用ISCO泵保持4mL/min的速度將地層水從巖心進(jìn)口端注入，進(jìn)行驅(qū)替，以30s的間隔時(shí)間，連續(xù)用試管依次在巖心的出液口接液，直至巖心中的蒸餾水被完全驅(qū)替出來(lái)為止，此時(shí)注入量為3倍孔隙體積。之后依次測(cè)試每根試管中產(chǎn)出液的電導(dǎo)率值，繪制產(chǎn)出液電導(dǎo)率與注入孔隙體積倍數(shù)(PV數(shù))的關(guān)系曲線，如圖1中的1號(hào)巖心曲線；以及電導(dǎo)率的變化程度與注入PV數(shù)的關(guān)系曲線，如圖2中的1號(hào)巖心曲線。實(shí)施例2、取一塊由80～100目(1/2質(zhì)量)、100～120(1/2質(zhì)量)的石英砂經(jīng)攪拌混合均勻后制成的人造巖心(命名為2號(hào)巖心)，固體顆粒在排列組合上服從隨機(jī)分布，進(jìn)行抽真空，至臨界壓力標(biāo)準(zhǔn)值-0.092MPa為止，飽和蒸餾水，保證蒸餾水充滿巖心后，確定孔隙體積為164mL，配制離子濃度為9000mg/L的地層水并將其在中間容器裝滿，用DDS-11A數(shù)顯電導(dǎo)率儀測(cè)定其電導(dǎo)率值為9000μs/cm，用管線依次連接好ISCO泵、中間容器和巖心，用ISCO泵保持4mL/min的速度將地層水從巖心進(jìn)口端注入，進(jìn)行驅(qū)替，以30s的間隔時(shí)間，連續(xù)用試管依次在巖心出口端進(jìn)行接液，直至巖心中的蒸餾水被完全驅(qū)替出來(lái)為止，此時(shí)注入量為3倍孔隙體積。之后依次測(cè)試每根試管中產(chǎn)出液的電導(dǎo)率值，繪制產(chǎn)出液電導(dǎo)率與注入孔隙體積倍數(shù)(PV數(shù))的關(guān)系曲線，如圖1中的2號(hào)巖心曲線；以及電導(dǎo)率的變化程度與注入PV數(shù)的關(guān)系曲線，如圖2中的2號(hào)巖心曲線。實(shí)施例3、取一塊由80～100目(1/3質(zhì)量)、100～120目(1/3質(zhì)量)、120～160目(1/3質(zhì)量)的石英砂縱向上分三層制成的人造巖心(命名為3號(hào)巖心)，進(jìn)行抽真空，至臨界壓力標(biāo)準(zhǔn)值-0.092MPa為止，飽和蒸餾水，保證蒸餾水充滿巖心后，確定孔隙體積為180mL，配制離子濃度為9000mg/L的地層水并將其在中間容器裝滿，用DDS-11A數(shù)顯電導(dǎo)率儀測(cè)定其電導(dǎo)率值為9000μs/cm，用管線依次連接好ISCO泵、中間容器和巖心，用ISCO泵保持4mL/min的速度將地層水從巖心進(jìn)口端注入，進(jìn)行驅(qū)替，以30s的間隔時(shí)間，連續(xù)用小試管依次在巖心尾端進(jìn)行接液，直至巖心中的蒸餾水被完全驅(qū)替出來(lái)為止，此時(shí)注入量為3倍孔隙體積。之后依次測(cè)試每根試管中產(chǎn)出液的電導(dǎo)率值，繪制產(chǎn)出液電導(dǎo)率與注入孔隙體積倍數(shù)(PV數(shù))的關(guān)系曲線，如圖1中的3號(hào)巖心曲線；以及電導(dǎo)率的變化程度與注入PV數(shù)的關(guān)系曲線，如圖2中的3號(hào)巖心曲線。由圖1的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)圖分析可知：(1)1號(hào)巖心：突破點(diǎn)的PV數(shù)代表水驅(qū)前緣的非均質(zhì)程度，此時(shí)注入量0.8PV，巖心孔隙中各流動(dòng)通道幾乎同時(shí)到達(dá)巖心出口端，說(shuō)明該巖心的均質(zhì)程度很高；從地層水突破到完全飽和的時(shí)間很短，表現(xiàn)為突破點(diǎn)后的曲線斜率很大，即巖心出口端產(chǎn)出液所含地層水飽和度急劇上升，因此非均質(zhì)程度較低。(2)2號(hào)巖心：注入地層水突破點(diǎn)提前，即注入量0.6PV，代表水驅(qū)前緣的非均質(zhì)程度較1號(hào)巖心大；完全飽和點(diǎn)滯后，此區(qū)間內(nèi)曲線斜率較1號(hào)巖心要小。這是由于顆粒目數(shù)不同，導(dǎo)致孔隙、喉道半徑也會(huì)存在差異，所以均質(zhì)程度相對(duì)單一目數(shù)要低，因此非均質(zhì)程度較1號(hào)巖心高。(3)3號(hào)巖心：注入地層水突破點(diǎn)提前更明顯，即注入量0.5PV，代表水驅(qū)前緣的非均質(zhì)程度較1號(hào)、2號(hào)巖心都大；完全飽和點(diǎn)滯后更明顯，此區(qū)間內(nèi)曲線斜率較1號(hào)、2號(hào)巖心都小。巖心出口端產(chǎn)出液電導(dǎo)率分為三個(gè)階段，曲線斜率逐級(jí)降低。其原因是：60～80目、100～120目、120～160目石英砂按質(zhì)量在縱向上分三層均勻分布，但由于粒徑不同，導(dǎo)致所構(gòu)建孔隙體積存在差異，目數(shù)越大，該層位孔隙體積也就越大，地層水飽和也越迅速，因此3號(hào)巖心非均質(zhì)程度較強(qiáng)。通過(guò)電導(dǎo)率與注入孔隙體積倍數(shù)關(guān)系曲線可知，非均質(zhì)性越強(qiáng)，注入地層水突破時(shí)間越快，即突破點(diǎn)的注入PV數(shù)越小，而完全飽和時(shí)間點(diǎn)越滯后，此區(qū)間內(nèi)曲線的斜率越小。由圖2電導(dǎo)率的變化程度與注入PV數(shù)的關(guān)系曲線可知：1號(hào)巖心：隨著注入PV數(shù)的不斷增加，電導(dǎo)率的變化程度總體上呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢(shì)，曲線較平滑，走勢(shì)較陡峭，即表現(xiàn)為斜率較大，且曲線左右兩端較為對(duì)稱；注入地層水突破時(shí)間點(diǎn)的PV數(shù)代表水驅(qū)前緣的非均質(zhì)程度，此時(shí)注入量0.8PV，完全飽和時(shí)間點(diǎn)的PV數(shù)代表巖心層間整體的非均質(zhì)性，即注入量1.4PV；該巖心由單一目數(shù)石英砂制成，曲線的峰值很高，非均質(zhì)程度很低；2號(hào)巖心：隨著注入PV數(shù)的不斷增加，電導(dǎo)率的變化程度總體上呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢(shì)，增減幅度與1號(hào)巖心比，較平緩，即斜率相對(duì)小一些，曲線左右兩端較為對(duì)稱；注入地層水突破時(shí)間提前，即注入量0.6PV，完全飽和時(shí)間點(diǎn)滯后，即注入量1.5PV；該巖心是由兩種不同目數(shù)石英砂混合均勻制成的，曲線的峰值較低，非均質(zhì)程度比單一目數(shù)的1號(hào)巖心高；3號(hào)巖心：隨著注入PV數(shù)的不斷增加，電導(dǎo)率的變化程度總體上呈現(xiàn)三次波動(dòng)，先增加后減小、再增加再減小、再增加再減小，但波動(dòng)幅度不斷減小，即斜率不斷減??；注入地層水突破時(shí)間提前明顯，即注入量0.5PV，完全飽和時(shí)間點(diǎn)滯后明顯，即注入量1.9PV；該巖心縱向上由三種不同目數(shù)的石英砂自上而下分三層制成，曲線依次出現(xiàn)三個(gè)很高的峰值，整體非均質(zhì)性高但層內(nèi)非均質(zhì)性很低(峰值大)，但真實(shí)實(shí)驗(yàn)中存在離子擴(kuò)散、層間竄流，低滲和中滲層選取石英砂目數(shù)相近，導(dǎo)致后半段現(xiàn)象不明顯。巖心整體的非均質(zhì)程度較1號(hào)、2號(hào)巖心大，非均質(zhì)程度較顯著。由圖1及圖2數(shù)據(jù)分析，通過(guò)突破點(diǎn)和完全飽和點(diǎn)的PV數(shù)，可定量地分析出水驅(qū)前緣均勻推進(jìn)的程度以及巖心整體的非均質(zhì)程度；根據(jù)曲線的整體走勢(shì)，可分析出巖心內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)的層間非均質(zhì)程度。將突破點(diǎn)的PV數(shù)定義為無(wú)因次突破時(shí)間，突破點(diǎn)的PV數(shù)越提前，完全飽和點(diǎn)也相應(yīng)的越滯后，因此無(wú)因次突破時(shí)間作為評(píng)價(jià)人造巖心非均質(zhì)程度的重要標(biāo)準(zhǔn)，可作以下的設(shè)定，具體見(jiàn)表1：表1評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)均質(zhì)巖心較均質(zhì)巖心非均質(zhì)巖心0.8≤無(wú)因次突破時(shí)間≤10.6≤無(wú)因次突破時(shí)間≤0.80<無(wú)因次突破時(shí)間<0.6均質(zhì)巖心：0.8PV≤無(wú)因次突破時(shí)間≤1PV；較均質(zhì)巖心：0.6PV≤無(wú)因次突破時(shí)間<0.8PV；非均質(zhì)巖心：0PV<無(wú)因次突破時(shí)間<0.6PV。同時(shí)電導(dǎo)率的變化程度與注入PV數(shù)的關(guān)系曲線上峰值越低且出現(xiàn)峰值的次數(shù)越多，巖心的非均質(zhì)程度越高。該評(píng)價(jià)性實(shí)驗(yàn)，采用的是一定礦化度的地層水驅(qū)替巖心，根據(jù)其出液量的電導(dǎo)率值與注入PV數(shù)的關(guān)系，換算得出電導(dǎo)率的變化程度與注入PV數(shù)的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了在不傷害儲(chǔ)層巖心，能夠被繼續(xù)利用，進(jìn)行飽和油、水驅(qū)油等后續(xù)室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)等情況下，定量識(shí)別非均質(zhì)多孔介質(zhì)中水驅(qū)前緣均勻推進(jìn)的程度、巖心內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)以及整體的非均質(zhì)程度，并設(shè)定了對(duì)巖心的非均質(zhì)程度的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。該實(shí)驗(yàn)過(guò)程成本低，耗時(shí)短，可操作性強(qiáng)；數(shù)據(jù)解釋簡(jiǎn)單，能較為便捷地識(shí)別出巖心孔隙結(jié)構(gòu)上的非均質(zhì)程度，有利于后續(xù)巖心非均質(zhì)程度的對(duì)比評(píng)定，使復(fù)雜的工作得以簡(jiǎn)化，可在礦場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)巖心非均質(zhì)程度進(jìn)行分析，也可用于對(duì)室內(nèi)巖心非均質(zhì)程度的評(píng)價(jià)。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，本發(fā)明并不局限于上述方式，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還能進(jìn)一步改進(jìn)，這些改進(jìn)也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3