利用核磁共振研究特低滲透油藏微觀剩余油分布.pdf

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1、第2l卷4期應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報(bào)V01．21．No．42013年8月JOURNALOFBASICSCIENCEANDENGINEERINGAugust2013文章編號(hào)：1005-0930(2013)04-0702-008中圖分類號(hào)：TE311文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Adoi：10．3969／j．issn．1oo5·O93O．2013．04．012利用核磁共振研究特低滲透油藏微觀剩余油分布王學(xué)武，楊正明，李海波，李治碩(中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院廊坊分院，河北廊坊065007)摘要：利用大慶外圍油田特低滲透儲(chǔ)層巖心，將特低滲透物理模擬實(shí)驗(yàn)和低磁場(chǎng)核磁共振儀相結(jié)合，建立了研究

2、特低滲透油藏微觀剩余油分布的新方法，分析了不同潤(rùn)濕性、不同驅(qū)替壓力和不同含水階段的微觀剩余油分布規(guī)律．研究表明：親水儲(chǔ)層剩余油主要分布在中一大孔隙中，而親油儲(chǔ)層剩余油主要分布在中一小孔隙；隨著驅(qū)替壓力的增大，特低滲透儲(chǔ)層剩余油飽和度降低，并且小孔隙中的剩余油變化較小，而中孔隙和大孔隙中的剩余油飽和度明顯降低；小孔隙中的油主要在見(jiàn)水前階段采出，見(jiàn)水后其剩余油飽和度變化較小，而見(jiàn)水后中一大孔隙中的剩余油飽和度降低比較顯著．上述研究豐富了核磁共振技術(shù)在油田開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用．關(guān)鍵詞：特低滲透儲(chǔ)層；核磁共振；剩余油：孔隙；驅(qū)替壓力核磁共振技術(shù)作為一種新興的巖心分析技術(shù)在石

3、油勘探開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用發(fā)展很快，它對(duì)巖石孔隙中流體所含的氫核。H進(jìn)行探測(cè)，可以反映孔隙大小分布以及不同大小孔隙中的流體量_14。．目前利用核磁共振研究水驅(qū)油過(guò)程通常采用重水屏蔽水的信號(hào)的方法，其弛豫信號(hào)是油貢獻(xiàn)，但油和水的弛豫時(shí)間不同，因此得到的油水在孔隙中的分布存在一定誤差；此外，還有利用核磁共振二維譜研究巖心中的油水分布。。，但其反演比較復(fù)雜．本文實(shí)驗(yàn)用油為去氫模擬油，其不含氫元素，實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的信號(hào)全部由水貢獻(xiàn)，通過(guò)水的信號(hào)的變化反應(yīng)油在孔隙中分布的變化，因此提高了實(shí)驗(yàn)精度．研究和揭示儲(chǔ)層剩余油形成、分布和富集規(guī)律對(duì)改善和提高特低滲透儲(chǔ)層的開(kāi)發(fā)效果具有重要意

4、義¨¨．利用核磁共振技術(shù)不僅可以研究巖心的剩余油飽和度，而且可以定量地研究不同孑L隙空間的剩余油分布規(guī)律并直觀描述其水驅(qū)油特征，這是目前其它常規(guī)實(shí)驗(yàn)方法無(wú)法做到的．收稿日期：2009-08-03；修訂日期：2013-03-13基金項(xiàng)目：國(guó)家科技重大專項(xiàng)(2011ZX05013-006)作者簡(jiǎn)介：王學(xué)武(198l一)，博士．Te1：010-69213407；E-mail：wangxuewu@163．corn王學(xué)武等：利用核磁共振研究特低滲透油藏微觀剩余油分布7031微觀剩余油分布測(cè)試實(shí)驗(yàn)的基本原理與方法1．1基本原理由核磁共振弛豫機(jī)制可知，在均勻磁場(chǎng)中測(cè)量的橫

5、向弛豫時(shí)間為=去R+p2(曼V)／(1)式中，為流體的體積弛豫時(shí)間，ms；p是弛豫率，I~m／ms；S／V為孔隙比表面．的數(shù)值通常在3000ms以上，要比值大很多，即》，因此，式(1)中右邊第一項(xiàng)可忽略，即1=pz(IS)J(2z)由式(2)可以看出，觀測(cè)到的弛豫時(shí)間和孔隙比表面有關(guān)，而比表面與孔隙空間大小及形狀有關(guān)，因此弛豫時(shí)間譜反映的是孔隙大小分布以及不同大小孔隙中的流體量．測(cè)試中，極化時(shí)間：6000ms，回波間隔rE=0．6ms，回波串疊加次數(shù)為1024，信噪比為3000．利用低磁場(chǎng)核磁共振儀分別測(cè)試巖樣飽和水狀態(tài)、束縛水狀態(tài)、不同含水階段及殘余油狀態(tài)

6、下的弛豫時(shí)間譜，由于實(shí)驗(yàn)用的模擬油不含氫元素，在進(jìn)行核磁共振實(shí)驗(yàn)中模擬油不產(chǎn)生信號(hào)，其信號(hào)量全部為水貢獻(xiàn)，通過(guò)弛豫時(shí)間譜的變化對(duì)比，就可以準(zhǔn)確地確定不同驅(qū)替階段采出油和剩余油在不同孔隙中的定量分布．為便于定量分析和討論，將弛豫時(shí)間分別小于lOres、10—100ms和大于lOOms的3個(gè)孔隙區(qū)間分別定義為小孔隙、中孔隙和大孔隙．將一定孔隙區(qū)間的初始含油量占該孔隙區(qū)間體積和總孔隙區(qū)間體積的比例分別定義為相對(duì)含油飽和度和絕對(duì)含油飽和度；將一定孔隙區(qū)間的剩余油量占該孔隙區(qū)間體積和總孔隙區(qū)間體積的比例分別定義為相對(duì)剩余油飽和度和絕對(duì)剩余油飽和度．相對(duì)含油飽和度：．s

7、=絕對(duì)含油飽和度：s。：相對(duì)剩余油飽和度：．sT0=絕對(duì)剩余油飽和度：．s。=式中，M。表示飽和水狀態(tài)的信號(hào)幅度；表示束縛水狀態(tài)的信號(hào)幅度；M表示水驅(qū)至某一狀態(tài)的信號(hào)幅度；下標(biāo)i表示弛豫時(shí)間在某一區(qū)間；下標(biāo)J表示整個(gè)弛豫時(shí)間范圍．1．2實(shí)驗(yàn)材料驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用一臺(tái)ISCO200D雙缸柱塞泵；核磁共振測(cè)試采用中石油滲流流體力學(xué)704應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報(bào)V01．21研究所自主研制的Magnet2000型低磁場(chǎng)核磁共振巖樣分析儀；巖心采用大慶外圍特低滲透儲(chǔ)層砂巖巖心，其基本參數(shù)見(jiàn)表1；實(shí)驗(yàn)所用流體為模擬地層水和模擬油，模擬地層水按地層水礦化度配制，礦化度為4500m

8、g／L，實(shí)驗(yàn)用油為去氫模擬油(無(wú)核磁信號(hào))，在地層溫