碳酸盐岩毛细管压力确定方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及油田开采技术领域，尤其设及碳酸盐岩毛细管压力确定方法及装置。
【背景技术】
[0002] 对于碳酸盐岩储层的孔洞、裂缝发育的研究中，目前对碳酸盐岩储层的孔、洞、缝 微观流动研究的方法和认识较少，主要采用常规的测井资料、压隶法等手段，很难精确，快 速求取岩屯、的毛管压力。下面对常规测井资料、压隶法进行说明。
[0003] 流动规律研究中的微观分析技术之一：常规测井资料。
[0004] 用测井资料计算、统计并回归出指数型毛细管压力曲线。该方法认为，水沿水湿毛 细管压力上升高度相当于油水过渡区中测井解释样本点距离过渡区底界面高度，从而把毛 细管压力和测井解释样本点含水饱和度联系起来。在只有实验室测得的油水相对渗透率曲 线而没有毛细管压力曲线的条件下，统计的毛细管压力模型可供油藏数值模拟借鉴使用。 该分析方法的缺陷在于；依赖测井数据，容易出现误差。具体如下：
[0005] 1、常规测井资料，需要专业技术人±去判读，对操作人员的技术水平经验依赖性 大，数据的正确会直接影响毛细管压力的计算结果；实际工作中，因操作人员、摄像参数设 置等的不同，分析结果可能存在差别；
[0006] 2、测井资料不易获取。由于碳酸盐岩连通性差、非均质性很强，做测井需要花费比 较长的时间，如出现差错，需要重新测定。
[0007] 二、储层研究中的微观分析技术之一：压隶法。
[000引常规压隶法W毛细管束模型为基础，假设多孔介质由直径大小不同的毛细管束组 成。将非润湿相的隶注入被抽空的岩样空间中去时，一定要克服岩石孔隙系统对隶的毛细 管阻力。隶作为非润湿相，隶的注入过程中隶首先进入较大的孔隙喉道中；随着注入压力不 断增加，隶即不断进入较小的孔隙。岩样的毛细管压力与孔径分布、孔隙体积分布、孔喉连 通关系、孔隙度、渗透率及流体饱和度等都有关。因此，利用毛管曲线可W分析不同渗透率 岩屯、的孔喉分布及渗透率贡献率分布特征，探讨渗透率、平均喉道半径、分选系数等孔隙结 构参数。
[0009] 压隶法利用毛管曲线可W分析不同渗透率岩屯、的孔喉分布及渗透率贡献率分布 特征，但有其不足在于：
[0010] 1、压隶实验过程中，使用的隶有毒，会对人体和环境造成危害；
[0011] 2、压隶法得到的岩石的孔隙结构特征，是一个平均参数，不能得到不同大小的孔 喉的定量分布特征；
[0012] 3、压隶实验时，隶的注入过程中会对原来的孔隙及其内部的粘±矿物等产生破 坏，反映不出真实的岩石孔隙结构特征。注入压力越高，该种影响越大；
[0013] 4、压隶实验时，只能记录一些实时数据，不能实时动态的观察驱替的过程，反映不 出真实的流体的流动规律。
【发明内容】
[0014] 本发明实施例提供一种碳酸盐岩毛细管压力确定方法，用W快速并准确地确定碳 酸盐岩毛细管压力，该方法包括：
[0015] 读取碳酸盐岩多孔介质二值化图像；
[0016] 根据碳酸盐岩多孔介质二值化图像，分析碳酸盐岩岩屯、孔喉结构，确定孔径大 小；
[0017] 根据碳酸盐岩岩屯、孔喉结构和孔径大小，计算碳酸盐岩孔隙密度分布函数；
[0018] 根据碳酸盐岩孔隙密度分布函数，确定碳酸盐岩毛细管压力。
[0019] 一个实施例中，所述读取碳酸盐岩多孔介质二值化图像，包括：通过CT扫描对碳 酸盐岩岩屯、进行孔隙分布测定，获得CT扫描碳酸盐岩岩屯、图片；对CT扫描碳酸盐岩岩屯、图 片进行二值化处理，获得碳酸盐岩多孔介质二值化图像。
[0020] 一个实施例中，所述根据碳酸盐岩多孔介质二值化图像，分析碳酸盐岩岩屯、孔喉 结构，确定孔径大小，包括：
[0021] 将岩屯、孔隙半径按从小到大顺序进行排列，绘制岩屯、孔隙半径r和大于该孔隙半 径的孔隙数目N(R〉r)关系曲线图，即岩屯、孔隙累积分布曲线；
[002引通过岩屯、孔隙累积分布曲线，获得岩屯、中孔隙半径R大于r的数目N(R〉r)为：
[0023]
【主权项】
1. 一种碳酸盐岩毛细管压力确定方法，其特征在于，包括： 读取碳酸盐岩多孔介质二值化图像； 根据碳酸盐岩多孔介质二值化图像，分析碳酸盐岩岩心孔喉结构，确定孔径大小； 根据碳酸盐岩岩心孔喉结构和孔径大小，计算碳酸盐岩孔隙密度分布函数； 根据碳酸盐岩孔隙密度分布函数，确定碳酸盐岩毛细管压力。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述读取碳酸盐岩多孔介质二值化图像，包 括：通过CT扫描对碳酸盐岩岩心进行孔隙分布测定，获得CT扫描碳酸盐岩岩心图片；对CT 扫描碳酸盐岩岩心图片进行二值化处理，获得碳酸盐岩多孔介质二值化图像。
3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据碳酸盐岩多孔介质二值化图像，分 析碳酸盐岩岩心孔喉结构，确定孔径大小，包括： 将岩心孔隙半径按从小到大顺序进行排列，绘制岩心孔隙半径r和大于该孔隙半径的 孔隙数目N(R>r)关系曲线图，即岩心孔隙累积分布曲线； 通过岩心孔隙累积分布曲线，获得岩心中孔隙半径R大于r的数目N (R>r)为：
其中，rmax为最大孔隙半径，nm ;r min为最小孔隙半径，nm (r)为孔隙分布密度函数；N。 为孔隙总数；N(rmin)为孔隙半径为rmin的孔隙数；η为分布指数，由孔隙分布测试数据拟合 得到，η $ O ;r为孔隙半径，nm ; 获得岩心中孔隙半径大于&的概率为：
其中，rp为岩心一孔隙半径，nm。
4. 如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据碳酸盐岩岩心孔喉结构和孔径大 小，计算碳酸盐岩孔隙密度分布函数，包括： 按如下公式计算碳酸盐岩孔隙密度分布函数f(r):
5. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据碳酸盐岩孔隙密度分布函数，确定 碳酸盐岩毛细管压力，包括： 确定毛细管压力大小与界面张力、岩石润湿性及孔隙半径有关：
其中，P。为毛细管压力，MPa ; σ为界面张力，N/m ; Θ为润湿角，° ; 确定孔隙半径大于r的累积孔隙分数S :
其中，&为压汞曲线润湿相饱和度最小值； 计算不同累积孔隙分数S下毛细管压力值P。，绘制P。与S曲线，即碳酸盐岩岩心毛细 管压力曲线。
6. -种碳酸盐岩毛细管压力确定装置，其特征在于，包括： 图像读取模块，用于读取碳酸盐岩多孔介质二值化图像； 孔喉分析模块，用于根据碳酸盐岩多孔介质二值化图像，分析碳酸盐岩岩心孔喉结构， 确定孔径大小； 密度函数计算模块，用于根据碳酸盐岩岩心孔喉结构和孔径大小，计算碳酸盐岩孔隙 密度分布函数； 毛管压力确定模块，用于根据碳酸盐岩孔隙密度分布函数，确定碳酸盐岩毛细管压力。
7. 如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述图像读取模块具体用于：获得CT扫描 碳酸盐岩岩心图片；对CT扫描碳酸盐岩岩心图片进行二值化处理，获得碳酸盐岩多孔介质 二值化图像。
8. 如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述孔喉分析模块具体用于： 将岩心孔隙半径按从小到大顺序进行排列，绘制岩心孔隙半径r和大于该孔隙半径的 孔隙数目N(R>r)关系曲线图，即岩心孔隙累积分布曲线； 通过岩心孔隙累积分布曲线，获得岩心中孔隙半径R大于r的数目N(R>r)为：
其中，rmax为最大孔隙半径，nm ;r min为最小孔隙半径，nm (r)为孔隙分布密度函数；N。 为孔隙总数；N(rmin)为孔隙半径为rmin的孔隙数；η为分布指数，由孔隙分布测试数据拟合 得到，η $ O ;r为孔隙半径，nm ; 获得岩心中孔隙半径大于&的概率为：
其中，rp为岩心一孔隙半径，nm。
9. 如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述密度函数计算模块具体用于： 按如下公式计算碳酸盐岩孔隙密度分布函数f(r):
10. 如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述毛管压力确定模块具体用于： 确定毛细管压力大小与界面张力、岩石润湿性及孔隙半径有关：
其中，P。为毛细管压力，MPa ; σ为界面张力，N/m ; Θ为润湿角，° ; 确定孔隙半径大于r的累积孔隙分数S :
其中，&为压汞曲线润湿相饱和度最小值； 计算不同累积孔隙分数S下毛细管压力值P。，绘制P。与S曲线，即碳酸盐岩岩心毛细 管压力曲线。
【专利摘要】本发明公开了一种碳酸盐岩毛细管压力确定方法及装置，该方法包括：读取碳酸盐岩多孔介质二值化图像；根据碳酸盐岩多孔介质二值化图像，分析碳酸盐岩岩心孔喉结构，确定孔径大小；根据碳酸盐岩岩心孔喉结构和孔径大小，计算碳酸盐岩孔隙密度分布函数；根据碳酸盐岩孔隙密度分布函数，确定碳酸盐岩毛细管压力。本发明可以快速并准确地确定碳酸盐岩毛细管压力。
【IPC分类】G01N15-08, G01L11-02
【公开号】CN104748906
【申请号】CN201510171102
【发明人】潘文庆, 董平川, 于红枫, 张正红, 董睿涛, 吴子森, 李世银, 雷刚, 杨书, 钟小葵
【申请人】中国石油大学(北京)
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年4月10日