[發明專利]成藏動力和孔隙結構約束下的有效儲層成藏物性下限計算方法

在審

• 申請號: 201210138378.9
• 申請日: 2012-05-08
• 公開（公告）號: CN102645678A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 王艷忠;操應長;葸克來;宋玲;楊田
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(華東)
• 主分類號: G01V9/00
• 分類號: G01V9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及石油天然氣勘探與開發領域，特別是一種成藏動力和孔隙結構約束下的成藏物性下限計算方法。

背景技術

有效儲層成藏物性下限是指油氣成藏時期，在一定的成藏動力和油水性質條件下，能夠滲流和儲集油氣的儲層所具有的最小滲透率和孔隙度。有效儲層成藏物性下限主要受成藏動力、流體性質、儲層性質、地層溫壓條件等因素影響。如成藏動力的增加，原油密度、粘度降低，儲層次生孔隙含量減少等因素，均會使有效儲層成藏物性下限降低；儲層孔喉結構差異，導致同一有效儲層成藏滲透率下限在不同孔喉結構儲層條件下對應不同有效儲層成藏孔隙度下限。有效儲層成藏物性下限研究與地質歷史時期儲層物性恢復及成藏動力恢復研究成果相結合，可評價地質歷史時期儲層有效性、分析成藏時期油氣分布規律，對于指導油氣勘探部署具有重要的意義。但是，目前有效儲層物性下限研究主要是求取有效儲層采出物性下限，對于有效儲層成藏物性下限未見研究成果報道。因此，需要合理可行的有效儲層成藏物性下限計算方法，為成藏時期油氣分布規律研究奠定基礎。

發明內容

本發明的目的在于提供一種求取成藏動力和孔隙結構約束下的成藏物性下限的方法。

本發明的技術方案為：對于潤濕性表現為親水的巖石，毛細管力Pc是成藏阻力，只有成藏動力足夠大到能夠克服毛管阻力時，油氣才有可能進入儲層形成油氣藏。碎屑巖毛管阻力Pc(Pc＝2δcosθ/r₀，Pc-毛細管力/Mpa，r₀-最大連通孔喉半徑/μm，δ-油水界面張力/N/m，θ-油水對巖石的潤濕接觸角/°)主要取決于碎屑巖孔喉的大小，孔喉越小，毛管阻力越大。根據成藏動力等于毛管阻力的臨界狀態下的毛管壓力(或臨界成藏動力)大小可求得其相對應的儲層最大連通孔喉半徑，其計算公式為：

r₀＝2δcos?θ/P_f????????????????????????????????????????????(1)

其中：P_f-臨界成藏動力/Mpa。

公式(1)在對儲層油氣成藏所需要的最大連通孔喉半徑下限值的計算過程中，臨界成藏動力P_f是給定的約束條件，為計算公式中的自變量。碎屑巖大多形成于水體中，其顆粒表面多為親水，油藏條件下油-水-巖石潤濕角一般為30°。

Danesh(2000)研究認為油水界面張力(δ)主要受油水密度差和地層體系溫度影響，其一般表達式為：

δ＝111(ρ_w-ρ_h)^1.024(T?T_c)^-1.25????????????????????????????????(2)

其中，δ-油水界面張力，單位為mN/m，

ρ_w-水相的密度，單位為g/cm³，

ρ_h-烴相的密度，單位為g/cm³，

T-體系溫度，單位為K，

T_c-烴相的臨界溫度，單位為K。

其中，水相的密度ρ_w及烴相的密度ρ_h是關于溫度和壓力的函數，可采用如下的狀態方程來描述(Luo?and?Vasseur，1996)：

ρ＝ρ_oe^{-α(T-To)+β(P-Po)}????????????????????????????????????????(3)

其中，α-流體的熱膨脹系數；

β-流體的壓縮系數；

T_o、P_o-參考溫度和壓力；

ρ_o-流體在參考溫度和壓力下的密度。

根據公式(3)，在給定體系溫度與體系壓力的條件下計算水相的密度ρ_w與烴相的密度ρ_h的密度差，得表1與表2：

表1不同體系溫度與體系壓力的條件下烴相與水相的密度差變化

^*-取值來自解國軍(2008)油藏成藏過程模擬試驗研究，#-為給定的體系溫度與體系壓力

表2不同體系溫度與體系壓力的條件下烴相與水相的密度差計算結果