童 強(qiáng)

（西安石油大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院 陜西 西安 710065）

1 主流喉道半徑參數(shù)引入

低滲儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜，比表面積大。而在實(shí)際的生產(chǎn)科研過(guò)程中，我們采用的滲透率通常是氣測(cè)滲透率。對(duì)于低滲儲(chǔ)層而已，氣測(cè)滲透率具有一定的局限性，主要表現(xiàn)在對(duì)于高滲儲(chǔ)層而言，氣體與液體的滲流能力相當(dāng)。而對(duì)于低滲儲(chǔ)層，氣固作用小，當(dāng)有氣體通過(guò)時(shí)，大小喉道均能對(duì)滲透率做出貢獻(xiàn)，但當(dāng)液體通過(guò)時(shí)，液固作用強(qiáng)，小喉道不再參與滲流，只有大喉道對(duì)滲流做出貢獻(xiàn)，所以氣測(cè)滲透率相同的巖樣，有效滲透率及滲流能力相差很大。

結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)，在開(kāi)發(fā)過(guò)程中，生產(chǎn)壓差有限，將有一部分孔喉內(nèi)不會(huì)發(fā)生流動(dòng)。如何有效表征對(duì)滲透率真正產(chǎn)生貢獻(xiàn)的低滲儲(chǔ)層孔喉分布范圍并定量表征孔喉尺度，對(duì)于低滲儲(chǔ)層是十分有必要的。

在應(yīng)用研究區(qū)豐富的高壓壓汞資料，依據(jù)孔喉對(duì)滲透率的貢獻(xiàn)能力，即能夠使微觀孔喉中流體發(fā)生流動(dòng)的難易程度對(duì)研究區(qū)進(jìn)行分級(jí)定量評(píng)價(jià)。據(jù)此優(yōu)選出在低壓下，對(duì)滲透率具較大貢獻(xiàn)的孔喉做出有效分區(qū)，并定量計(jì)算各級(jí)別孔喉尺度，從而在開(kāi)發(fā)的角度實(shí)現(xiàn)對(duì)低滲儲(chǔ)層微觀孔喉的定量評(píng)價(jià)。

繪制孔喉對(duì)滲透率累積貢獻(xiàn)值曲線，依據(jù)滲透率累積貢獻(xiàn)曲線上的三個(gè)拐點(diǎn)，分別定義主流喉道半徑、難流動(dòng)喉道半徑及孔喉半徑下限。

1.1 主流喉道半徑Rm

滲透率貢獻(xiàn)率達(dá)到92%以前孔喉半徑加權(quán)平均值。

研究區(qū)儲(chǔ)層孔喉分布范圍較寬，但喉道對(duì)滲透率的貢獻(xiàn)值累積曲線坡度較陡，說(shuō)明對(duì)儲(chǔ)層做主要貢獻(xiàn)的孔喉尺度是較小的一部分，有很多低尺度孔喉對(duì)滲透率貢獻(xiàn)非常有限。曲線上三個(gè)明顯拐點(diǎn)，在滲透率貢獻(xiàn)為0處為拐點(diǎn)1，在滲透率貢獻(xiàn)約78%處為拐點(diǎn)2，在滲透率約為97%處為拐點(diǎn)3。認(rèn)為，拐點(diǎn)1到2對(duì)應(yīng)的孔喉半徑范圍較小，但對(duì)滲透率貢獻(xiàn)值非常大，對(duì)應(yīng)曲線非常陡，對(duì)拐點(diǎn)2到3，曲線斜率減小，但仍對(duì)儲(chǔ)層滲透率貢獻(xiàn)較大，所以去2、3拐點(diǎn)的位置求加權(quán)平均值，未考慮到拐點(diǎn)2、3的孔喉貢獻(xiàn)，將拐點(diǎn)3的權(quán)重放大到70%，得到主流喉道半徑取值點(diǎn)92%，該點(diǎn)為主流喉道半徑下限，此點(diǎn)前孔喉半徑加權(quán)值為主流喉道半徑。

1.2 難流動(dòng)喉道半徑Rf

滲透率累積貢獻(xiàn)率達(dá)到98.5%時(shí)的孔喉半徑。

對(duì)于該取值的界定，由于低滲透油藏孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜，有效滲流能量隨驅(qū)替動(dòng)力增加而增加，只有當(dāng)驅(qū)替動(dòng)力達(dá)到一定值時(shí)，有效滲流能力趨于穩(wěn)定。其拐點(diǎn)3處壓力梯度很大，且小于這個(gè)尺度的孔喉分布范圍雖然大，但對(duì)滲透率貢獻(xiàn)非常小，因此將拐點(diǎn)3作為難流動(dòng)喉道半徑。

1.3 孔喉半徑下限

累積貢獻(xiàn)達(dá)到99.9的孔隙半徑，小于此孔隙尺度的孔喉將不再參與流動(dòng)。

據(jù)此將儲(chǔ)層微觀孔隙分為4個(gè)級(jí)別，主流，主流-難流動(dòng)喉道半徑，難流-不可流動(dòng)喉道半徑，不可流動(dòng)半徑以下，每部分代表不同滲流能力，從進(jìn)汞飽和度來(lái)看，主流喉道半徑占據(jù)了較大的孔隙體積，難流動(dòng)孔隙體積較小，范圍較寬，不可流動(dòng)孔隙尺度小，范圍大，體積小，可見(jiàn)主流喉道半徑是影響身體的主要因素。

2 取值合理性分析

在繪制主流喉道半徑、平均喉道半徑與滲透率關(guān)系曲線后，可以看到，主流喉道半徑與滲透率保持了較好的正相關(guān)性，且主流喉道半徑與平均喉道半徑在滲透率低值區(qū)仍存在較大差異，即將主流喉道半徑取值點(diǎn)92%是合理的。

3 主流喉道半徑意義

3.1 相同滲透率主流喉道半徑存在差異

主流喉道半徑克服了氣測(cè)滲透率的局限性，因此對(duì)于相同氣測(cè)滲透率的儲(chǔ)層，其主流喉道半徑存在差異。

選取Z121和Z112井，其氣測(cè)滲透率均為0.2左右，主流喉道半徑分別為0.248和0.398μm。分析孔喉對(duì)滲透率貢獻(xiàn)累積曲線看出，Z121井主流喉道半徑0.397μm，分析喉道半徑分布范圍是0.18～0.733，Z112井中對(duì)滲透率主流貢獻(xiàn)喉道半徑分布范圍為0.24～2.41，兩口井對(duì)滲透率做出主要貢獻(xiàn)的孔喉半徑分布范圍及尺度存在差異。

孔喉結(jié)構(gòu)的差異在高壓壓汞曲線也可以看出，Z121井的排驅(qū)壓力較高，總進(jìn)汞飽和度較低。對(duì)滲透率一樣的儲(chǔ)層，對(duì)滲透率做貢獻(xiàn)的孔喉分布及尺度卻不一定一樣，由大喉道貢獻(xiàn)和由許多小喉道貢獻(xiàn)代表的開(kāi)發(fā)能力不同。

如果儲(chǔ)層滲透率主要由大喉道貢獻(xiàn)，那流體滲流通道就大，滲流阻力較小，滲流能力強(qiáng)，反之，如果儲(chǔ)層滲透率主要由細(xì)小喉道所貢獻(xiàn)，那么流體滲流阻力大，滲流能力弱，儲(chǔ)層開(kāi)發(fā)能力就會(huì)減弱。對(duì)主流喉道半徑下限對(duì)應(yīng)的壓力來(lái)看，Z121對(duì)應(yīng)壓力4MPa，Z112對(duì)應(yīng)壓力是2.005MPa，即要啟動(dòng)主流喉道中流體使其對(duì)滲透率做出貢獻(xiàn)，Z121井需要更大的驅(qū)動(dòng)壓差，對(duì)生產(chǎn)壓差參數(shù)設(shè)定提出了更高的條件。即這兩口井如果采用相同的生產(chǎn)壓差進(jìn)行生產(chǎn)，Z121實(shí)際滲流能力就會(huì)下降。

3.2 常用評(píng)價(jià)參數(shù)中喉道半徑存在局限性。

對(duì)于低滲儲(chǔ)層來(lái)講，常用的評(píng)價(jià)參數(shù)中值喉道半徑具有一定的局限性，對(duì)比了滲透率相對(duì)較低與滲透率較高的兩個(gè)巖樣，分析主流喉道半徑與中值喉道半徑的差異性。

選取滲透率相對(duì)較低和較高的兩口井Z121，滲透率0.203，X22-36，滲透率1.94。Z121井，主流喉道半徑0.245，主流喉道半徑下限0.18，主流喉道半徑下限對(duì)應(yīng)壓力4.078，進(jìn)汞飽和度21%，即孔喉尺度小于主流喉道半徑下限0.18的孔喉中，還有46%的孔隙體積未發(fā)生流動(dòng)，中值喉道半徑定義為進(jìn)汞飽和度50%，此時(shí)的壓力高達(dá)21，中值半徑0.03，滲透率累積貢獻(xiàn)率大于99%。由這組數(shù)據(jù)看出，對(duì)低滲儲(chǔ)層，在主流喉道半徑下限出的進(jìn)汞飽和度有限，距離中值50%有較大差距，但是同時(shí)，要啟動(dòng)孔喉半徑在主流喉道半徑下限以下的孔隙體積流體需要非常大的生產(chǎn)壓差，即對(duì)0.18～0.03這個(gè)尺度的孔喉來(lái)講，雖然占得比重很大，但對(duì)滲透率貢獻(xiàn)極小，啟動(dòng)很難，主流喉道半徑下限以下孔喉半徑尺度，應(yīng)為剩余油殘留的主要空間。由此也看到，對(duì)低滲儲(chǔ)層而言，用中值喉道半徑這個(gè)參數(shù)，有一定的局限性。

X22-36井，滲透率貢獻(xiàn)值達(dá)到92%的時(shí)候，壓力0.795，進(jìn)汞飽和度24%，還有50%的孔隙體積未發(fā)生流動(dòng)，主流喉道半徑下限0.92，主流喉道半徑對(duì)應(yīng)的進(jìn)汞飽和度仍然有限，中值喉道半徑為汞飽和度50%，壓力3.998，中值喉道半徑0.18，滲透率累積貢獻(xiàn)率大于99%，此時(shí)要啟動(dòng)主流喉道半徑下限到中值喉道半徑范圍內(nèi)的孔喉，所以生產(chǎn)壓差增大，但幅度有限。對(duì)于這類相對(duì)儲(chǔ)層，剩余油賦存的主要尺度空間要依據(jù)生產(chǎn)壓差的大小來(lái)看。

4 主流喉道平面分布特征

依據(jù)研究區(qū)豐富的高壓壓汞資料，求取主流喉道半徑，繪制其平面分布圖。主流喉道半徑有效反映儲(chǔ)層滲流能力，提高儲(chǔ)層評(píng)價(jià)精度。得出，研究區(qū)長(zhǎng)81主流喉道半徑高值區(qū)呈條帶狀分布于合水、城關(guān)一帶，研究區(qū)長(zhǎng)82主流喉道高值區(qū)呈朵葉狀分布于湖岸線兩側(cè)。

[1]李道品低滲透油氣藏勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)，低滲透油藏開(kāi)發(fā)水平研究，北京，石油工業(yè)出版社，1993年10月.

[2]嚴(yán)衡文，皮農(nóng)廣,等.我國(guó)陸相低滲透砂巖油層的粒度和孔隙系統(tǒng)特征.低滲透油氣田，1997,2（1）：18-24.

[3]羅瑞蘭，程林松，彭建春,等.西北地區(qū)湖相濁流沉積[J].西北大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2001,31（1）：57-62.