本發(fā)明涉及常規(guī)、非常規(guī)油氣勘探和開發(fā)過程中的儲層評價技術(shù)，尤其涉及一種致密砂巖氣藏水鎖損害評價實驗方法。

背景技術(shù)：

1、全球?qū)δ茉吹男枨蟛粩嗌仙?，而常?guī)油氣資源日漸減少，能源供需矛盾日益深化，在這種背景下，全世界的油氣能源勘探已進(jìn)入新的階段，尤其是我國，致密油氣藏、超深層等非常規(guī)與常規(guī)油氣藏的勘探開發(fā)齊頭并舉。在新的勘探開發(fā)形勢下，油氣儲層較過去而言具有更明顯的非均質(zhì)特征，孔隙網(wǎng)絡(luò)更加復(fù)雜，流動通道迂曲程度更高，油氣在儲層中的流動規(guī)律更加復(fù)雜，孔隙結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)烈的空間非均質(zhì)性。

2、由于不同孔隙結(jié)構(gòu)的儲層中，流體的流動規(guī)律存在差異，對油氣等流體礦產(chǎn)生產(chǎn)動態(tài)的控制作用也不盡相同，導(dǎo)致整體的流動規(guī)律難以分析，由此提出了流動單元(flowunit)的概念。最早有hearn等人在1984年提出這一概念，通過對巖石類型以及沉積相的劃分，確定沉積作用和成巖作用對儲層孔隙結(jié)構(gòu)的影響，進(jìn)而區(qū)分出5種具有不同的流動單元。ebank等人在1987年指出流動單元是根據(jù)影響流體在巖石中流動的進(jìn)一步細(xì)分出來的巖體，提出了基于巖石地質(zhì)和物性特征變化劃分流動單元的方法，但沒有提出定量分析參數(shù)，在其他地區(qū)適用性較差。amaefule于1993年從水力特征的角度對流動單元重新定義，指出流動單元是給定巖石中水力特征相似的層段，流動單元是總的油藏巖石體積中影響流體流動的油層物理性能恒定不變，且可與其它巖石體積區(qū)分的有代表性的基本體積。amaefule通過對kozeney-carman方程的轉(zhuǎn)化，得到了儲層流動指數(shù)(fzi)與儲層品質(zhì)指數(shù)(rqi)的關(guān)系方程，并提出了依據(jù)fzi對流動單元進(jìn)行劃分的方法，該方法對之后的儲層流動單元研究提供了重要的指導(dǎo)。依據(jù)amaefule提出的流動單元的概念，單一儲層可以分為多個巖石物理性質(zhì)各異的流動單元，不同流動單元之間表現(xiàn)出巖石物理性質(zhì)的差異性，流動規(guī)律差異大，孔滲關(guān)系具有明顯區(qū)別，在同一流動單元內(nèi)部，影響流體流動(滲流)的地質(zhì)參數(shù)相似，但該方法是單純的巖石劃分方法，未考慮巖性、沉積作用和成巖作用等地質(zhì)因素。

3、我國學(xué)者對流動單元開展了大量研究，并提出不同的方法對流動單元進(jìn)行劃分總體分為兩類。裘懌楠、吳勝河等人認(rèn)為流動單元是“連通體”，整個儲層中經(jīng)過不同沉積、成巖等作用最終形成的連通的砂體為流動單元，受隔擋和竄流旁通條件影響，劃分方法是通過對砂體構(gòu)型及連通砂體的識別進(jìn)行，這種研究思路主要適用于常規(guī)砂巖儲層，且以定性研究為主，未提出具有普適性的定量劃分方法；熊琦華等人認(rèn)為流動單元受巖石物理性質(zhì)及孔隙結(jié)構(gòu)等因素控制，通過建立孔隙模型或定量參數(shù)劃分流動單元，該方法缺乏地質(zhì)意義，無法對不同流動單元的地質(zhì)特征進(jìn)行解釋。

4、儲層巖石對流動流動的控制作用是通過孔隙網(wǎng)絡(luò)特征形成，而巖石的孔隙網(wǎng)絡(luò)是由沉積相、成巖作用等地質(zhì)因素綜合作用而成。因此劃分流動單元需要在地質(zhì)認(rèn)識的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步建立定量方法，對巖石物性相進(jìn)行劃分，確定不同流動單元的水力性質(zhì)。我國致密砂巖、強(qiáng)非均質(zhì)性碳酸鹽巖等油氣儲層孔喉結(jié)構(gòu)復(fù)雜，流道網(wǎng)絡(luò)彎曲特征明顯，但現(xiàn)有方法沒有針對這一特征，進(jìn)行相應(yīng)的修正；同時目前常用的fzi定量劃分方法主要是以固定增幅的整數(shù)fzi作為不同流動單元劃分界限標(biāo)準(zhǔn)，未考慮實際資料中fzi的離散程度，不能對相似的fzi進(jìn)行定量劃分等問題。因此本發(fā)明聚焦前述幾個問題，提出一種考慮儲層孔隙網(wǎng)絡(luò)迂曲特征的流動單元劃分方法，更適用于我國新的非常規(guī)油氣勘探開發(fā)現(xiàn)狀，能夠應(yīng)用于實際生產(chǎn)，具有廣泛推廣和實用價值。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種考慮儲層孔隙網(wǎng)絡(luò)迂曲特征的流動單元劃分方法，該方法考慮了我國致密砂巖、強(qiáng)非均質(zhì)性碳酸鹽巖等油氣儲層孔喉結(jié)構(gòu)復(fù)雜，流道網(wǎng)絡(luò)彎曲特征明顯，目前常用的fzi定量劃分方法未考慮實際資料中fzi的離散程度，不能對相似的fzi進(jìn)行定量劃分等問題，做出了針對性創(chuàng)新發(fā)明，建立了考慮迂曲修正的流動單元劃分指數(shù)fzil，用于解決我國非常規(guī)油氣等類型儲層具有高迂曲和強(qiáng)非均質(zhì)特征的問題；融入聚類分析算法，對fzi1進(jìn)行聚類，進(jìn)而確定流動單元類型，可以更好的體現(xiàn)不同流動單元類型的差異信息和地質(zhì)意義。本方案能夠夠好的適應(yīng)我國新的油氣勘探開發(fā)形勢下的具有高迂曲特征的非常規(guī)儲層條件。

2、為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

3、1、一種考慮儲層孔隙網(wǎng)絡(luò)迂曲特征的流動單元劃分方法，包括以下步驟：

4、(1)對儲層巖心進(jìn)行深度矯正和觀察，并對儲層段均勻取樣；

5、(2)制作巖石常規(guī)、鑄體薄片并進(jìn)行物性、壓汞等常規(guī)測試；

6、(3)對儲層開展特征分析，基于巖石巖性、沉積環(huán)境、孔隙結(jié)構(gòu)、孔隙成因等特征差異，進(jìn)行初步的分類，作為后期巖石物理流動單元劃分的基礎(chǔ)；

7、(4)進(jìn)行巖電實驗測試確定儲層膠結(jié)指數(shù)：

8、對同一段儲層需進(jìn)行2次取樣以上，通過阿爾奇公式對儲層膠結(jié)指數(shù)進(jìn)行計算。

9、

10、a—與巖性有關(guān)的巖性系數(shù)；m—膠結(jié)指數(shù)；rw—地層水電阻率，ω.m；ro—100％飽和地層水的巖石的電阻率，ω.m；—是孔隙度，％；f—地層因子。

11、如無法取到兩個以上樣品，通過經(jīng)驗對a進(jìn)行取值計算m；

12、(5)通過阿爾奇公式、kozeny–carmen公式等對巖石物理流動單元的劃分參數(shù)fzi進(jìn)行修正，得到fzil的數(shù)學(xué)模型，并將巖電實驗中分析得到的膠結(jié)指數(shù)代入，得到儲層巖石的fzi值；

13、kozeny–carmen公式：

14、

15、其中k為滲透率，單位為μm2，fg為形狀因子，l為迂曲度，svgr為晶粒的比表面積，單位為μm-1；為有效孔隙度，％

16、迂曲度模型：

17、

18、結(jié)合公式(1)-(3)對fzi計算模型進(jìn)行修正得到儲層品質(zhì)指數(shù)，孔隙度與新的fzil之間的關(guān)系模型：

19、

20、(6)通過離差平方和聚類方法，對fzil和rqi進(jìn)行分類。聚類的具體原理為：先把n個樣品各自分成一類，此時w＝0。然后每次對其中的某兩個類進(jìn)行合并，因每次縮小一類離差平方和就會增加，這時應(yīng)該選使w?ww增加最小的兩個類進(jìn)行合并，直到所有的樣品合并為一類為止(公式4,5)：

21、

22、聚類完成后對于不同類之間存在重疊區(qū)域的情況，可以通過取重疊區(qū)域的中值或重疊區(qū)域數(shù)據(jù)的平均值進(jìn)行界限劃分；

23、(7)在初步分類的基礎(chǔ)上劃分精細(xì)儲層流動單元。

24、根據(jù)本發(fā)明提供的一種考慮儲層孔隙網(wǎng)絡(luò)迂曲特征的流動單元劃分方法，通過對儲層巖心進(jìn)行深度矯正和觀察，并對儲層段均勻取樣，進(jìn)行常規(guī)物性測試，完成儲層特征分析，對具有明顯成因差異的儲層進(jìn)行初步分類，賦予了流動單元地質(zhì)意義；通過將巖電實驗測試確定的儲層膠結(jié)指數(shù)代入新的fzil計算方法中，得到了新的流動指數(shù)，相比于現(xiàn)有fzi劃分方法，新的計算方法考慮了我國非常規(guī)儲層高迂曲特征，更適用于我國目前的非常規(guī)儲層的勘探開發(fā)形式；通過聚類方法，對fzil進(jìn)行分類，并確定界限值，在初步分類的基礎(chǔ)上劃分精細(xì)流動單元，相比與過去遞增的界限確定方法，本發(fā)明提供的方法能夠更好的反應(yīng)儲層不同流動單元的發(fā)育程度特征。本發(fā)明能夠在同時考慮地質(zhì)特征及高迂曲儲層水力特征的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)流動單元精細(xì)劃分。