一种基于网络模拟的多孔介质含水饱和度计算方法

摘要

本发明涉及一种基于网络模拟的多孔介质含水饱和度计算方法，依次包括以下步骤：(1)将选取的岩样切割为三段，A段用于岩石电性实验，B段用于润湿性测量，C段用于铸体薄片分析；(2)计算地层因素F；(3)计算岩石孔隙半径的归一化标准偏差σ_r；(4)计算平均配位数z；(5)建立多孔介质逾渗网络模型并计算参数a′；(6)确定a′的数值大小；(7)计算含水饱和度S_w。本发明除进行岩石电性实验，还需通过毛管压力曲线、铸体薄片，分析和计算多孔介质的平均配位数z和孔隙半径的归一化标准偏差σr，并使用到网络模拟技术，因而本发明的计算结果更为真实可靠，为储集层含水饱和度的准确定量计算提供了依据和手段。

主权项

1.一种基于网络模拟的多孔介质含水饱和度计算方法，依次包括以下步骤：（1）将选取的岩样切割为A段、B段、C段，对A段岩样进行岩石电阻率实验，得到I-S_w数据和毛管压力曲线，对B段进行岩样润湿性测量，对C段进行铸体薄片分析，得到二维空间下多孔介质的平均配位数z_2D；（2）计算地层因素F；（3）计算多孔介质孔隙半径的归一化标准偏差σ_r；（4）计算平均配位数z；（5）建立多孔介质逾渗网络模型并计算参数a′；（6）确定a′的数值大小；（7）计算含水饱和度S_w；所述步骤（2）采用如下公式计算地层因素F：F＝φ^-m式中m——胶结指数，Ф——岩石孔隙度；所述步骤（3）计算多孔介质孔隙半径的归一化标准偏差σ_r包括：根据毛管压力曲线，分析岩样的孔隙半径分布并计算其孔隙半径的标准偏差σ和平均孔隙半径<r>，通过下式计算得到σ_r：${\sigma }_r=\frac{\sigma }{<r>};$所述步骤（4）计算平均配位数z包括：当多孔介质颗粒疏松或颗粒较均匀或孔隙度较大时z=2z_2D，其他情况z=1.7z_2D；所述步骤（5）建立多孔介质逾渗网络模型并计算参数a′包括：根据得到的z和σ_r，建立平均配位数为z和多孔介质孔隙半径的归一化标准偏差为σ_r的逾渗网络模型，根据岩石润湿性，通过侵入逾渗算法模拟不同润湿条件下的油或气驱替水的过程，得到不同含水饱和度S_w下的地层水所占据孔隙半径的归一化标准偏差σ_r′、地层水配位数z_w，根据下式计算a′：$a^{\prime }=\frac{{(z-z_c)}^{\gamma }}{{(z_w-z_c)}^{{\gamma }^{\prime }}}{10}^{({{\sigma }_{\gamma }}^{\prime }-{\sigma }_{\gamma })[0.23339+1.1423({{\sigma }_{\gamma }}^{\prime }+{\sigma }_{\gamma })]}$式中γ——与孔隙半径分布有关的系数，γ′——与地层水在孔隙空间的分布有关的系数，σ_r——多孔介质孔隙半径的归一化标准偏差，σ_r′——地层水所占据孔隙半径的归一化标准偏差，z——平均配位数，用以描述孔隙连通性，z_c——临界配位数，三维孔隙空间中z_c=1.5，z_w——地层水配位数，用于描述孔隙空间中地层水的连通性；所述步骤（6）确定a′的数值大小包括：通过下式计算岩石的(S_w)^0.5/a′或1/[a′(S_w)^1.5]：水湿条件下，$\frac{\sqrt{S_w}}{a^{\prime }}=\frac{{\mathrm{FR}}_w}{R_t}$油湿条件下，$\frac{1}{a^{\prime }{S}_w^{1.5}}=\frac{{\mathrm{FR}}_w}{R_t}$式中R_t——岩样部分为地层水饱和时的视电阻率，单位为欧姆米，R_w——地层水电阻率，单位为欧姆米，对照S_w、σ_r′、z_w、a′、(S_w)^0.5/a′或1/[a′(S_w)^1.5]数据表，确定a′的数值大小；所述步骤（7）计算含水饱和度S_w是将步骤（6）得到的a′、F、R_w、R_t代入下式计算出含水饱和度S_w：当多孔介质亲水时，$S_w={\left(\frac{a^{\prime }{\mathrm{FR}}_w}{R_t}\right)}^2$当多孔介质亲油时，$S_w={\left(\frac{a^{\prime }{\mathrm{FR}}_w}{R_t}\right)}^{\frac{1}{1.5}}.$