M油田滲透率計算方法研究

周新波 段迎利 袁偉 王倫

摘 要：滲透率是儲層測井評價的重要參數之一。M油田主要為砂巖儲層，巖性簡單，應用單孔隙介質滲透率模型即可滿足儲層評價及開發需要。介紹了四種針對巖石水平基質滲透率的單孔隙介質滲透率計算模型：指數模型、Kozeny-Carman模型、Timur模型和Herron模型。通過M油田某口取心井實際資料處理表明，Herron模型相對其它三種模型具有明顯的優越性，能夠為M油田儲層測井評價提供比較準確的滲透率。

關鍵詞：滲透率；孔隙度；束縛水飽和度；礦物含量

滲透率是指可動流體在巖石中的流動能力。它是儲層測井評價三參數（孔隙度、滲透率、飽和度）其中之一。準確的計算滲透率對于儲層產能預測以及采收率具有重要意義。由于巖石具有各向異性，可以將滲透率分為水平滲透率和垂直滲透率；根據巖石成巖過程，又可以將滲透率分為原生滲透率（又稱基質滲透率）和次生滲透率。基質滲透率主要受沉積和成巖作用控制；次生滲透率主要受壓實、膠結、斷裂和溶解等作用控制[1]。文章主要研究四種水平基質滲透率模型在M油田的應用及效果評價。

孔隙度-滲透率指數模型是利用巖心物性分析實驗得到的巖心孔隙度和水平滲透率數據，通過指數擬合方法得到滲透率模型參數；Kozeny-Carman模型是針對均勻孔隙介質提出的一種滲透率計算模型；Timur模型是根據孔隙度與束縛水飽和度計算巖石的水平基質滲透率；Herron模型是根據巖石中各種礦物含量和孔隙度計算水平基質滲透率。

1 模型公式

1.1 指數模型

K=B2*e■ （1）

式中，K為滲透率；？覫為孔隙度；B1為模型參數1；B2為模型參數2。

由于M油田A取心井做了大量的巖心物性分析實驗，文章主要利用A井的測井數據以及巖心分析數據.圖1為A井巖心孔隙度和滲透率的交匯圖以及指數擬合結果。根據公式（1），A井孔隙度-滲透率指數模型的參數B1=0.3222， B2=0.0932。

圖1 A井巖心分析孔隙度（？覫）與滲透率（K）交匯圖（指數擬合）

1.2 Kozeny-Carman模型[2]

K=■ （2）

式中，K為滲透率；？覫為孔隙度；A為模型參數1；SO為單位巖石體積的表面積。

由于Kozeny-Carman模型中的參數SO不能通過測井資料獲得，可以將SO視為定值，則公式（2）可以簡化為

K=■ （3）

式中，A'=A/SO2為簡化的Kozeny-Carman模型參數。圖2為A井巖心孔隙度和滲透率的交匯圖以及Kozeny-Carman擬合結果。根據公式（3），A井Kozeny-Carman模型參數A'=51.69。

1.3 Timur模型[3]

K=0.136*■ （4）

式中，K為滲透率；？覫為孔隙度；Swirr為巖石束縛水飽和度。

1.4 Herron模型[4]

K=Af*■*e■ （5）

式中，K為滲透率；？覫為孔隙度；Af為長石最高含量的函數； Mi 為巖石第i種礦物的質量分數； Bi為巖石第i種礦物對應的系數。

Timur模型和Herron模型中沒有參數，無需利用巖心物性分析數據。但是Timur模型要求已知束縛水飽和度，而Herron模型要求已知各種礦物含量。為了得到準確的束縛水飽和度、各種礦物含量和孔隙度，文章首先采用斯倫貝謝的多礦物模型處理程序Elanplus對A井進行處理。

2 處理結果

根據1確定各模型參數和已知條件后，利用各模型公式分別計算得到四種滲透率結果，如圖3所示。

圖3 A井四種滲透率模型結果對比圖

3 結束語

（1）Herron模型計算的滲透率與巖心分析滲透率最吻合，計算的過程中不需要巖心物性分析資料，但是要求能夠準確得到巖石各種礦物含量。

（2）由于Herron模型具有普遍適用性，并且考慮了巖性對滲透率的影響，建議老君廟油田利用Herron模型評價儲層水平基質滲透率。

參考文獻

[1]Djebbar Tiab， Erle C. Donaldson. Petrophysic（Second Edition） [M]. Burlington： Gulf Professional Publishing， 2004： 101-105.

[2]Cheidegger A. E. The Physics of Flow Through Porous Media[M]. New York： Macmillan， 1960： 313.

[3]Timur A. An Investigation of Permeability， Porosity， and Residual Water Saturation Relationships[C]. SPWLA 9th Annual Symposium， 1968.

[4]Michael M. Herron. Estimating the Intrinsic Permeability of Clastic Sediments from Geochemical Data[C]. SPWLA 28th Annual Symposium，1987.