M油田渗透率计算方法研究
2014-11-03周新波段迎利袁伟王伦
周新波 段迎利 袁伟 王伦
摘 要：渗透率是储层测井评价的重要参数之一。M油田主要为砂岩储层，岩性简单，应用单孔隙介质渗透率模型即可满足储层评价及开发需要。介绍了四种针对岩石水平基质渗透率的单孔隙介质渗透率计算模型：指数模型、Kozeny-Carman模型、Timur模型和Herron模型。通过M油田某口取心井实际资料处理表明，Herron模型相对其它三种模型具有明显的优越性，能够为M油田储层测井评价提供比较准确的渗透率。
关键词：渗透率；孔隙度；束缚水饱和度；矿物含量
渗透率是指可动流体在岩石中的流动能力。它是储层测井评价三参数（孔隙度、渗透率、饱和度）其中之一。准确的计算渗透率对于储层产能预测以及采收率具有重要意义。由于岩石具有各向异性，可以将渗透率分为水平渗透率和垂直渗透率；根据岩石成岩过程，又可以将渗透率分为原生渗透率（又称基质渗透率）和次生渗透率。基质渗透率主要受沉积和成岩作用控制；次生渗透率主要受压实、胶结、断裂和溶解等作用控制[1]。文章主要研究四种水平基质渗透率模型在M油田的应用及效果评价。
孔隙度-渗透率指数模型是利用岩心物性分析实验得到的岩心孔隙度和水平渗透率数据，通过指数拟合方法得到渗透率模型参数；Kozeny-Carman模型是针对均匀孔隙介质提出的一种渗透率计算模型；Timur模型是根据孔隙度与束缚水饱和度计算岩石的水平基质渗透率；Herron模型是根据岩石中各种矿物含量和孔隙度计算水平基质渗透率。
1 模型公式
1.1 指数模型
K=B2*e■ （1）
式中，K为渗透率；？覫为孔隙度；B1为模型参数1；B2为模型参数2。
由于M油田A取心井做了大量的岩心物性分析实验，文章主要利用A井的测井数据以及岩心分析数据.图1为A井岩心孔隙度和渗透率的交汇图以及指数拟合结果。根据公式（1），A井孔隙度-渗透率指数模型的参数B1=0.3222， B2=0.0932。
图1 A井岩心分析孔隙度（？覫）与渗透率（K）交汇图（指数拟合）
1.2 Kozeny-Carman模型[2]
K=■ （2）
式中，K为渗透率；？覫为孔隙度；A为模型参数1；SO为单位岩石体积的表面积。
由于Kozeny-Carman模型中的参数SO不能通过测井资料获得，可以将SO视为定值，则公式（2）可以简化为
K=■ （3）
式中，A'=A/SO2為简化的Kozeny-Carman模型参数。图2为A井岩心孔隙度和渗透率的交汇图以及Kozeny-Carman拟合结果。根据公式（3），A井Kozeny-Carman模型参数A'=51.69。
1.3 Timur模型[3]
K=0.136*■ （4）
式中，K为渗透率；？覫为孔隙度；Swirr为岩石束缚水饱和度。
1.4 Herron模型[4]
K=Af*■*e■ （5）
式中，K为渗透率；？覫为孔隙度；Af为长石最高含量的函数； Mi 为岩石第i种矿物的质量分数； Bi为岩石第i种矿物对应的系数。
Timur模型和Herron模型中没有参数，无需利用岩心物性分析数据。但是Timur模型要求已知束缚水饱和度，而Herron模型要求已知各种矿物含量。为了得到准确的束缚水饱和度、各种矿物含量和孔隙度，文章首先采用斯伦贝谢的多矿物模型处理程序Elanplus对A井进行处理。
2 处理结果
根据1确定各模型参数和已知条件后，利用各模型公式分别计算得到四种渗透率结果，如图3所示。
图3 A井四种渗透率模型结果对比图
3 结束语
（1）Herron模型计算的渗透率与岩心分析渗透率最吻合，计算的过程中不需要岩心物性分析资料，但是要求能够准确得到岩石各种矿物含量。
（2）由于Herron模型具有普遍适用性，并且考虑了岩性对渗透率的影响，建议老君庙油田利用Herron模型评价储层水平基质渗透率。
参考文献
[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.
