巖心最佳離心與數(shù)據(jù)之間的關(guān)系

巖心最佳離心與數(shù)據(jù)之間的關(guān)系

近年來，磁共振成像技術(shù)（nmr）與驅(qū)動和離心分離等實驗方法相結(jié)合，在評估巖石初始含油量、動流和約束流等參數(shù)方面發(fā)揮了重要作用。1替濕相的測定離心法是將巖心放入高速離心機旋轉(zhuǎn),用高速離心機產(chǎn)生的離心力作為外加的排驅(qū)壓力,達(dá)到非濕相驅(qū)替濕相的目的。由于該實驗是氣、水離心,巖心高速旋轉(zhuǎn)時,水將被甩離孔隙。而水受到的離心力(氣受到的離心力忽略不計)將與孔隙介質(zhì)內(nèi)氣、水兩相間的毛管力平衡式(1)中,p砂巖毛細(xì)管束模型將巖心中的不規(guī)則孔道簡化為由等直徑的平行毛細(xì)管束所組成式(2)中,K為巖石滲透率,cm2離心離心條件及測量結(jié)果一般巖心區(qū)分可動流體與束縛流體的最佳離心力是通過逐漸增大離心力的方法得到的,即每增加0.345MPa離心力,就測一次該巖心的核磁信號(1)巖心鉆切、洗油、烘干,稱干重,測長度、直徑,測量氣測孔隙度,克氏滲透率;再將巖樣抽真空、飽和地層水,稱濕重,并測量飽和水狀態(tài)下核磁信號。(2)通過離心機對巖樣離心,并稱離心后巖心重量,測離心后核磁信號。(3)增加離心力,重復(fù)第2步,直到完成4次離心。(4)利用matlab程序作出離心力-含水飽和度擬合曲線,得到曲線函數(shù),并求出該擬合曲線與實驗所測得的離心力-含水飽和度數(shù)據(jù)的相關(guān)性系數(shù);并按照Δy每增加0.345MPa,Δx減少量等于2%~3%的標(biāo)準(zhǔn),利用matlab程序求出擬合曲線斜率為-69/500的點的橫縱坐標(biāo)值,縱坐標(biāo)值即為該標(biāo)定方法中的最佳離心力。以克氏滲透率為0.1~1mD的12塊巖心為例,標(biāo)定最佳離心力。實驗儀器使用PC-12W型專用巖樣離心機以及中國科學(xué)院滲流流體力學(xué)研究所自行開發(fā)研制的RecCore04型低磁場核磁共振巖心分析儀。由于該組巖心屬于不同的離心實驗組,而且?guī)r心所受到的離心力與巖心長度有關(guān),所以每塊巖心的離心力都不同。表1是12塊實驗砂巖巖心基本物性資料,以及該12塊巖心擬合函數(shù)的參數(shù),相關(guān)性系數(shù),及最佳離心力點的橫縱坐標(biāo)值,即含水飽和度和最佳離心力,擬合函數(shù)為指數(shù)函數(shù),y=ae3最佳離心與孔隙度滲透率的關(guān)系根據(jù)該最佳離心力標(biāo)定方法,并結(jié)合核磁共振離心實驗,分析了不同孔隙度、克氏滲透率在不同范圍內(nèi)的37塊砂巖巖心最佳離心力與孔隙度、滲透率之間的關(guān)系,并根據(jù)巖心理想毛細(xì)管模型,得到巖心離心力與孔隙度、滲透率之間的關(guān)系為由圖2~圖4分析可得。(1)最佳離心力與孔隙度相關(guān)性不強,但是與克氏滲透率相關(guān)性較強;這是由于核磁共振T(2)實驗砂巖巖心最佳離心力與(3)孔隙度對最佳離心力相關(guān)性弱,但仍具有一定相關(guān)性;從圖1可以看出,較大孔隙度巖心平均最佳離心力大于較小孔隙度巖心平均最佳離心力。即隨著孔隙度的減小,最佳離心力呈增大趨勢。對于單個巖心數(shù)據(jù),最佳離心力與孔隙度滲透率之間可能并不嚴(yán)格地符合某種規(guī)律,但是對大量巖心的統(tǒng)計結(jié)果,則可以發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律。由于滲透率在最佳離心力中占主要影響作用,將克氏滲透率在不同范圍通過曲線擬合最佳離心力平均值和式(5)中y為最佳離心力,MPa;x為利用以上擬合函數(shù)關(guān)系式(4),如果已知巖心孔隙度與克氏滲透率,在核磁可動流體實驗測試時,則可以通過計算得到該巖心區(qū)分可動流體與束縛流體的最佳離心力,并且與傳統(tǒng)離心實驗標(biāo)定方法得到的最佳離心力結(jié)果相近,證明了該方法的可行性。4標(biāo)準(zhǔn)1:最佳離心標(biāo)定(1)通過巖心理想毛細(xì)管模型以及離心法測毛管力計算方法,建立了離心力與巖心孔滲特性之間的理論關(guān)系;該關(guān)系表明巖心所受到的離心力與巖心孔隙度與滲透率的比值的開方成正比關(guān)系。(2)結(jié)合核磁共振技術(shù),用改進(jìn)的數(shù)值擬合的方法,將傳統(tǒng)的8次或者更多次數(shù)離心來標(biāo)定最佳離心力的方法,改進(jìn)為4次離心,擬合函數(shù)相關(guān)系數(shù)均接近于1,說明該擬合曲線可以表示真實的離心力-含水飽和度關(guān)系;改進(jìn)的方法同樣采用每增加0.345MPa,相鄰狀態(tài)巖心含水飽和度減少2%~3%的標(biāo)準(zhǔn)來計算巖心最佳離心力,但計算結(jié)果從曲線的斜率得到,離心力連續(xù)變化,所得到的最佳離心力更加精確。(3)將滲透率范圍從小于0.05mD到大于10mD的巖心分類,并按照改進(jìn)的最佳離心力標(biāo)定方法計算,得到最佳離心力與孔滲數(shù)據(jù)之