專利名稱：一種巖心含水分析方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種巖心含水分析方法，具體地說(shuō)是用于鉆井勘探巖心的分析，屬于油氣地質(zhì)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
巖心含水分析是地質(zhì)勘探和鉆井地質(zhì)工作中很重要的第一手資料。在鉆井現(xiàn)場(chǎng)的錄井作業(yè)，不同于實(shí)驗(yàn)室里的一些操作和分析手段，幾乎要求與鉆井速度同步，以便獲取有效的分析數(shù)據(jù)?；谶@一特殊性，并考慮到操作人員的便利，巖心含水分析方法必須具有便于操作、分析迅速的特點(diǎn)。
目前巖心含水分析主要有滴水實(shí)驗(yàn)法、蒸餾法、色譜法、微波法。
滴水實(shí)驗(yàn)法是當(dāng)前現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用最多的一種方法，主要根據(jù)在巖心表面滴上水后，人工觀察水滴是否滲入巖心、滲入的速度，判斷巖心的含水情況，這種方法獲取的資料可靠性差。
蒸餾法是將現(xiàn)場(chǎng)取得的甲苯浸泡巖心樣品放入札克斯儀器中，通過(guò)加熱使樣品中的水汽化，經(jīng)過(guò)冷凝、捕集記錄水的體積，取出巖樣經(jīng)除油、烘干、稱重，測(cè)定其孔隙度后，用差減法計(jì)算含水飽和度。這種方法較為繁瑣，且受環(huán)境溫度濕度影響、水體積的讀取受人為因素影響大、分析時(shí)間長(zhǎng)。
色譜法基于乙醇能夠與任何比例相互溶解，將巖樣放入乙醇中，浸泡72小時(shí)后，在選定的色譜分析條件下，進(jìn)行色譜分析，記錄水和乙醇的峰高，經(jīng)過(guò)標(biāo)定、換算求得水的體積，巖樣經(jīng)除油、烘干、稱重，測(cè)定其孔隙度后，用差減法計(jì)算含水飽和度。其缺點(diǎn)是操作煩瑣、樣品處理時(shí)間長(zhǎng)。
微波法根據(jù)微波加熱時(shí)，水能強(qiáng)烈吸收微波而產(chǎn)生熱效應(yīng)的特點(diǎn)，按不同巖性確定合理的加熱時(shí)間和功率，將樣品中的水分離出來(lái)，根據(jù)樣品加熱前后的質(zhì)量差，求出樣品中水的質(zhì)量，巖樣經(jīng)除油、烘干、稱重，測(cè)定其孔隙度后，計(jì)算含水飽和度。其缺點(diǎn)是在加熱過(guò)程中，樣品中的烴組分、粘土的層間吸附水被烘出，增大含水計(jì)算誤差。這些方法都不同程度地存在受人為因素影響大、分析速度慢等缺點(diǎn)和局限性，難以滿足鉆井現(xiàn)場(chǎng)錄井作業(yè)的需要。
此外，《斷塊油氣田》2005年12卷2期38-40頁(yè)“求解含水飽和度的一種方法”一文，提出了利用毛管壓力資料，根據(jù)油藏物性參數(shù)及含油高度求解含水飽和度的方法。通過(guò)含水飽和度和孔隙度、滲透率、自由水面以上含油高度、地下油水密度、界面張力等參數(shù)之間的定性、定量關(guān)系研究，推導(dǎo)出了計(jì)算公式。《石油勘探與研究》1995年22卷6期73-77頁(yè)“保壓巖心油氣水飽和度分析及脫氣校正方法研究”一文，針對(duì)保壓巖心論述了油氣水飽和度分析技術(shù)，提出了全直徑巖心含水飽和度的計(jì)算方法。但都由于所需的參數(shù)多、需配套設(shè)備多、流程復(fù)雜、測(cè)試周期長(zhǎng)，不能滿足現(xiàn)場(chǎng)快速分析的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述不足之處，從而提供一種巖心含水分析方法，采用電導(dǎo)率探測(cè)技術(shù)，通過(guò)給出的巖心含水飽和度分析步驟和計(jì)算公式，簡(jiǎn)化分析過(guò)程，只用較少的儀器設(shè)備就可以快速得出巖心含水飽和度；化學(xué)試劑用量少、無(wú)毒，對(duì)操作人員無(wú)侵害，不需特殊防護(hù)，環(huán)境無(wú)污染。
本發(fā)明的主要解決方案是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明巖心含水分析方法采用以下工藝步驟1、首先取1-20cm3的巖心樣品破碎5-20目，推薦10目左右后，放入測(cè)試筒內(nèi)；在測(cè)試筒內(nèi)加入10-200ml的去離子水淹沒(méi)巖心樣品；2、將所述的測(cè)試筒密閉，在常溫下浸泡巖心樣品2～72小時(shí)；3、確定測(cè)試筒內(nèi)浸泡液的礦化度值K測(cè)；測(cè)試儀器選用電導(dǎo)儀，將連接在電導(dǎo)儀上的電極插入所述的測(cè)試筒內(nèi)的浸泡液體中，同時(shí)將電導(dǎo)儀上連接的溫度傳感器插入測(cè)試筒內(nèi)的浸泡液體中；讀取電導(dǎo)儀上的導(dǎo)率值讀數(shù)L測(cè)；4、按下式計(jì)算出巖心含水飽和度Sw＝V水K測(cè)/(V巖K地φ)式中Sw巖心含水飽和度0-100％K測(cè)浸泡液中的礦化度1-150000mg/LK地地層水中的礦化度100-150000mg/LV水浸泡巖心樣品的去離子水體積10-200mg/LV巖巖心樣品的體積1-20cm3φ巖心孔隙度0.5-35％
本發(fā)明與已有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明利用巖心所含水中的各種離子的擴(kuò)散規(guī)律，推導(dǎo)出了利用巖心孔隙度、樣品體積、礦化度值、去離子水體積和地層水礦化度5個(gè)參數(shù)計(jì)算含水飽和度的公式，通過(guò)確定礦化度，得出含水飽和度；這5個(gè)參數(shù)的獲得非常簡(jiǎn)便，特別適合現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用；操作簡(jiǎn)便，只需采集少量巖心樣品，對(duì)樣品尺寸、形狀無(wú)特殊要求；化學(xué)試劑用量少、無(wú)毒，對(duì)操作人員無(wú)侵害，不需特殊防護(hù)，環(huán)境無(wú)污染；分析迅速，樣品分析僅需一套設(shè)備，一般24小時(shí)內(nèi)即可獲得結(jié)果；計(jì)算方法簡(jiǎn)單，對(duì)操作、應(yīng)用人員無(wú)特別要求；可以滿足鉆探現(xiàn)場(chǎng)巖心含水快速分析的需要，填補(bǔ)了鉆探現(xiàn)場(chǎng)巖心含水分析的空白，為現(xiàn)場(chǎng)錄井作業(yè)提供了一種新的手段和方法，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)快速識(shí)別、評(píng)價(jià)油氣層，提高油氣水層解釋符合率具有重要意義。
具體實(shí)施例方式
下面本發(fā)明將結(jié)合實(shí)施例作進(jìn)一步描述實(shí)施例一本發(fā)明巖心含水分析方法采用以下工藝步驟取XX井、深度為2100.5米的巖心樣品2cm3，將巖心樣品破碎后，然后在該測(cè)試筒內(nèi)加入體積為10cm3去離子水淹沒(méi)巖心樣品，以便有效地浸出各種離子。破碎巖心樣品是常規(guī)技術(shù)。測(cè)試筒是一個(gè)可密封的容器，可以采用通用的量筒，也可以采用其他類型的容器。
2、將所述的測(cè)試筒密閉，在常溫下浸泡巖心樣品24小時(shí)小時(shí)；測(cè)試筒應(yīng)密閉，以防止去離子水和各種離子損失造成數(shù)據(jù)不準(zhǔn)。浸泡時(shí)間不能過(guò)短，否則各種離子沒(méi)有完全浸出，測(cè)出的數(shù)據(jù)不可靠。浸泡時(shí)間越長(zhǎng)，各種離子擴(kuò)散越完全，但實(shí)際應(yīng)用時(shí)也沒(méi)有必要時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，太長(zhǎng)時(shí)間影響工作效率。
3、確定測(cè)試筒內(nèi)浸泡液的礦化度值K測(cè)；以便通過(guò)礦化度值計(jì)算巖心含水飽和度。確定礦化度的公知方法很多。
可以采用下述方式確定礦化度將連接在電導(dǎo)儀上的電極插入所述的測(cè)試筒內(nèi)的浸泡液體中，同時(shí)將電導(dǎo)儀上連接的溫度傳感器插入該測(cè)試筒內(nèi)的浸泡液體中；讀取電導(dǎo)儀上的導(dǎo)率值讀數(shù)L測(cè)。
前人研究表明，電導(dǎo)率作為電阻率的倒數(shù)，常作為水體被無(wú)機(jī)鹽污染程度評(píng)價(jià)的指標(biāo)，即在一定的操作條件下，反映了溶液中離子的總量，即礦化度的大小，可以根據(jù)水溶液的類型，建立電導(dǎo)率與礦化度的定量關(guān)系。
只要測(cè)得樣品的電導(dǎo)值，就可以求得礦化度。由于電位值與溫度相關(guān)，因此，在測(cè)電導(dǎo)值時(shí)，需要同時(shí)測(cè)量溫度，以便進(jìn)行溫度校正。測(cè)量溫度為室溫。
當(dāng)電導(dǎo)儀與電極、溫度傳感器連接在一起，按儀器說(shuō)明書(shū)要求進(jìn)行操作，儀器就會(huì)自動(dòng)進(jìn)行測(cè)量和數(shù)據(jù)處理，在儀器上可以直接讀出電導(dǎo)值。這一步是常規(guī)的測(cè)量電導(dǎo)的方式。計(jì)算得礦化度為300mg/L。已知該樣品的孔隙度為20％，地層水的礦化度為8000mg/L。
4、按下式計(jì)算出巖心含水飽和度Sw＝V水K測(cè)/(V巖K地φ)＝10×300/(2×8000×20％)＝93.75％。
即該樣品的含水飽和度為93.75％，為高含水層。
其中，地層水中的礦化度K地、巖心孔隙度φ，是本領(lǐng)域常用的參數(shù)，通過(guò)常規(guī)方法可以取得，在本發(fā)明的方法中作為已知參數(shù)；去離子水體積V水、巖心樣品的體積V巖，是在第1步已測(cè)定的。
因此，通過(guò)上述各步驟，即得出被測(cè)巖心樣品的含水飽和度。
實(shí)施例二取X井、深度為2106.5米的巖心樣品2cm3，放入盛有10cm3去離子水的測(cè)試筒內(nèi)，浸泡48小時(shí)，測(cè)得電導(dǎo)率后，經(jīng)過(guò)電導(dǎo)率與礦化度關(guān)系轉(zhuǎn)換，計(jì)算得礦化度為50mg/L。已知該樣品的孔隙度為15％，地層水的礦化度為6000mg/L。
按下式計(jì)算出巖心含水飽和度Sw＝V水K測(cè)/(V巖K地φ)＝10×50/(2×6000×15％)＝27.78％。
即該樣品的含水飽和度為27.78％，為低含水層。
實(shí)施例三取Y井、深度為1800.5米的巖心樣品5cm3，放入盛有10cm3去離子水的測(cè)試筒內(nèi)，浸泡24小時(shí)，測(cè)得電導(dǎo)率后，經(jīng)過(guò)電導(dǎo)率與礦化度關(guān)系轉(zhuǎn)換，計(jì)算得礦化度為100mg/L。已知該樣品的孔隙度為10％，地層水的礦化度為10000mg/L。
按下式計(jì)算出巖心含水飽和度Sw＝V水K測(cè)/(V巖K地φ)＝10×100/(5×10000×10％)＝20％。
即該樣品的含水飽和度為20％，為低含水層。
權(quán)利要求
1.一種巖心含水分析方法，采用以下工藝步驟(1)、取的巖心樣品破碎后放入測(cè)試筒內(nèi)；在測(cè)試筒內(nèi)加入去離子水淹沒(méi)巖心樣品；(2)、將所述的測(cè)試筒密閉，在常溫下浸泡巖心樣品2～72小時(shí)；(3)、采用測(cè)試儀器確定測(cè)試筒內(nèi)浸泡液的礦化度值K測(cè)；(4)、按下式計(jì)算出巖心含水飽和度Sw＝V水K測(cè)/(V巖K地φ)式中K測(cè)浸泡液中的礦化度1-100000mg/LK地地層水中的礦化度100-150000mg/LV水浸泡巖心樣品的去離子水體積10-200mg/LV巖巖心樣品的體積1-20cm3φ巖心孔隙度0.5-35％
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種巖心含水分析方法，其特征在于所述的浸泡巖心樣品時(shí)間為2～72小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種巖心含水分析方法，具體地說(shuō)是用于鉆井勘探巖心的分析，屬于油氣地質(zhì)技術(shù)領(lǐng)域。其主要取巖心樣品破碎后放入測(cè)試筒內(nèi)；在測(cè)試筒內(nèi)加入去離子水淹沒(méi)巖心樣品；將所述的測(cè)試筒密閉，在常溫下浸泡，采用測(cè)試儀器確定測(cè)試筒內(nèi)浸泡液的礦化度值K測(cè)。本發(fā)明采用電導(dǎo)率探測(cè)技術(shù)，通過(guò)給出的巖心含水飽和度分析步驟和計(jì)算公式，簡(jiǎn)化分析過(guò)程，只用較少的儀器設(shè)備就可以快速得出巖心含水飽和度；化學(xué)試劑用量少、無(wú)毒，對(duì)操作人員無(wú)侵害，不需特殊防護(hù)，環(huán)境無(wú)污染；分析迅速，樣品分析僅需一套設(shè)備；計(jì)算方法簡(jiǎn)單，對(duì)操作、應(yīng)用人員無(wú)特別要求；可以滿足鉆探現(xiàn)場(chǎng)巖心含水快速分析的需要。
文檔編號(hào)G01N33/24GK101059464SQ20071002253
公開(kāi)日2007年10月24日 申請(qǐng)日期2007年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月9日
發(fā)明者鮑云杰 申請(qǐng)人:鮑云杰