旗下实验室荣誉资质
CMA资质认定证书
CNAS认可证书
技术概述
岩心可动流体饱和度测试是储层岩石物理实验中一项重要的分析技术,主要用于定量测定岩石孔隙空间中可动流体占岩石总流体的百分比。在油气藏勘探开发过程中,储层孔隙中的流体并非全部都能被有效开采:赋存于微细孔隙中的流体受到较强的毛细管力束缚,在地层条件下难以流动,被称为束缚流体;而赋存于较大孔道中、在驱替压差作用下能够自由流动的流体,则被称为可动流体。可动流体饱和度的高低直接反映了储层的渗流能力和开发潜力,尤其对于低渗透、特低渗透和致密储层而言,它是判断储层是否具有工业开采价值的关键指标之一。
目前,岩心可动流体饱和度测试主要依托核磁共振(NMR)技术实现。其基本原理是利用岩石孔隙中含氢流体(如水或油)的氢原子核在静磁场中的弛豫特性,通过采集横向弛豫时间T2谱,将不同大小孔隙中的流体信号区分开来。由于流体弛豫时间与孔隙尺寸密切相关,大孔隙中流体弛豫时间长、小孔隙中流体弛豫时间短,T2谱实际上表征了岩石的孔隙结构特征。结合离心实验标定或经验方法确定可动流体与束缚流体的分界(即T2截止值),即可定量计算出可动流体饱和度、束缚流体饱和度、可动流体孔隙度等一系列重要参数。
与传统的半渗透隔板法、压汞法等测试手段相比,核磁共振法具有快速、无损、可重复测量、信息量丰富等突出优点。测试过程不破坏岩石骨架结构,测试完成后的岩心样品仍可用于孔隙度、渗透率、润湿性等其他实验项目。该技术已在常规与非常规油气藏评价中得到广泛应用,成为油田企业、科研院所开展储层研究的重要标准实验手段。
检测样品
岩心可动流体饱和度测试适用于多种类型的岩石样品,实验室可根据不同的勘探开发研究目的选择合适的样品类型开展测试,常见样品包括:
- 常规柱塞岩心:直径约2.5cm、长度3~5cm的标准岩心柱塞样,是物性实验中最常用的样品规格;
- 全直径岩心:适用于非均质性较强的砾岩、裂缝性储层,能够获得更具代表性的宏观物性信息;
- 钻井岩屑样品:在取心资料缺失的情况下,可选取一定粒径的岩屑开展测试,为勘探早期评价提供参考依据;
- 露头砂岩样品:用于基础地质研究、渗流机理分析以及相似材料的模拟实验;
- 页岩、致密砂岩、致密碳酸盐岩等非常规储层样品:可结合含气性评价等专项实验进行综合分析。
样品制备质量对测试结果的准确性影响显著。送检岩心在测试前一般需要经过洗油处理,去除孔隙中的烃类流体,随后在恒温条件下烘干至恒重,再采用真空加压方式用模拟地层水充分饱和,确保孔隙空间完全被含氢流体占据。对于易水敏的地层样品,应根据储层特征选择合适的饱和流体配方,避免黏土矿物膨胀导致孔隙结构发生改变。样品在运输和保存过程中应防止碰撞破碎、暴晒失水,含油样品需妥善密封并及时送检,以保持其原始状态。
检测项目
围绕岩心可动流体饱和度测试,实验室可提供的检测分析项目主要包括:
- 饱和水状态下岩心核磁共振T2谱测试;
- 离心后束缚水状态下岩心核磁共振T2谱测试;
- 岩心可动流体饱和度测定;
- 岩心束缚流体饱和度测定;
- 岩心可动流体孔隙度测定;
- 核磁共振T2截止值标定与分析;
- 核磁共振孔隙度测定;
- 含油岩心含油饱和度核磁测定;
- 基于T2谱的孔径分布特征分析。
上述项目既可以单独开展,也可以根据研究需求进行组合,形成完整的储层可动性评价实验方案,为储层分类和开发决策提供系统的数据支撑。
检测方法
岩心可动流体饱和度测试的标准流程主要基于核磁共振测量与离心标定相结合的方法,具体步骤如下:
- 样品预处理:对岩心进行洗油、烘干,测量干重,获取基础物性参数;
- 真空加压饱和:将干燥岩心置于真空饱和装置中,先抽真空排除孔隙内空气,再在高压条件下用模拟地层水充分饱和,称量湿重以计算孔隙度;
- 饱和态核磁测量:将饱和后的岩心置于核磁共振岩心分析仪中,采集饱和水状态下的T2弛豫谱,谱峰总面积对应岩心中的总流体量;
- 离心处理:在规定的离心力条件下对岩心进行高速离心,驱替出大孔隙中的可动流体,使岩心达到束缚水状态;
- 束缚态核磁测量:对离心后的岩心再次进行核磁共振测量,采集束缚水状态下的T2弛豫谱;
- 数据处理与计算:将两次测量得到的T2谱进行归一化叠加,采用累积曲线法确定T2截止值,进而计算可动流体饱和度、束缚流体饱和度和可动流体孔隙度。
T2截止值的确定是整个测试过程中的关键环节。除离心标定法外,对于具备成熟经验的区块,也可采用地区经验截止值进行快速评价;对精度要求较高的研究项目,还可采用半渗透隔板法进行标定,使可动流体下限对应的毛管压力与实际开发条件更为吻合。不同岩性、不同孔隙结构的储层,其T2截止值存在明显差异,砂岩、砾岩、页岩等应分别建立标定标准,避免直接套用单一经验值造成评价偏差。
对于含油岩心,还可利用油与水在核磁弛豫特性上的差异(如添加锰离子弛豫试剂抑制水信号),实现含油饱和度的核磁定量测定,进一步丰富储层流体评价的内容。
检测仪器
岩心可动流体饱和度测试需要依托专业的实验设备体系,核心仪器包括:
- 低磁场核磁共振岩心分析仪:配备不同共振频率的磁体系统及射频探头,可测量柱塞样和全直径岩心;
- 高速冷冻离心机:提供稳定的离心力条件,用于岩心束缚水状态的建立,配备专用岩心夹持适配器;
- 真空加压饱和装置:实现岩心的真空抽提与高压饱和,保证孔隙充分充填流体;
- 溶剂抽提洗油仪:用于含油岩心的有机溶剂清洗处理;
- 恒温干燥箱与电子天平:完成样品烘干、恒重及称量;
- 氦气孔隙度仪与气体渗透率仪:配套开展基础物性测试,实现多参数对照分析;
- 恒温恒湿环境控制系统:保障实验室温湿度条件稳定,降低环境因素对测量结果的干扰。
所有仪器设备均需定期校准与期间核查,确保核磁信号采集的稳定性与定量计算的准确性,从设备层面保证检测数据的可靠与可追溯。
应用领域
岩心可动流体饱和度测试数据广泛应用于油气勘探开发的多个环节,主要应用领域包括:
- 低渗透、特低渗透油气藏储层评价:作为储层分类与有效性判别的重要依据,弥补常规孔渗参数的不足;
- 致密油气、页岩油气等非常规储层可动性研究:识别可动流体富集的“甜点”区段,指导水平井部署与压裂设计;
- 煤层气储层评价:分析煤岩中可动水的赋存状态,辅助排采制度优化;
- 储量计算与可采储量评估:为地质储量参数确定和采收率预测提供实验基础;
- 油藏工程与开发方案编制:支撑渗流规律研究、井网井距优化及开发技术政策制定;
- 储层改造效果实验研究:评价压裂液、驱替介质等对可动流体比例的影响;
- 油田开发中后期剩余油分布研究:结合不同开发阶段的岩心对比分析,认识剩余油赋存规律;
- 高校及科研机构的教学科研实验:服务于渗流力学、储层地质等领域的科学研究。
通过系统的可动流体饱和度测试,科研与生产人员能够更深入地认识储层微观孔隙结构与宏观渗流能力之间的内在联系,为油气田的高效开发提供坚实的实验依据。
常见问题
问题一:岩心可动流体饱和度测试的检测周期是多久?
岩心可动流体饱和度测试的检测周期一般为7-15个工作日。实际周期会受到多方面因素的影响:一是检测项目数量,若仅测试可动流体饱和度,周期相对较短,若同时开展核磁孔隙度、孔径分布、含油饱和度等组合项目,周期会相应延长;二是样品数量,大批量送检时需要排队逐一测试,整体交付时间会增加;三是方法复杂程度,含油岩心需要先进行洗油处理,部分样品还需开展额外的截止值标定实验,前处理环节耗时较多;四是是否需要加急,如有紧急需求,实验室可协调安排优先测试,缩短交付时间。具体周期建议在送检前与实验室沟通确认。
问题二:岩心可动流体饱和度测试的检测价格是多少?
岩心可动流体饱和度测试的费用受多种因素综合影响,无法一概而论。主要影响因素包括:检测项目的组合方式,单项测试与多参数组合测试的费用构成不同;所采用的测试方法,是否需要开展离心标定、截止值专项分析等会增加实验工作量;样品的数量与规格,柱塞样、全直径样和岩屑样品的测试难度与耗时差异较大;检测周期要求,加急服务会相应调整费用;以及后续数据分析的深度,如需提供孔径分布解释、储层综合评价等增值服务,费用也会有所变化。建议您结合具体的测试需求和样品情况联系咨询,实验室将根据实际情况提供针对性的报价方案。
问题三:岩心可动流体饱和度测试需要什么资质?
我们旗下拥有CMA和CNAS资质,可在资质认可的能力范围内开展岩心可动流体饱和度测试及相关岩石物理实验项目。实验室建立了完善的质量管理体系,配备了低磁场核磁共振岩心分析仪、高速离心机等专业化仪器设备,技术团队由具有丰富岩心分析经验的专业人员组成,能够保障检测流程的规范性和检测数据的科学性、准确性、可追溯性。送检前可就具体测试项目的资质覆盖情况进行沟通确认,以便获得符合要求的检测服务。
问题四:什么是T2截止值?它是如何确定的?
T2截止值是核磁共振T2谱上划分可动流体与束缚流体的界限值,弛豫时间大于该值的流体被视为可动流体,小于该值的流体被视为束缚流体。确定T2截止值最常用的方法是离心标定法:将岩心饱和水状态与离心后束缚水状态的T2谱进行归一化叠加,分别绘制两条谱的累积信号曲线,两曲线的交点所对应的弛豫时间即为T2截止值。此外,也可采用半渗透隔板法进行标定,或参考同类储层的地区经验值。需要注意的是,不同岩性和孔隙结构的储层T2截止值差异明显,应结合区块实际资料合理选取,以保证可动流体饱和度计算的准确性。
问题五:核磁共振测试会破坏岩心样品吗?
核磁共振测试本身属于无损检测,其测量过程基于孔隙流体中氢核在磁场中的弛豫行为,不涉及高温、高压或化学侵蚀,不会破坏岩石的孔隙结构和骨架组成。测试完成后的岩心仍可用于渗透率测定、压汞实验、铸体薄片分析等其他后续实验项目。但需要说明的是,测试前的样品预处理(如含油岩心的洗油、烘干及饱和流程)会改变岩心的原始含流体状态,若研究需要保留岩心的原始润湿性或原始流体分布,应在送检前与实验室充分沟通,合理规划实验顺序。
问题六:可动流体饱和度测试结果在储层评价中有什么意义?
对于中高渗透储层,孔隙度和渗透率通常能够较好地表征储层质量,但对于低渗透、特低渗透和致密储层,仅凭常规孔渗参数往往难以准确判断储层的实际产出能力。可动流体饱和度直接反映了储层孔隙中能够参与流动的流体比例,与储层的最终可采程度密切相关。通过该参数,可以开展储层有效性与分类评价,识别相对优质储层段,支撑地质储量与可采储量计算,为开发方式选择、井网部署和改造措施设计提供关键实验依据,因而被广泛视为非常规储层评价的核心指标之一。
问题七:岩屑或不规则小样品可以进行可动流体饱和度测试吗?
可以。核磁共振测量对样品的几何形状没有严格要求,柱塞岩心、全直径岩心、不规则碎块以及一定粒径的钻井岩屑均可开展测试,这也是核磁法相较于其他实验方法的一大优势。在勘探早期缺乏取心资料的情况下,利用岩屑样品开展可动流体饱和度测试,能够及时获得储层可动性评价的参考数据。不过需要注意,岩屑与小样品的代表性相对有限,测试结果更多具有趋势性和对比性意义,精度上通常低于标准柱塞样。建议根据研究目标和资料条件选择合适的样品类型,必要时结合多项实验进行综合评价。