利用沃尔公式确定原始含油饱和度的方法_刘洁
获得油水同层原始含油饱和度的方法及估算未试油油水同层原始含油饱和度的方法[发明专利]
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[19]中华人民共和国国家知识产权局[12]发明专利申请公布说明书[11]公开号CN 101413388A [43]公开日2009年4月22日[21]申请号200810209591.8[22]申请日2008.12.02[21]申请号200810209591.8[71]申请人大庆油田有限责任公司地址163513黑龙江省大庆市让胡路区龙南胜利路1号[72]发明人闫伟林 李郑辰 殷树军 杨永军 [74]专利代理机构哈尔滨市松花江专利商标事务所代理人王吉东[51]Int.CI.E21B 49/00 (2006.01)G01V 5/12 (2006.01)权利要求书 3 页 说明书 17 页 附图 6 页[54]发明名称获得油水同层原始含油饱和度的方法及估算未试油油水同层原始含油饱和度的方法[57]摘要获得油水同层原始含油饱和度的方法及估算未试油油水同层原始含油饱和度的方法，涉及储量参数测井解释中计算原始含油饱和度的方法。
它解决了现有获得油水同层原始含油饱和度方法存在的计算误差较大的问题。
在获得油水同层原始含油饱和度的方法中，首先应用油层的原始含水饱和度模型计算出油水同层的视油层原始含油饱和度，然后依据相渗资料和试油资料对视油层原始含油饱和度进行校正，得出已试油的油水同层的原始含油饱和度。
它适合于原始含油饱和度与电阻率相关性较差的油水同层，可用于容积法计算石油储量。
依据相渗资料和试油资料估算未试油油水同层原始含油饱和度的方法是应用研究工区油水同层的平均含水率估算未试油油水同层原始含油饱和度。
200810209591.8权 利 要 求 书第1/3页 1、获得油水同层原始含油饱和度的方法，它的具体过程为： 步骤一、根据自然伽马测井曲线获得自然伽马相对值ΔG R： 在自然伽马测井曲线上读取油水同层的自然伽马值GR、目的层段纯砂岩层自然伽马值GR min和目的层段纯泥岩层段自然伽马值GR max，然后由公式：ΔGR＝(GR-GR min)/(GR max-GR min)获得自然伽马相对值ΔGR，其中目的层自然伽马值GR、目的层段纯砂岩层自然伽马值GR m i n和目的层段纯泥岩层自然伽马值GR m a x的单位均是API，自然伽马相对值ΔGR的单位是f；步骤二、建立泥质含量解释模型：用岩心分析泥质含量资料与自然伽马进行一元线性回归，建立泥质含量解释模型：V sh＝a·ΔGR+b，其中泥质含量V sh是百分数，a、b是系数；将步骤一获得的油水同层的自然伽马相对值ΔGR代入所述泥质含量解释模型获得油水同层的泥质含量V sh；步骤三、建立有效孔隙度解释模型：应用声波时差测井曲线、泥质含量与岩心分析有效孔隙度进行二元线性回归，建立有效孔隙度解释模型：φ＝a·AC+b·V sh+c，有效孔隙度φ为百分数，a、b、c是系数；将读取油水同层的声波时差值AC、步骤二获得的泥质含量值V sh代入有效孔隙度解释模型，获得油水同层的有效孔隙度φ；步骤四、在密闭取心井的油层中建立油层原始含水饱和度模型： 利用束缚水饱和度和空气渗透率的关系建立束缚水饱和度解释模型，即由空气渗透率确定油层原始含水饱和度模型，即物性原始含水饱和度模型：Sw油＝f(K)，式中Sw油是油层原始含水饱和度，单位是百分数，f()是含水饱和度与渗透率之间的经验函数，通常可能是线性函数、幂函数、指数函数或对数函数，具体函数可通过相关系数优选得出，K是空气渗透率，单位是mD：步骤五、建立未取心井油层的原始含水饱和度解释模型： 根据步骤四所述的油层原始含水饱获得常规取心层的含水饱和度，并与有效孔隙度、深侧向电阻率进行二元线性回归，建立了未取心井油层的原始含水饱和度解释模型，即电性原始含水饱和度模型： logS w＝a·logφ+b·logR LLD+c，式中R L L D是深侧向电阻率，单位是Ω·m，a、b、c是系数； 将油水同层视为油层，将读取的本区油水同层的深侧向电阻率R LLD、将根据步骤三所述的有效孔隙度解释模型获得的油水同层的有效孔隙度φ代入未取心井油层的原始含水饱和度解释模型，获得油水同层的“视油层原始含油饱和度”；步骤六、建立多个不同含水率对应的油水同层含水饱和度校正量ΔSw随与视油层原始含水饱和度Sw之间的校正模型：ΔSw＝a·Sw+b，式中油水同层的视油层含水饱和度Sw、油水同层含水饱和度校正量ΔSw均是百分数，a、b是系数；步骤七、获得已试油的油水同层的实际含水油饱和度Sw同层，进而获得含油饱和度So同层：对于已试油的油水同层，根据步骤五获得本层的视油层含水饱和度Sw，并根据试油结果得到含水率，再根据所述含水率选择步骤六中的校正模型获得该含水率条件下油水同层含水饱和度校正量ΔSw，确定油水同层的实际含水油饱和度Sw同层：Sw同层＝Sw+ΔSw，式中油水同层的实际含水饱和度Sw同层是百分数，由于油水同层的含水饱和度和含油饱和度之和为100，进而可以确定油水同层的实际含油饱和度So同层＝100-Sw同层。
油层物理 第四章(饱和度等)
适用于渤海湾下第三系（东营－沙河街组二段）地层的关系式
log S wi 0.36 (1.5 log MD 3.6) log (0.4 0.25)
0.114
适用于大庆油田各主力层系及我国东部地区下第三系中下部 地层的关系式
log S wi 0.36 (1.5 log MD 3.6) log (0.3 0.2)
1
1
Soi Sor 100% Soi
排驱效率的含意可以理解为注水后从孔隙所排驱出的油饱和度占原始油饱和 度的百分数。根据排驱效率的分析，可以判断注水效果，从而针对存在的问 题，制订注水改进措施。
（3）制定开采补充措施：
从油田不同层段或地区所测定的残余油饱和度，经分析就可了解目前油田的 开采现状，对于受开采影响小的所谓“死”油区，增布加密井，以提高石油 的采收率。
S w a log K C a与C为常数， S w含水饱和度， K为渗透率
3、按孔隙度－渗透率－束缚水饱和度的关系计算束缚水饱 和度 对于一个油层，束缚水饱和度，孔隙度与渗透率的变化关 系可用公式
S wi a1 a 2 log K C S wi a1 a 2 2 a3 log K a 4 (log K ) 2 C a1，a 2，a3，a 4，C均为经验常数
第四章
§1
储油（气）岩石流体饱和度和其它物理性质
储油（气）岩石的流体饱和度
一、流体饱和度的概念
某种流体在岩石孔隙中占据空间体积的百分数或小数即为该流体的饱和度。
石油在岩石孔隙中占据空间体积的百分数或小数即为油饱和度（含油饱和度）。 地层水在岩石孔隙中占据空间体积的百分数或小数即为水饱和度（含水饱和度）。 天然气在岩石孔隙中占据空间体积的百分数或小数即为气饱和度（含气饱和度）。
油层物理何更生作业答案_部分
第一章储层岩石的物理特性1、何谓粒度及粒度组成？如何求得？结果又如何表示？答：粒度：岩石颗粒的大小称为粒度，用其直径来表示（单位mm或μm）。
粒度组成：砂岩的粒度组成是指不同粒径范围（粒级）的颗粒占全部颗粒的百分数（含量），通常用质量百分数来表示。
如何求得：通常用筛析法和沉降法来测定粒度及粒度组成。
结果如何表示：粒度组成用列表法和作图法表示，作图法可采用不同的图形来表示粒度分布，如直方图、累积曲线图、频率曲线图等等，矿场上常用粒度组成分布曲线和粒度组成累积分布曲线来表示。
2、如何计算岩石颗粒的直径、粒度组成、不均匀系数和分选系数？答：直径、粒度组成：计算颗粒直径和粒度组成见上题（题1）不均匀系数：累计分布曲线上累积重量60％所对应的颗粒直径d60与累积重量10％所对应的颗粒直径d l0之比，公式为：a=1~20分选系数：用累积重量25％，50％，75％三个特征点将累积曲线划分为四段，特拉斯特取两个特征点定义分选系数为：3、颗粒分布规律曲线与分选系数表明的岩石颗粒特征是什么？答：颗粒分布规律曲线表示出岩石粒度的均匀程度以及颗粒按大小分布的特征。
分选系数定量计算粒度组成的均匀程度或特征，分选系数1~2.5为分选好；2.5~4.5为分选中等；大于4.5为分选差。
4、岩石中最常见的胶结物是哪些？如何划分胶结类型？胶结类型如何影响岩石的物理性质？答：岩石中最常见的胶结物：胶结物的成分最常见的是泥质和灰质，其次为硫酸盐和硅质。
如何划分胶结类型：根据胶结物的成分和含量的多少，生成条件以及沉积后的一系列变化等因素，可划分为基底结胶，孔隙结胶及接触结胶。
胶结类型如何影响岩石的物理性质：胶结类型直接影响岩石的储油物性，胶结物中的敏感性矿物直接影响储油的敏感性5、岩石的绝对渗透率是如何定义的？测定岩石的绝对渗透率的限制条件是什么？如何实现这些条件？答：如何定义：通过达西定律：其中K值仅取决于多孔介质的孔隙结构，与流体或孔隙介质的外部几何尺寸无关，因此称为岩石的绝对渗透率。
特低渗岩性油藏原始含油饱和度的确定方法
化子坪区是非均质性非常强的特低渗岩性油
·6·
10
中 值 半 径/μm
1
0.1
0.01 6
图6
8 10 12 14 16 18 孔 隙 度 /%
喉道中值半径与孔隙度关系图
100
10
压 力/MPa
1
0.1
0.01
0.01
0.1
1
10
100
中 值 半 径 /μm
图 7 喉道中值半径与毛管压力关系图
通过参考邻区，如万 16-万 33（51%）、川口油田 （51%）、子长油田（53.5%）等 井 区 取 值 ，经 分 析 知 它 们的油藏特征相似， 原始含油饱和度变化不会太大， 最后以压汞法求得的原始含油饱和度值为准。
利用压汞法所建立的计算原始含油饱和度 图 版 ， 计 算 了 化 子 坪 地 区 长 6 油 层 226 口 井 568 层的原始含油饱和度。 为了检查所计算原始含油 饱和度的准确性， 将计算值与后来的化子坪钻探 的 一 口 密 闭 取 心 井 （化 500）的 实 际 分 析 的 原 始 含 油饱和度资料进行对比，相对误差为 3.6％，计算 精 度 达 到 了 96.4％。
通过区内岩样的压汞资料， 经 J 函数换算后得 到 J-So 关系图（见图 4），据此拟合出一条有代表性 的平均J 函数曲线。 J 函数是一个无因次量，是含水 饱和度的函数，它与渗透率、孔隙度、界面张力以及 润湿接触角无关。进而，可以把这个函数应用到含有 任何润湿和非润湿流体组合， 具有任何渗透率和孔 隙度的油层毛管压力曲线上，所以 J 函数可用来对毛
参考文献 [1] 陈新民,冯莉,刘万琴.用干馏法测定储 层 束 缚 水 饱 和 度[J].
利用毛管压力资料求取原始含油饱和度
利用毛管压力资料求取原始含油饱和度
刘敬强
【期刊名称】《科技创新与应用》
【年(卷),期】2015(000)028
【摘要】为了获得储层原始含油饱和度信息，通常采用的方法有：取岩心测定、测井解释、毛管压力资料计算等。
作者以XX油田A井的压汞资料为例，根据毛管压力曲线特点，对毛管压力曲线进行分类，然后求取每一类的J函数拟合公式，在此基础上运用含油高度法求取了原始含油饱和度并与阿奇公式的结果进行了对比和分析。
【总页数】1页(P53-53)
【作者】刘敬强
【作者单位】长江大学地球物理与石油资源学院，湖北武汉 430100
【正文语种】中文
【相关文献】
1.用毛管压力资料求取原始含油饱和度的方法
2.利用毛管压力资料计算原始含油(气)饱和度的不确定性分析
3.应用毛管压力资料求取含油饱和度应注意的问题--以济阳坳陷罗家油田为例
4.利用毛管压力资料求原始含油饱和度方法探讨——以绥中36-1油田23井为例
5.基于RQI分类利用毛管压力曲线计算原始含油饱和度
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油层物理 第四章(饱和度等)讲解
饱和度的不同名称
在勘探阶段（油藏还没有投入开发以前）所测的流 体饱和度
原始含油饱和度 原始含气饱和度
在开发阶段测定的流体饱和度
含油饱和度 目前含油饱和度
含气饱和度 目前含气饱和度
原始含水饱和度 束缚水饱和度பைடு நூலகம்
含水饱和度 目前含水饱和度
到开发后期，剩留油在油层内不可流动时。
剩余油饱和度 残余油饱和度
二、影响储油（气）岩石流体饱和度的因素
0.1
(0.3 0.2)
适用于渤海湾盆地上第三系地层（强亲水性，胶结疏松砂岩） 的关系式
log Swi 0.18 (1.5log MD 3.6) log 0.18
(0.3 0.2)
（2）适用于低孔隙度（<20％）砂岩储层的通式
log(1
S wi
)
B0
第四章 储油（气）岩石流体饱和度和其它物理性质
§1 储油（气）岩石的流体饱和度
一、流体饱和度的概念
某种流体在岩石孔隙中占据空间体积的百分数或小数即为该流体的饱和度。
石油在岩石孔隙中占据空间体积的百分数或小数即为油饱和度（含油饱和度）。 地层水在岩石孔隙中占据空间体积的百分数或小数即为水饱和度（含水饱和度）。 天然气在岩石孔隙中占据空间体积的百分数或小数即为气饱和度（含气饱和度）。
（1）储油（气）岩石的孔隙结构和渗透性：储油（气）岩石的孔 隙结构和渗透性是影响油气饱和度的关键因素。一般来说，孔隙半径 大、孔喉比值小、孔隙配位数大（孔隙连通系数接近1）、孔隙曲折 度小、孔隙内壁光滑，那么岩石渗透性好，油气排驱水的阻力就小， 因而油气饱和度就高，反之就低。
（2）储油（气）岩石的表面性质：储油（气）岩石颗粒较粗、比 面小，那么颗粒表面吸附水就少，残余水饱和度低，这样油气饱和度 就高；相反油气饱和度就低。除此，岩石润湿性也影响着油气饱和度， 譬如亲水的岩石，油气就难将水排出，因而油气饱和度就低；相反， 亲油的岩石，油气就易将水排出，使得油气饱和度增高。
第四章 水驱油理论基础
（4-1）
式中 K―岩石的绝对渗透率，10-3μm2； Krw―水的相对渗透率，10-3μm2； Kro―油的相对渗透率，10-3μm2；
w ―水的粘度，mPa·S；
79
o ―油的粘度，mPa·S；
A―地层的横截面积，m2。 在这个横截面上的含水率 fw 为：
fw
qw q w qo K rw w K rw w K ro o
dp ，则该截面上水的渗流速度(percolation flow velocity)乘上截面 dx
积 A，就应等于水的流量 qw，根据达西定律有：
q w KA
K rw dp w dx
同一截面上不考虑毛管压力，油水两相的压力梯度是一样的，油的流量 qo 应为：
qo KA
K ro dp o dx
这条直线与 f w 1 的水平线的交点的横坐标是
S w S wi
1 f wf
（4-22）
它正好就是前缘后的平均含水饱和度。 求前缘后平均含水饱和度的方法就是将求前缘 饱和度所做的含水率曲线的切线延长到与含水率等于百分之百的水平线相交，这个交点所 对应的饱和度就等于前缘后的平均含水饱和度（见图 4-4） 。前缘后平均含水饱和度与原始 含水饱和度的差值除以原始含油饱和度就是驱油效率。 出口端见水后地层内平均含水饱和度的求法与见水前类似。 先由以孔隙体积倍数为单 位的累积注水量求出 f wL ，由 f wL 从图（4-2）查出相应的 SwL，然后在含水率曲线上对 应 SwL 点做切线，该切线与含水率等于百分之百的水平线的交点所对应的含水饱和度就是 此时的平均含水饱和度。 驱油效率是在相对渗透率曲线一定，油水粘度比一定，均质水平地层的条件下，假设 油水接触面均匀推进得到的最高采收率。如果不采取提高采收率的措施，驱油效率是采收 率的极限。 油藏形状很复杂，布井方式也是各种各样的，实际油藏内的流动形式往往与平面一维
利用沃尔公式确定原始含油饱和度的方法_刘洁
珔 ＝－ ２ 珚 ＝０ 珡 ＝ ． ０ ０ ８ ７、 ｂ ． ２ ８ ３ １、 ． １ ２ ６ ５、 Ｋ 将ａ 珔＝０ Φ 珚ｗ ） 得实验室平均毛管压力 ０ ． ８ ２ ３ ３、 Ｓ ． ３ ０ １ ３代入式 （ ６ ｉ ＝０
曲线的表达式为 ： ２ ． ２ ８ ３ １ － 珚ｃ（ （ ＳＨｇ）＝ ０ ． ０ １ ７ ５ ０ ． ６ ９ ８ ７－ＳＨｇ） Ｐ
图 １ ５ 个样品的毛管压力曲线
） 、（ ） 计算不同岩样在每个测压点的 Ｊ（ ） 首先根据式 （ 和ＳｗＤ 值 ， 再根据式 （ 利用Ｊ（ 和 ２ ４ ＳｗＤ ） ３ ＳｗＤ ） 珔值 。 ） 所示 ， 可知样品１ 的 并进一步得到ａ 样品１的Ｊ 函数拟合如图２ （ ＳｗＤ 计算每一个岩样的ａ、 ｂ值 ， ｂ ａ 珔、
表 １ ５ 块岩样的压汞资料综合数据
样品编号 １ ２ ３ ４ ５ 几何平均
Φ
０ ． １ ０ ７ ０ ． １ ２ ８ ０ ． １ ２ ４ ０ ． １ ４ ７ ０ ． １ ３ ０ ． １ ２ ６ ５
Ｋ ２ ／ ｍ μ ０ ． ２ ４ ０
０ ． ２ １ ０ ０ ． ３ ８ ０ １ ６ ． ６ ０ ０ １ ． １ ９ ０ ０ ． ８ ２ ３ ３
［］ 饱和度 ＳｗＤ 的函数 ， Ｊ 函数和毛管压力 Ｐｃ 的关系式 １ 如下 ：
３ １ ． ６ ２ Ｋ Ｐｃ ｃ ｏ ｓ σ θ Φ ２ ／ ； ； （ ） 。 式中 ， ｍＮ ｍ； Ｋ 为渗透率 ， ｍ Ｐｃ 为毛管压力 ， ＭＰ ａ ° σ 为界面张力 ， Φ 为孔隙度 ； θ 为润湿角 ， μ
：１ ／ ｄ ｏ ｉ ０ ． ３ ９ ６ ９ １ ４ ０ ９ ． ２ ０ １ １ ． ０ ５ ． ０ １ ７ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ３ － ｊ
利用毛管压力资料计算原始含油气饱和度的不确定性分析
收稿日期:2005-05-20作者简介:李久娣(1970-),女,安徽宁国人,油藏工程师,硕士,现从事油气田开发研究工作。
文章编号:1008-2336(2005)04-0011-06利用毛管压力资料计算原始含油(气)饱和度的不确定性分析李久娣,严 涛,赵天沛(中国石化上海海洋油气分公司,上海200120)摘 要:文章介绍了一种利用毛管压力资料计算原始含油(气)饱和度的方法,在此基础上从多个方面对其不确定性进行了深入的分析,揭示了饱和度计算中存在的不确定性对于储层评价的影响,进而对储量计算、开发方案、工程方案的影响,最终成为项目开发的风险(或机遇),从而揭示了不确定性分析在油(气)田勘探开发中的重要性。
关键词:原始含油(气)饱和度;不确定性分析;毛管压力中图分类号:T E311 文献标识码:A1 引言 储层原始含油(气)饱和度是评价储层的重要参数之一。
得到储层原始含油(气)饱和度的方法可以有很多种,包括密闭取芯直接测定方法,测井解释方法及毛管压力计算方法。
其中利用毛管压力资料计算原始含油(气)饱和度,亦有多种方法可以实现。
其原理不是特别复杂,计算方法也不是特别繁琐,尤其在得益于功能强大的计算机以及各种先进的计算机软件的辅助之后,其复杂过程大大简化。
但就在这并不复杂的原理与不烦琐的计算过程中,却包含着多重不确定性。
2 计算方法2.1 基本原理本次利用毛管压力资料计算地层原始含油(气)饱和度的原理仍然是基于毛细管理论,即将油藏流体流动的孔道简化成毛细管,因而将储层岩石看成是一个相互连通的毛细管网络,油藏流体基本流动空间是毛细管(见岩石-毛细管模型图1[1]。
)图1 岩石-毛细管模型Fig .1Rock -capillary model(a )真实岩石(real rock );(b )假想岩石(hypo thetic rock )·11· 第25卷 第4期 海 洋 石 油 在毛细管理论的基础上推导得到以下油(气)柱高度的计算公式[1]: h =P c R (ρw -ρo (ρg))g (1)式中P cR —油藏条件下油(气)水系统的毛管力,Pa ;ρw ,ρo ,ρg —油藏条件下水、油、气的密度,kg /m 3;g —重力加速度,m /s 2;h —毛管中水柱上升高度,m 。
复杂油层储量评价中原始含油饱和度的精度提高
复杂油层储量评价中原始含油饱和度的精度提高王天煦（吉林油田公司勘探开发研究院，吉林，松原，138000）【摘要】对于地质条件比较差，储层特征复杂的油藏，以岩心和测井分析资料为基础，从微观和宏观入手，深入分析储层特征复杂的机理，油水关系复杂的成因。
在此基础上，建立不同储层地球物理特征不同响应特征，分析影响原始含油饱和度的各类因素，进而通过实际工作验证，找到尽量消除各类影响计算精度的方法，实现在复杂油层储量评价中，尽可能提高原始含油饱和度的精度。
【关键词】储层特征复杂；孔隙结构；厚度校正；岩电参数；饱和度计算精度；储量评价 引言油藏原始含油饱和度是在原始状态下储集层中石油体积占有效孔隙体积的百分数。
它是计算石油储量、评价油层产能和编制开发方案的重要参数。
在实际工作中，我们应用大量的试油试采、岩心化验分析以及测井数据等，建立解释模型，求取原始含油饱和度。
随着地质条件越来越复杂，求准原始含油饱和度的难度也越来越大，本文针对复杂地质条件下影响含油饱和度计算的各类因素进行研究分析，力求消除各类影响，提高油藏原始含油饱和度的解释精度。
1 复杂油层影响含油饱和度计算的因素 在计算含有饱和度时，我们常用经典的阿我们在求取上面的公式中的参数时，发现随着储层条件的不同，通过实验获得的这些参数偏差很大，导致计算饱和度结果误差很大。
通过大量实际工作研究总结，认为与岩石、流体相关的各类参数很难求准原因有以下几个方面。
1.1复杂孔隙结构影响储层岩电特征。
地层因素F 是度量地层孔隙度（φ）的大小与孔隙结构的复杂状况影响地层电阻率程度的重要参数，其选值是否合理，直接关系到饱和度参数解释精度。
在岩石物理实验的基础上，加强对地层因素F 与储层孔隙度、渗透率（孔隙结构）的关系研究。
建立了F-φ、F-k 关系图(图1a、图1b)，分析结果，我们对储层孔隙度和渗透率（孔隙结构）对地层因素的影响有了更加深入的认识。
05010015020025030000.020.040.060.080.10.120.140.160.180.20.220.24φF图1a ×油田F-Φ关系图501001502002503000.010.1110100k（mD）图1b ×油田F-K 关系图从F-k 关系图中可以看出，在k 较大条件下，F 与k 呈线性较好的反比例关系；而 当k 值较小时，虽然总体上F 随k 的减小而增大，但已呈现为一发散的区间，线性关系消失了。
新碳氧比求含油饱和度的方法
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则地层中碳和 和氧的原子密度分别为 $ M和$ N! 氧的原子密度比为 ’ " ( ( M N# $ 7 6$ M N U
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式中 ’ #* 8* :* < 为 待 定 常 数! # 为单位体积油中 碳原子数 % 8 为单位 体 积 岩 石 骨 架 中 碳 原 子 数 %
" 西安石油大学 !陕西 西安 !* # " ) ) < =
摘要 ! 基于新碳氧比和常规碳氧比值及地层孔隙度 值 ! 分 别 采 用 求 含 油 饱 和 度 的 新 方 法 和 常 规 方 法! 计 算含油饱和度随地层深度的变化曲线和数值 $ 比较 所 得 结 果 得 出 ! 用新碳氧比和新的求含油饱和度方 法的计算结果与实际测量值一致 ! 是目前结合最好的求含油饱和度的方法 $ 关键词 ! 新碳氧比 %含油饱和度 %能谱测井 中图分类号 ! " # 9 0 " =% 9 0 " ( "!!! 文献标识码 ! " ) ) ) > < ? @ " ( ) ) * ) " > ) " ) ? > ) ! +!!! 文章编号 !
利用阿尔奇公式计算地层饱和度
利用阿尔奇公式计算地层饱和度电阻率测井在早期一直无法用于定量计算，而阿尔奇公式的发表则改变了这一问题。
为了验证阿尔奇公式的可行性，本文研究了阿尔奇公式的基本内容及其公式形式，并对实际测井数据进行了计算，求出了各层位的含水饱和度。
通过与实际解释结果进行对比，表明，阿尔奇公式在测定地层饱和度方面是可行的。
标签：阿尔奇公式电阻率测井定量计算含水饱和度0引言目前，阿尔奇公式是利用测井资料定量计算含油饱和度的基础性的公式。
在阿尔奇公式发表之前，由于缺少一个能将地层的电阻率和地层中的含油气状态联系在一起的定量公式，所以电阻率测井资料只被用于对地层进行定性划分。
在当时，如果要对油气储集层进行定量评价，只有进行岩心分析这一个途径。
岩心分析是个既费时间又消耗很大成本的工作。
为了能得到相应数据必须首先在灌有油基泥浆的井中采岩心，然后再在实验室中进行含水饱和度方面的分析。
阿尔奇公式的发表使情况发生了根本性的变化，其主要具有以下几个优点[1-2]：（1）阿尔奇公式在形式上的简洁性给予了测井解释工作者以很大的方便。
（2）电阻率测井是一种耗费远远小于岩心测试的地球物理方法，具有简单和轻便的特点。
（3）把岩石的电阻率表示成为了孔隙度、含水饱和度及孔隙流体电阻率的函数。
利用阿尔奇公式可以直接从观测到的电阻率数据中求出岩石的含水饱和度。
因此，如果在解决实际问题的过程中掌握了孔隙度、胶结指数、饱和度指数以及孔隙水的导电性，则可以根据所测量的电阻率先求出含水饱和度，然后再根据流体饱和度的约束条件求出含油（气）饱和度值。
换句话说，阿尔奇公式是联系测井或实验室岩心观测数据和地层参数的一座桥梁。
本文研究了阿尔奇公式的基本内容，并利用该公式对实际电阻率测井进行了计算，求出了各层位的含水饱和度，验证了阿尔奇公式的可行性。
1电阻率测井简介电阻率测井（resistivity logging）是根据岩层或矿体与围岩电阻率的差别研究钻孔地质剖面的方法。
利用核磁毛管压力曲线预测油藏原始含油饱和度
利用核磁毛管压力曲线预测油藏原始含油饱和度肖亮，毛志强，刘卫中国石油大学（北京）资源与信息学院，北京（102249）E-mail ：nmrlogging@摘 要：油藏原始含油饱和度是指在原始状态下储集层中油的体积占有效孔隙体积百分比。
它是评价油层产能、计算石油储量和编制开发方案的重要参数。
目前含油饱和度的主要预测方法包括岩心直接测定法、间接确定法和毛管压力曲线预测方法。
本文简要的讨论了这几种方法，叙述了这几种方法在实际应用中可能存在的一些问题。
提出了利用核磁毛管压力曲线确定油藏原始含油饱和度的新方法。
分析了其特点及应用前景，通过实际应用发现效果良好。
关键词：含油饱和度，核磁毛管压力曲线，预测1. 前言油藏原始含油饱和度是评价油层产能、计算石油储量和编制开发方案的重要参数。
目前, 国内外确定含油饱和度的方法主要有: ①利用油基泥浆或密闭取心井直接测定岩心含油饱和度；②利用测井资料解释；③利用毛管压力曲线解释。
岩心直接测定方法[ 1 ]是对用油基泥浆取心或密闭取心方式取到的岩心进行直接测定, 得到储层原始含油饱和度。
由于该方法要求被测定的岩心必须保持地下原始状态, 所以实现起来比较困难。
要求岩心满足失水等于零, 这在实际工作中很难满足, 同时该方法所需要的费用较高，不便于在实际中使用，因此一般利用岩心直接测定储层原始含油饱和度的资料不太多。
间接确定法主要包括两种：（1）直接建立岩心测量的含油饱和度与储层物性参数之间的对应关系，求取储层的含油饱和度；（2）阿尔奇公式法，该方法主要是利用实验确定出储层的岩电参数，地层水电阻率等参数，根据经典的阿尔奇公式计算含油饱和度。
前一种方法主要受制于岩心实验的困难，不能广泛的使用，而阿尔奇公式法是测井分析家们普遍使用的方法。
该方法的主要优点是参数求取不太困难。
但是在低电阻率油层，由于各种原因导致测量的地层电阻率普遍偏低，使得该方法失去了其应有作用。
目前使用最多的是毛管压力曲线方法，该方法的主要原理是利用油气在运移过程中由于与油水界面的高度差所产生的浮力不断克服毛管压力达到平衡。
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ｃ ｏ ｓ σ θ Ｒ Ｒ （ （ ） Ｐｃ） ７ Ｌ ｃ ｏ σ θ Ｌ ｓ Ｌ ／ ； 因为实验室条件下 （ 空气 －汞系统 ） 的界面张力σ 接触角θ 地层条件下 （ 油 －水 ｍ， ４ ０ ° ８ ０ ｍＮ Ｌ ＝４ Ｌ ＝１ ／ ， 接触角θ 可知将实验室内平均毛管压力 （ 系统 ）的界面张力σ ０ ｍＮ ｍ， ０ ° Ｐｃ） Ｒ ＝３ Ｒ ＝３ Ｌ 换算为油藏条件
珔 ＝－ ２ 珚 ＝０ 珡 ＝ ． ０ ０ ８ ７、 ｂ ． ２ ８ ３ １、 ． １ ２ ６ ５、 Ｋ 将ａ 珔＝０ Φ 珚ｗ ） 得实验室平均毛管压力 ０ ． ８ ２ ３ ３、 Ｓ ． ３ ０ １ ３代入式 （ ６ ｉ ＝０
曲线的表达式为 ： ２ ． ２ ８ ３ １ － 珚ｃ（ （ ＳＨｇ）＝ ０ ． ０ １ ７ ５ ０ ． ６ ９ ８ ７－ＳＨｇ） Ｐ
２ ０ １ １年５月
图 ４ 苏 １ ０ ３ ２ ５ ０ Ｈ 井分段压裂设计裂缝位置图 － －
第８卷 第５期
刘洁等 ： 利用沃尔公式确定原始含油饱和度的方法
·５ ３·
ＳｗＤ ＝
（ ｍ ａ ｘ ＳＨｇ） －ＳＨｇ （ ｍ ａ ｘ ＳＨｇ） 定义 Ｓｗ ｉ 为岩样的束缚水饱和度 ： （ ａ ｘ ＳＨｇ） Ｓｗ ｉ ＝ １－ ｍ ） 、 ）以及岩心的标准化饱和度 ＳｗＤ 可以得到毛管压力 Ｐｃ 与汞饱和度 ＳＨｇ 的关系 ： 由式 （ 式（ ２ ３
珚ｃ（ 给 定不同的 ＳＨｇ 值 ， 即可求得相应的 Ｐ 值。 再将其 ＳＨｇ） 转换为油藏平均毛管压力曲线 ， 如图 ３ 所示 。
将孔喉半径和累积渗透能力随汞饱和度的增加的变 化情况绘制于图 ４， 图中虚线标记为最终累积渗透能力
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长江大学学报 （ 自然科学版 ）
油藏的原始含油饱和度是指原始条件下储集层中油的体积占有效孔隙体积的百分比 。 确定油藏原始 含油饱和度的方法很多 ， 例如岩心直接测定方法 、 测井解释法和毛管压力曲线计算方法等 。 下面 ， 笔者 在研究各种已有方法的基础上 ， 结合研究区的地质背景条件 ， 选择利用沃尔公式确定研究区的原始含油 饱和度 。
（
）槡
尔公式法是以等孔隙体积增量为基础 ， 计 算 每 一 个 孔 隙 体 积 间 隔 中 的 渗 透 能 力 贡 献 值 Δ Ｋｉ 及 累 积 渗 透 当最终累积渗透能力 Σ 能力Σ Ｋ， Ｋ 达到 ９ ９ ． ９％ 时 ， 所 对 应 的 孔 喉 半 径 就 是 最 小 流 动 孔 喉 半 径 ， 同 时 对 应的进汞饱和度即为该区的原始最大含油饱和度 。 沃尔公式法如下 ：
［］ 饱和度 ＳｗＤ 的函数 ， Ｊ 函数和毛管压力 Ｐｃ 的关系式 １ 如下 ：
３ １ ． ６ ２ Ｋ Ｐｃ ｃ ｏ ｓ σ θ Φ ２ ／ ； ； （ ） 。 式中 ， ｍＮ ｍ； Ｋ 为渗透率 ， ｍ Ｐｃ 为毛管压力 ， ＭＰ ａ ° σ 为界面张力 ， Φ 为孔隙度 ； θ 为润湿角 ， μ
ｉ＝１
）按式 （ ）计算第ｉ 个节点对应的区间渗透能力贡献值Σ 直到 Σ ５ ９ Ｋｉ 以及对应的累积渗透能力Σ Ｋ， Ｋ 。 为止 ０ ０％ ＝１ ）从步骤５ ） 求出的结果中找到第１个满足Σ 则该值所对应的ｒ ６ Ｋ ≥９ ９ ． ９％ 的Σ Ｋ 值， ｉ 即为油的最小 流动孔喉半径 ， 对应的 ＳＨｇ ｉ 即为所求的最大原始含油饱和度 。
（ ｍ ａ ｘ ＳＨｇ） ／％ ６ ９ ． ６ ４ ６ ６ ７ ． ６ ３ ４ ６ ６ ． ６ ９ ３ ７ １ ． ９ ４ ７ ７ ２ ． ９ ２ ８ ６ ９ ． ７ ２ ８ ４
Ｓｗ ｉ ／％
３ ０ ． ３ ５ ４ ３ ２ ． ３ ６ ６ ３ ３ ． ３ ０ ７ ２ ８ ． ０ ５ ３ ２ ７ ． ０ ７ ２ ３ ０ ． １ ３ ４ ８
：１ ／ ｄ ｏ ｉ ０ ． ３ ９ ６ ９ １ ４ ０ ９ ． ２ ０ １ １ ． ０ ５ ． ０ １ ７ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ３ － ｊ
利用沃尔公式确定原始含油饱和度的方法
） 长江大学地球科学学院 ， 湖北 荆州 ４ ３ ４ ０ ２ ３ 刘 洁 ，包世界 （ ） 北京侏罗纪软件股份有限公司 ， 北京 １ ０ ０ ０ ８ ３ 包 婷 （
２ 实例分析
根据以上算法分析编制了计算机程序 。 以中国某油藏毛管压力曲线的实际处理以及用沃尔公式法确
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长江大学学报 （ 自然科学版 ）
２ ０ １ １年５月
定最大含油饱和度的过程进行实例应用 。 研究数据包括 ５ 块岩样在不同压汞毛管压力下的汞饱和度和压汞综合数据 ， 如表 １ 所示 。 由于数据 量较大 ，５ 块岩样在 ３ ０ 个压力点对应的汞饱和度 ， 在此不列出具体数值 。５ 块岩样的毛管压力曲线如图 １ 所示 。
、 ｂ、 ａ ｂ 的值 表２ ５ 个岩样的毛管压力曲线的 ａ、 珔
样品编号 １ ２ ３ ４ ５ 算数平均
珔） ａ（ ａ
０ ． ０ ０ ４ ５ ０ ． ０ ０ ４ ７ ０ ． ０ ０ ５ ２ ０ ． ０ ２ １ ４ ０ ． ０ ０ ７ ８ ０ ． ０ ０ ８ ７
（ ） ｂ ｂ －２ ． ３ ６ ４ ７ －２ ． ２ ７ ６ ４ －２ ． ３ ３ ８ －２ ． ２ ５ ５ ７ －２ ． １ ８ ０ ５ －２ ． ２ ８ ３ １
２ （ ） ２ ｉ－１ ｒ ｉ
ｎ
Ｋｉ ＝ Δ
ｎ
０ ０％ Σ Ｋ＝ ×１
２ ｉ
ｉ＝１
） ２ ｉ－１ ｒ （
ｉ＝１
ΔＫ
ｉ
（ ） ９
式中 ， 沃尔公式法的计算步骤如下 ： ｒ ｉ 表示相应的孔隙半径 。 ）设定汞饱和度 ＳＨｇ 的计算起始值为零 ， （ ） 。 确定取值步长 ｓ 如ｓ １ ｔ ｅ ｔ ｅ ． ０ ２ ｐ ｐ＝ ０ 珚 ）根据式 （ ）计算不同的 ＳＨｇ ２ ８ ｉ 所对应的 Ｐｃ ｉ 值。 ［ １］ 珚 ） 计算孔喉半径ｒ ３ 将 Ｐｃ ｉ 代入表示毛管半径与毛管压力的关系式 ｉ：
３ － 珚ｃ ／ ｒ ０ ｃ ｏ ｓ Ｐ σ θ ｉ ＝ ２×１ ｉ ： 油藏条件下 ， 半径ｒ 可表示为 ｉ 珚ｃ ／ ｒ ． ０ ５ １ ７ ４ ３ Ｐ ｉ ＝０ ｉ
（ ） １ ０
ｎ
２ ２ ）计算第ｉ 个步长节点ＳＨｇ ） ） 其中 ， ４ ２ ｉ－１ ｒ ２ ｉ－１ ｒ ｎ 为划分最大区间个数 。 ｉ 对应的 （ ｉ 值以及 ｉ， （
ａ、 ｂ 值分别为０ ． ０ ０ ４ ５ 和 －２ ． ３ ６ ４ ７。 对所有岩样进行相同计算 ， 得到的样品２ 至样品４ 的Ｊ 函数拟合如图 珔 值列于表 ２ 中 。 ）～ （ ） 所示 ， 所有岩样 Ｊ 函数曲线的ａ、 以及平均值ａ ２（ ｂ ｅ ｂ值， ｂ 珔、
图 ２ 各样品的 Ｊ 函数拟合
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长江大学学报 （ 自然科学版 ） ２ ０ １ １年５月 第８卷 第５期 ） Ｍ Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｙ ａ ｎ ｔ ｚ ｅ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ Ｎ ａ ｔ Ｓ ｃ ｉ Ｅ ｄ ｉ ｔ ａ ． ２ ０ １ １，Ｖ ｏ ｌ ． ８Ｎ ｏ ． ５ ｙ ｇ ｙ（
（ ） ４
ｂ １－ＳＨｇ －Ｓｗ ｉ Φ （ ） ５ １－Ｓｗ Ｋ ｉ 对所有的样本计算常数 ａ、 从而建立具有代表性的平均毛管压 ｂ、 Ｋ 和Ｓｗ Φ、 ｉ 的算术平均或几何平均 ，
ＳＨｇ）＝ １ １ ． ６ ３ ａ Ｐｃ（
（ （
）槡 ）槡
１－ ４］ ： 力与汞饱和度的关系曲线 ［
ｂ 珚ｗ 珚 １－ＳＨｇ －Ｓ ｉ Φ 珚ｃ（ （ ） ＳＨｇ）＝ １ １ ． ６ ３ ａ ６ Ｐ 珔 珚 珡 １－Ｓｗ Ｋ ｉ ） 式中 ， 变量上的上划线表示对应变量的几何平均或者算术平均 。 给定不同的ＳＨｇ 值 ， 由式 （ 可求得相应的 ６ 珚 （ ） ， ， 。 值 将两者的相应数值绘于直角坐标系上 便可得到具有代表性的实验室平均毛管压力曲线 将 Ｐｃ ＳＨｇ
李映艳 涂杰勇 龚 敏
（ ） 长江大学地球科学学院 ， 湖北 荆州 ４ ３ ４ ０ ２ ３ （ ） 北京侏罗纪软件股份有限公司 ， 北京 １ ０ ０ ０ ８ ３ （ ） 中石油冀东油田分公司 ， 河北 唐山 ０ ６ ３ ５ ０ １
［ 摘要 ］ 评价储层的重要指标之一就是储层的原始含油饱和 度 。 以 平 均 毛 管 压 力 曲 线 为 基 础 ， 探 讨 了 采 用 沃尔公式法确定储油层油的最小流动 孔 喉 半 径 ， 从 而 确 定 油 的 最 大 含 油 饱 和 度 的 方 法 ， 并 结 合 中 国 某 油 藏的实际压汞资料数据 ， 详细介绍该方法的实施过 程 。 实 例 分 析 表 明 ， 该 方 法 能 够 有 效 地 计 算 该 地 区 的 原始含油饱和度 。 ［ 关键词 ］ 毛管压力曲线 ； 原始含油饱和度 ； Ｊ 函数 ； 沃尔公式 ［ 中图分类号 ］Ｐ ６ １ ８ ． １ ３ ［ ）０ 文献标识码 ］Ａ ［ 文章编号 ］１ ６ ７ ３ １ ４ ０ ９（ ２ ０ １ １ ５ ０ ０ ５ ２ ０ ３ － － －
１ 原始含油饱和度的求取
１ ． １ 平均毛管压力曲线的计算原理 因为汞不润湿岩石 ， 可作为非润湿相 ， 因此可以用压汞法 （ 即在高 压 条 件 下 把 汞 压 入 岩 石 样 品 中 ） 求出与之平衡的毛管压力和压入汞的体积 ， 得到毛管压力和岩样的含汞饱和度关系 （ 即岩样的毛管压力 。 曲线 ） 利用 Ｊ 函数处理是获得平均毛管压力资料的经典方法 。 是关于岩心的标准化 Ｊ 函数是一个无因次量 ，
（ ） ＳｗＤ ）＝ ａ Ｓｂ ３ Ｊ（ ｗ Ｄ 、 。 不同的岩样具有不同的ａ ｂ 值 岩心的标准化饱和度 ＳｗＤ 表示了岩样在所有压力点下的汞饱和度 ＳＨｇ （ （ ： 的最大值 ｍ ａ ｘ ＳＨｇ）与其在每个压力点下的 ＳＨｇ 之差除以 ｍ ａ ｘ ＳＨｇ）