储层岩石流体的饱和度

储层岩石流体的饱和度

储层岩石流体的饱和度

摘要:储层岩石流体的饱和度在油气田开发过程中具有十分重要的意义，例如计算地层的原始地质储量，目前地层的可开采储量，通过观测剩余油饱和度分布图来查看地层剩余油的分布等。本文主要介绍了各流体饱和度的定义，以及测饱和度的三种方法：蒸馏抽提法，常压干馏法，色谱仪法。 关键字：饱和度，蒸馏抽提法，常压干馏法，色谱仪法

1流体饱和度的定义

储层岩石孔隙中充满一种流体时，孔隙中饱含该流体，则称饱和了一种流体。当储层岩石孔隙中同时存在多种流体（原油、底层水、天然气）时，岩石孔隙被多种流体所饱和，某种流体所占的体积百分数称为该种流体的饱和度。

1.1饱和度、含水饱和度、含气饱和度

根据上述定义，储层岩石孔隙中油、水、气的饱和度可以分别表示为：

o o o p b V V S V V φ

== (1) w w w p b w

V V S V V φ== (2) g

g g p b V V S V V φ== (3)

式中：o S 、w S 、g S ——含油饱和度、含水饱和度、含气饱和度；

o V 、w V 、g V ——油、水、气体在岩石孔隙中所占体积；

p V 、b V ——岩石孔隙体积和岩石视体积；

φ——岩石的孔隙度，小数。

根据饱和度的概念，o S 、w S 、g S 三者之间有如下关系：

1o w g S S S ++≡ (4)

当岩石中只有油、水两相，即0g S =时，o S 、w S 有如下关系：

1o w S S += (5)

1.2 原始含水饱和度——束缚水饱和度

油藏投入开发前，并非孔隙中100%含油，而是一部分孔隙被水占据。所谓原始含水饱和度(wi S )是油藏投入开发前储层岩石孔隙空间中原始含水体积wi V 和岩石孔隙体积p V 的比值，即：

wi wi p

V S V = (6) 大量的现场取心分析表明。即使是纯油气藏，其储层内部都会含有一定数量的不流动水，称之为束缚水。束缚水一般存在于砂粒表面、砂粒接触处角隅或微毛管孔道中。束缚水的存在与油藏的形成过程有关；在水相中沉积的砂岩层，起初孔隙中完全充满水；在原油运移、油藏形成过程中，由于毛细管作用和岩石颗粒表面对水的吸附作用，油不可能将水全部驱走，一些水残存下来，从而在油藏中形成束缚水。

不同油藏由于其岩石流体性质不同，油气运移条件有差异，束缚水饱和度的大小差别很大，一般来说在20%—50%之间。粗粒砂岩、粒状孔洞灰岩以及所有大孔隙岩石的束缚水饱和度较低，而粉砂岩、泥质岩较多的低渗砂岩的束缚水饱和度较高。油藏原始含水饱和度的名称较多，又称作共存水饱和度、残余水饱和度、束缚水饱和度、原生水饱和度，封存水饱和度、不可再降低的水饱和度、临界饱和度或平衡饱和度等。

1.3 原始含油饱和度

地层中原始状态下含油体积oi V 与岩石孔隙体积p V 之比称为原始含油饱和度：

oi oi p

V S V = (7) 此时，含水饱和度称为原始含水饱和度，当已知原始含水饱和度wi S 时，可得：

1oi wi S S =- (8)

原始含油饱和度主要受储层岩石的孔隙结构及表面性质的影响，通常情况下，岩石颗粒越粗，则比面越小，孔隙、吼道半径越大，相应的孔隙连通性好，渗透率高，油气排驱水阻力小，含油饱和度就越高，束缚水饱和度也就越低。

原油性质对饱和度也有影响。对于粘度较高的油，由于排水动力小，原油难以进入到孔隙中，因此残余水饱和度高，含油饱和度低。

1.4 当前油、气、水饱和度

油田开发一段时间后，地层孔隙中含油、气或水饱和度为当前含油、气或水饱和度，简称含油饱和度、含气饱和度或含水饱和度。

1.5 残余油饱和度与剩余油饱和度

进过某一采油方法或驱替作用后，仍然不能采出而残留于油层孔隙中的原油称为残余油，其体积在岩石孔隙中所占体积的百分比称为残余油饱和度。可以理解，驱替结束后残余油是处于束缚状态、不可流动状态的。

剩余油主要指一个油藏经过某一采油方法开采后，仍不能采出的地下原油。一般包括驱油剂波及不到的死油区内的原油及驱油剂（注水）波及到了但仍驱不出来的残余油两部分。剩余油的多少取决于地质条件、原油性质、驱油剂种类、开发井网及开采工艺技术，通过一些开发调整措施或增产措施后仍有一部分可以被采出。剩余油体积与孔隙体积之比称为剩余油饱和度。

对于气藏，类似地有原始含气饱和度、当前含气饱和度、残余油饱和度。

2 油、气、水饱和度的测定

目前，确定储层流体饱和度的方法很多：

（1）物理方法：包括常规岩芯分析方法（常压干馏法、蒸馏抽提法、色谱法等）和专项岩芯分析方法（由相对渗透率曲线或毛管压力曲线确定油水饱和度）

（2）测井方法：脉冲中子俘获测井、核磁测井等方法，可以测定井周围地层的流体饱和度。

（3）经验统计公式或经验统计图版法：粗略估算原始含水、含油饱和度。

下面介绍国内外最常用的几种方法：蒸馏抽提法、常压干馏法和色谱法。

2.1 蒸馏抽提法

该方法的实质是抽提岩芯中的水，通过测定含水饱和度而确定原始含油饱和度。原理为：称取含油岩样质量后，将岩芯放入测定仪的微孔隔板漏斗中；加热烧瓶中的溶剂，使岩样中的水份蒸馏出来，经冷凝管冷凝后汇集在水计量管中，从水计量装置中直接读出水的体积。岩样孔隙体积可以利用气体孔隙度仪或液体饱和法测出。进而可以根据定义求出含水饱和度。

油、水体积也可按质量求得：实验过程前后，分别测出岩芯原始的质量1w 和岩芯经过抽提、洗净、烘干后的质量2w ，将抽提出的水体积w V 转换成质量w w ，则油的体积为：

()12/o w o V w w w ρ=-- (9)

含油饱和度为：

12100%w o p o

w w w S V ρ--=

⨯ (10) 含气饱和度可按下式计算： 1()g o w S S S =-+ (11)

溶剂抽提法具有岩芯清洗干净、方法简单、操作容易、水体积测量准确等优点。一