特低渗岩性油藏原始含油饱和度的确定方法

法求准油水同层的饱和度， 如何计算这类油藏原始 含油饱和度，是储量参数研究的难题。
1 实例研究
1.1 密闭取心法求取原始含油饱和度
在岩心直接测定原始含油饱和度资料不多的情 况下， 利用岩心直接测定部分井的储层原始含油饱 和度与储层物性资料， 研究储层参数与含油饱和度 的关系不失为一种有效的途径。 密闭取心资料和物 性资料求取含油水饱和度是当前我国确定原始含油 饱和度最准确的方法之一， 是其他间接方法的基础
·4·
梁英， 武富礼，杜彦军，朱海涛：特低渗岩性油藏原始含油饱和度的确定方法
9.56%，应用 φ—Sw 关系曲线进行失水校 正 ，从 φ— Sw 关系图上得出平均含水饱和度为 50.5%， 平均原 始含油饱和度为 49.5%。
从图 1 中看出，原始含油饱和度和孔隙度的规
律 性 不强，即使在一个孔隙度值下原始含油饱和度差
20
孔 隙 度 /%
图 1 S3 口井密闭取心孔隙度-含水饱和度关系图
根据化子坪区油层的孔隙度加权平均值为
收 稿 日 期 ：2009-11-20 基 金 项 目 ：“十 一 五 ”国 家 科 技 支 撑 计 划 项 目 （2007BAB17B05） 作 者 简 介 ：梁 英 （1983-），女 ，西 安 石 油 大 学 油 气 资 源 学 院 在 读 硕 士 研 究 生 ，研 究 方 向 为 天 然 气 地 质 学 。
别也比较大。 由于像化子坪地区岩性和物性作用较强
的油藏，在取心井数非常有限，只有部分探井取心而且
是油水同层， 仅以几口井分析资料代表非均质储层求
取油藏原始含油饱和度，势必会带来一定的误差。
1.2 测井解释含水(油)饱和度
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测井法是用电法测井资料解释原始含油饱和
度，以电阻率和孔隙度信息为主，以岩电实验参数为
1 000
100
10
F=
1.021 φ1.908
5
1
相关系数为 0.99
1
0.01
0.1
1
孔 隙 度 /%
图 2 地层因素与孔隙度关系图
10
饱和度指数 I
I=
1.02 S 2.02
w
相 关 系 数 =0.98
1
0.1
含 水 饱 和 度 /%
1
图 3 电阻增大率与含水饱和度关系图
1.3 压汞法解释原始含油饱和度 油藏油水分布状态是毛管压力与驱动力平衡的
鄂尔多斯盆地中部化子坪地区的油藏主要受控 于岩性和物性，形成油水同储，油水同出的典型特低 渗岩性油藏。 按储量规范的要求，在提交石油储量 时，一般原始含油饱和度要利用岩心直接测定来确 定，而化子坪地区由于特殊的地质条件和油藏特征， 使油藏的油水分布非常复杂，原始含油饱和度变化 特别大，主要是油水同层和水层。 特别是油水同层， 很难求准它的原始含油饱和度值。 密闭取心资料能 够求取单层含油饱和度，但受岩性及物性影响大，无
岩心直接测定法是对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。 用岩心直接测定岩心原始含油饱和度的方 法比较可靠，但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。 例如，要求 岩心满足失水等于零，岩心不能暴露在空气中被挥 发等，这在实际工作中很难满足，即便能够满足费用 也非常高，而且也不可能对研究区内的全部井取心， 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。
关系为幂函数曲线（见图 2），方程为：
F=
α φm
=
1.021 φ1.908
5
1
R=0.99
同时利用邻区样品，采用失水法试验测得相应
电阻增大率 I 和含水饱和度 Sw 数据，经回归分析得 知，其回归关系为幂函数曲线（见图 3），方程为：
I=
b Swn
=
1.02 S 2.02
w
R=0.98
在 双 对 数 坐 标 图 上 F—φ 和 I—Sw 分 别 为 直 线
藏。从以上实例研究看出，密闭取心法能够求取单层 含油饱和度， 但是受物性、 岩性和非均质性等影响 大， 只用区内几口探井的取心资料代表全区地质特 征， 很难求准化子坪区这类油水同层的原始含油饱 和度。 测井解释法能够求取达西流储层含油饱和度 值，但研究区是特低渗储层而非达西流储层，所以测 井解释法求取的含油饱和度一般较高。 压汞法测定 速度快、 精度高及能够很好地描述岩石孔隙度大小 分布， 而且可以便捷地得到毛管压力与岩样的含汞 饱和度的关系， 所以在研究区应用压汞法求取含油 饱和度值比较方便可靠。
结果。现代实验技术模拟了油驱水的油藏形成过程， 测得了流体饱和度与毛管压力的关系曲线， 这为岩 心毛管压力曲线计算原始含油饱和度提供了可能。
压汞法测定原理基于汞不润湿岩石， 可作为非 润湿相。 在高压下把汞压入岩样中，求出与之平衡的 毛管压力和压入汞的体积， 便得到毛管压力和岩样的 含汞饱和度的关系。 实验室的毛管压力曲线是用井壁 取心、钻井岩屑和钻井取心的岩样测定的，每块岩样只 能代表油藏某一点的特征， 只有将油藏几十条基至几 百条毛管压力曲线平均为一条代表油藏特征的毛管压 力曲线，才有利于确定油藏的原始含油饱和度。 J 函数 处理是获得平均毛管压力资料的经典方法。
2 方法分析
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
辅，利用阿尔奇公式间接评价原始含油饱和度。
饱和度的计算利用阿尔奇公式：
姨n
Sw=
abRw φmRt
其 中 ：Rw—地 层 水 电 阻 率 ，Ω·m；m—胶 结 指 数 ；n—
饱和度指数；a、b—岩性系数；φ—有效孔隙度。
采用区内岩样，在实验条件下，测量出地层因素
F 和孔隙度 φ 对应的实验数据。 经回归分析，其回归
种间接计算法的技术要点和特点，结合化子坪地区实际情况，经对比验证得出压汞法是适用于计算本区原始含油饱
和度的最好方法。
关键词：原始含油饱和度；密闭取心法；测井解释法；压汞法
中 图 分 类 号 ：TE135
文 献 标 识 码 ：A
文 章 编 号 ：1673-1980（2010）03-0004-04
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。 它是评价油层 产能、 计算石油储量和编制开发方案的重要参数。 通常国内外油田的原始含油饱和度资料主要由油基 泥浆取心、密闭取心所得岩心分析资料直接测定获 得。 由于油基泥浆取心井成本高，钻井工艺复杂，我 国一般采用密闭取心方式。
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％。
（δHg×cosθHg）为 0.086，压汞岩样孔隙度和渗透率平均
值分别为 0.087 5 和 1.11×10-3μm2，得 姨k/φ =3.57， 故上式中的
姨k φ
/(δHg×cosθHg)=0.306
93=C
由 J 函数曲线通过 Pc=J/C 换算获得平均毛管压
力曲线（见图 5）。 根据孔隙度与喉道中值半径（r50）关
和对比验证的依据。
为了搞清油藏原始含油饱和度变化规律， 对已 开发的化子坪油田的含油饱和度进行了分析， 将密 闭取心油层段测定的孔隙度与含水饱和度数据作成 散点图（见图 1），并拟合成 φ-Sw 关系曲线，应用 φSw 关系求取对应的含水饱和度。
100
含 水 饱 和 度/%
80
60
40
20
0
5
10
15
第 12 卷 第 3 期
重庆科技学院学报（自然科学版）
2010 年 6 月
特低渗岩性油藏原始含油饱和度的确定方法
梁 英 1 武富礼 1 杜彦军 2 朱海涛 1 （1. 西安石油大学，西安 710065； 2. 陕西延长石油（集团）有限责任公司研究院，西安 716000）
摘 要：油藏原始含油饱和度是评价储层的重要指标。 通过对特低渗岩性油藏的实例研究，讨论了直接计算法和几
系 （见 图 6）， 取 孔 隙 度 下 限 值 8%， 对 应 r50 值 为
0.18μm，其相应的压力值为 4.8MPa（见图 7），在平均
毛管压力曲线上对应的 So 值为 54%，该值减去表皮系
数 2%，得到化子坪区油藏的原始含油饱和度为 52%。
本 区储层岩性为长石砂岩，岩性细而致密，孔隙喉
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].
西 安 石 油 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ）,2007,22(S2):55-58. [2] 杨 通 佑,范 尚 炯.石 油 及 天 然 气 储 量 计 算 方 法[M].北 京 ：石
油 工 业 出 版 社 ,1990. [3] 陈元千.油气田储量计算方法[J].新彊石油地质,1987(3):53-71. [4] 陈 元 千.确 定 凝 析 气 田 地 质 储 量 、可 采 储 量 及 采 收 率 的 相
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
梁英， 武富礼，杜彦军，朱海涛：特低渗岩性油藏原始含油饱和度的确定方法
3结论
（1）特 低 渗 岩 性 油 藏 求 取 原 始 含 油 饱 和 度 时 ，在 岩心直接测定储层原始含油饱和度的资料不太多的 情况下，密闭取心、测井解释、压汞法为确定储层原 始含油饱和度提供了一种间接有效的途经。
（2） 本 文 在 间 接 法 求 取 储 层 原 始 含 油 饱 和 度 方 法的理论基础上，结合化子坪地区的实例研究，通过多种 方法相互约束和验证来综合求取该区原始含油饱和度。
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梁英， 武富礼，杜彦军，朱海涛：特低渗岩性油藏原始含油饱和度的确定方法
管压力资料进行平均。
根据 J 函数和毛管压力 Pc 的关系式：
姨 J=Pc×
k φ
/(δHg×cosθHg)
式中：汞-空气系统界面张力 δHg 为 480mN/m，汞-空
气系统接触角 θHg 为 140°，毛管压力 Pc 单位为 MPa， 渗 透 率 k 单 位 为 10-3μm2， 孔 隙 度 φ 取 小 数 时 ，1/
关系，其斜率分别为 m 和 n，在 F 和 I 轴上的截距分
别为 a 和 b。
通 过 上 述 实 验 确 定 岩 电 参 数 ，a=1.02，m=1.91，
b=1.02，n=2.02。
在地层水分析化验资料中，地层水平均矿化度
折合成NaCl2 当 量 ， 取 油 层 平 均 温 度 ， 查 图 版 得 地 层 水 电 阻 率 Rw 为 0.065Ω·m； 油层电阻率 Rt 取深感 应电阻率；孔隙度 φ 采用经过泥质含量校正后声波时
道以中小孔喉为主，喉道分选比较差，而且不具渗流能
力或渗流能力很差的微孔喉系统，在整个孔隙系统中所
占的比例较大，决定了其含油饱和度比较低的特征。
10
1
J 涵数
平 均 压 力/MPa
0.1
0.01 100 80 60 40 20 0 SHg/% 图 4 J 函数曲线图
100 10
1
0.1
0.01 100 80 60 40 20 0 SO/% 图 5 平均毛管压力曲线图
差计算值。 利用实验确定的岩电参数及饱和度解释模
型对区内进行了饱和度解释， 解释平均含水饱和度为
49.7%，则测井解释平均原始含油饱和度为 57.1%。
利用阿尔奇公式求取的含油饱和度较高，因为
阿尔奇公式适用于达西流储层，而研究区是特低渗
储层而非达西流储层，所以测井解释法求取的含油
饱和度一般较高。
地层因素 F