渭北油田長3油藏原始含油飽和度確定方法探討

王 旭，陳 艷，賈 俊，王代國

（中國石化華北分公司勘探開發(fā)研究院，河南鄭州 450006）

鄂爾多斯盆地南部渭北地區(qū)的長3油藏主要受控于巖性和物性，形成油水同儲、油水同出的典型低孔特低滲巖性油藏。渭北地區(qū)位于伊陜斜坡南部與渭北隆起的過渡地帶上，由于特殊的地質(zhì)條件和油藏特征，油藏的油水分布非常復(fù)雜，油水分異不明顯，油藏分布主要受巖性側(cè)向尖滅和砂體內(nèi)部物性變化控制，原始含油飽和度變化較大，特別是油水同層，很難求準(zhǔn)它的原始含油飽和度值。

目前確定原始含油飽和度的方法主要有油基泥漿取心法（有時采用密閉取心或高壓密閉取心）、壓汞法、測井解釋和經(jīng)驗公式（包括類比法）等四大類［1］。本文用四種方法求取含油飽和度，并分析各項方法利弊，綜合確定長3油藏的含油飽和度。

1 壓汞法

實驗室的毛管壓力曲線是根據(jù)鉆井取心的巖樣測定的，每塊巖樣只能代表油藏某一點的特征，只有將油藏幾十條基至幾百條毛管壓力曲線平均為一條代表油藏特征的毛管壓力曲線，才有利于確定油藏的原始含油飽和度［2］。

J函數(shù)處理是獲得平均毛管壓力資料的經(jīng)典方法，先對全部壓汞毛管壓力曲線進(jìn)行J函數(shù)處理，求取平均毛管壓力曲線：

式中：δHg——汞－空氣系統(tǒng)界面張力，480 mN／m；cosθHg——汞－空氣系統(tǒng)接觸角，140°；1／（δHg×cosθHg）為0.086；Pc——毛管壓力，MPa；K——滲透率 ，10－3μm2；φ——孔隙度，%。

渭北區(qū)塊位于構(gòu)造緩坡段，低滲低飽和油藏，構(gòu)造平緩，油水分異不明顯。結(jié)合區(qū)塊實際情況建立孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)與孔滲關(guān)系圖，最終發(fā)現(xiàn)中值壓力與物性關(guān)系最好。根據(jù)與中值壓力關(guān)系圖，取物性下限（K＝0.2，φ＝9）對應(yīng)中值壓力18.5 MPa（圖1）；在平均毛管壓力曲線上對應(yīng)含油飽和度上限為61.5%（圖2），取物性平均值 （K＝1.1，φ＝13.5）對應(yīng)中值壓力為11.6 MPa（圖1），因此在平均毛管壓力曲線上對應(yīng)含油飽和度上限為53.0%（圖2）。

圖1 渭北油田長3油藏 與中值壓力關(guān)系

此方法同時考慮了孔滲兩方面的分布特征，比常規(guī)用單一孔隙度或者滲透率下限確定的含油飽和度可信度以及合理性均得到了提高。

2 相滲曲線法

圖2 渭北油田長3油藏平均毛管壓力曲線

根據(jù)儲層巖心樣品作油－水相對滲透率曲線，得出臨界水飽和度，可把該水飽和度值視作束縛水飽和度參考值。根據(jù)渭北油田5個樣品的油－水相對滲透率測試資料（圖3），以產(chǎn)純油時的束縛水飽和度所對應(yīng)的含油飽和度為原始含油飽和度，根據(jù)分析成果，長3油藏束縛水飽和度平均值為36.8%，因此相應(yīng)的原始含油飽和度為63.2%。

圖3 渭北油田長3砂巖油水相對滲透率曲線

3 密閉取心法

巖心直接測定法是對油基泥漿取心或密閉取心方式取到的巖心進(jìn)行直接測定，得到儲層原始含油飽和度。但該方法要求被測定的巖心必須保持地下原始狀態(tài)，當(dāng)巖心提取到地面時，由于壓力降低改變了油氣的臨界狀態(tài)，產(chǎn)生脫氣現(xiàn)象，致使巖心孔隙中的可動油、自由水及絕大部分天然氣從孔隙中溢出而散失，這就使得測量值和原始值之間存在誤差，因此密閉取心得到的飽和度必須要進(jìn)行綜合校正［3－4］。

巖心從地下到地面的過程中：壓力降低，水體積增大；溫度降低，水體積減小；同時水的壓縮性較小，因此校正過后的飽和度更接近真實值。根據(jù)渭北48井128塊密閉取心樣品，建立校正之后的含水飽和度與孔隙度關(guān)系圖，渭北油田新增探明區(qū)塊長3油藏平均孔隙度13.5%，對應(yīng)含水飽和度為45.2%，確定含油飽和度為54.8%（圖4）；建立含水飽和度與滲透率關(guān)系圖，渭北油田新增探明區(qū)塊長3油藏平均孔隙度1.10×10－3μm2，對應(yīng)含水飽和度為43.3%，確定含油飽和度為56.7%（圖5）。

圖4 長3油藏密閉取心含水飽和度與孔隙度關(guān)系

圖5 長3油藏密閉取心含水飽和度與滲透率關(guān)系

4 測井計算原始含油飽和度

測井法是用電法測井資料解釋原始含油飽和度，以電阻率和孔隙度信息為主，以巖電實驗參數(shù)為輔，利用阿爾奇公式間接評價原始含油飽和度。

式中：So——原始含油飽和度，f；Sw——原始含水飽和度，f；φ——地層孔隙度，f；Rt——地層電阻率，Ω·m；Rw——地層水電阻率，Ω·m；a、b——與地層物性有關(guān)的常數(shù)，由巖電實驗確定；m——地層膠結(jié)指數(shù)，由巖電實驗確定；n——飽和度指數(shù)，由巖電實驗確定。

根據(jù)長3巖心巖電實驗數(shù)據(jù)，綜合確定出阿爾奇公式相關(guān)參數(shù)：a＝1.0312，b＝1.0354，m＝1.998，n＝1.174

根據(jù)渭北9井區(qū)長3油層水礦化度33848.78～50310.58 mg／L，在圖版上查得等效的NaCl礦化度33447.89（渭北6）～49692.04 g／L（渭北9），確定渭北油田長3地層水電阻率0.13～0.19Ω·m，對測井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行含油飽和度解釋（圖6～7）。

根據(jù)含油飽和度解釋公式進(jìn)行單井單層測井含油飽和度解釋，結(jié)合密閉取心井測試結(jié)果對阿爾奇公式進(jìn)行校正，厚度權(quán)衡得到渭北48井含油飽和度為52.3%；根據(jù)最終得到公式對渭北油田20口井含油飽和度進(jìn)行解釋，最終確定渭北油田含油飽和度平均值為53.6%。

圖6 渭北油田地層因素與孔隙度關(guān)系

圖7 渭北油田電阻率增大值與含水飽和度關(guān)系

5 方法分析

表1列出了幾種方法得到的含油飽和度數(shù)值。壓汞實驗不僅摸擬了地層應(yīng)力條件下的孔隙結(jié)構(gòu)，而且還摸擬了油氣運移聚集排替水的過程和方式，它所確定的含油飽和度比較符合地下油層實際。由于渭北油田屬于低孔特低滲油藏，油水同儲，油水同出，基本均為油水同層，油柱高度難確定，因此根據(jù)物性平均值得到全油田的原始含油飽和度平均值，但是J函數(shù)的求取需要大量的化驗分析資料。目前由于樣品數(shù)有限，對全區(qū)分析有待下一步深入研究。相滲法是根據(jù)油藏束縛水飽和度確定的最終含油飽和度，可視為上限值。

密閉取心資料求取的含油飽和度直觀、準(zhǔn)確，但是由于這項技術(shù)成本較高，單井飽和度沒有代表性。本文結(jié)合渭北油田的實際情況，利用測井解釋建立原始含油飽和度解釋公式，采用巖心分析的含油飽和度進(jìn)行刻度對公式進(jìn)行校正，利用校正過的公式對油藏范圍內(nèi)盡可能多的有效儲層進(jìn)行解釋，獲得一個能真實反映油藏實際的平均原始含油飽和度值，從而確保地質(zhì)儲量的計算精度，所以應(yīng)用測井解釋法結(jié)合密閉取心資料校正是適用于計算本區(qū)原始含油飽和度的最好方法。

表1 渭北油田長3含油飽和度取值 %

［1］蕭德銘，畢海濱.利用油基泥漿取心資料確定砂巖油藏原始含油飽和度若干問題探討［J］.中國海上油氣（地質(zhì)），2003，17（4）：252－255.

［2］陳元千，楊通佑，范尚炯，等.石油與天然氣儲量計算方法［M］.北京：石油工業(yè)出版，1990.

［3］趙富貞，陳淦.巖心分析飽和度資料的一種校正方法［J］新疆石油地質(zhì)，1996，17（1）：68－70.

［4］文政，賴強(qiáng)，魏國章，等.應(yīng)用密閉取心分析資料求取飽和度參數(shù)［J］.大慶石油學(xué)院學(xué)報，2006，30（5）：17－19.