一種基于電成像測井資料精細評價束縛水飽和度的方法

1.目的

束縛水飽和度是油氣勘探開發過程中一個重要的研究對象。目前精細評價束縛水飽和度主要依靠核磁共振測井資料，但是核磁共振測井高成本的缺點導致該方法的推廣性不強。為了準確評價儲層油氣水性質、確定油氣藏地質儲量，筆者探索出一種利用電成像測井資料精確評價束縛水飽和度的方法。

2.方法

通過測井處理軟件對電成像原始極板數據進行預處理，剔除極板異常以及擴徑等原因造成的失真數據，可以獲得可靠的孔隙度譜。利用非泥質條帶、泥質充填縫、縫合線等儲集層段孔隙度譜構建反向累加曲線，具體構建方法如下：

1）利用常規測井淺側向曲線刻度電成像極板圖像，使用地球物理測井資料計算得到的孔隙度通過阿爾奇公式計算獲得連續的孔隙度譜。

2）將孔隙度譜橫坐標按孔隙度大小分布范圍均等分割，計算孔隙度頻數值對應的體積占比，再反向累加得到橫坐標進油飽和度So，縱坐標取孔隙度倒數1/φ，建立So—1/φ曲線圖。

3）根據壓汞曲線形態特征，取構造的So—1/φ曲線中間平緩段與末端陡峭段中的拐點處1/φ值，對比壓汞曲線最小流動孔徑位置。通過巖心實驗發現二者在縱坐標中相對位置一致。以元壩氣田YB27井井深6 294.82 m處巖心為例，壓汞曲線拐點相對進汞壓力Ypc為：

反向累加曲線拐點相對進汞壓力Yg為：

Ypc、Yg二者基本相等。雖然Yg、Ypc近似相等，但是實際上卻總是存在著差距。這是因為電成像測井通常采用的是總孔隙度刻度，而電成像實際反映的則是相互連通的有效孔隙。這兩種孔隙度之差導致了反向累加曲線縱坐標1/φ整體變小。此外，電成像的測量尺度使得它對小孔隙的響應能力較弱，進一步增加了誤差。

在Yg=Ypc的條件下，將實驗室汞—空氣相轉化為原始氣藏壓力條件可以獲得地層最小流動孔徑壓力的理論公式：

式中pcmin表示地層最小流動孔徑驅替壓力，MPa；系數a、b大小取決于壓汞實驗儀器上下限壓力，當壓汞儀器最大、最小測量壓力分別為 200 MPa 和 0.005 MPa 時，a=4.60，b= -3.21。為了驗證式（1）的正確性，建立起地層條件下巖心最小流動孔徑壓力pcmin與電成像相對進汞壓力Yg的擬合關系：

根據驅替電阻率聯測實驗數據可以發現巖心電阻率Rt與驅替壓力pc在雙對數坐標系下成分段線性關系。因此可獲得小孔喉半徑部分含水巖石電阻率與驅替壓力的關系：

若儲層驅替壓力pc等于最小流動孔徑壓力pcmin，則巖石電阻率為僅含束縛水的儲層電阻率RB，利用經典阿爾奇公式可計算出真實的巖心束縛水飽和度Swir。

3.作用和效果

將該方法應用于元壩氣田的一套以白云巖以及灰質白云巖為主的上二疊統長興組臺地礁、灘相地層，其巖性純，屬于超深儲層。YB27井6 110～6 145 m井段碳酸鹽巖儲集層以孔隙型儲層為主，物性具有低孔、低滲特征，孔隙度介于0.59%～19.98%、平均值為3.73%，滲透率介于0.0045～362.100 0 mD、平均值為0.114 mD。通過與巖心束縛水飽和度對比發現，計算得到的束縛水飽和度平均絕對誤差為3.21%，平均相對誤差為19.9%，散點集中均勻分布于45°線附近。

通過對比可以發現，新方法計算的束縛水飽和度在計算準確率上高于擬合方法（R2=0.71），而且與巖心的變化趨勢也更加吻合，尤其是在束縛水飽和度較高時差距尤為明顯。由于推導過程是建立在已有認識基礎上的，不過度依賴實驗數據，在有巖心數據時可以通過擬合計算束縛水飽和度，而當缺乏數據時則可以通過理論公式計算，式（3）中的兩個未知參數可由巖心刻度。因此，極大地拓展了該方法的適用性。