利用阵列声波资料计算饱和度探析

王 贞汤昌晟谢 刚

（1.川庆钻探工程公司测井公司，重庆 400000；2.重庆科技学院，重庆 401331)

利用阵列声波资料计算饱和度探析

王 贞1汤昌晟2谢 刚1

（1.川庆钻探工程公司测井公司，重庆 400000；2.重庆科技学院，重庆 401331)

饱和度是判断储层流体性质和区分气水层的关键参数，但在很多地区利用阿尔奇公式计算的饱和度却与试油结果相差很大。运用阵列声波测井资料建立地层岩石骨架和孔隙流体压缩系数的体积平均方程，确定地层饱和度的计算公式。在四川某重点地区飞仙关组灰岩储层，高阻出水时有发生，用阵列声波计算的含水饱和度与试油结果吻合。

阵列声波；体积压缩系数；骨架体积压缩系数；体积平均方程；饱和度

饱和度是判断储层流体性质，区分油水层的关键参数。一直以来，主要是利用电法测井，通过阿尔奇公式计算饱和度［1］；其他非电法测井如核磁共振，由于测井费用昂贵或受到其他因素的影响，一直无法替代电法测井［2-3］。偶极子声波测井可以较为准确地确定储层的纵横波时差，针对储层的声学特性，研究岩石的力学特性与储层含水饱和度的关系［4-7］。

天然气与原油的物理性质不同，导致其测井响应差异较大［8］。天然气对纵波传播速度(时差)影响较大，对横波传播速度(时差)影响较小，当地层孔隙流体含气时，泊松比显著变小，剪切模量和体积模量变化较大。利用声波对天然气的敏感性，可以评价地层含气情况［7］。

1 利用阵列声波资料计算饱和度的方法

用阵列声波资料计算饱和度步骤如下：

（1）利用阵列声波资料计算岩石体积压缩系数C：

式中：ρb—岩石的密度；Δtc—岩石的纵波时差；Δts—岩石的横波时差。

（2）计算骨架体积压缩系数Cm：

式中：ρbm—岩石骨架的密度；Δtcm—岩石骨架纵波时差；Δtsm—岩石骨架横波时差。

骨架的纵波时差、横波时差及其密度可通过测井最优化得到的岩石各组分及其理论骨架值求得［1,10］。

（3）根据地层岩石骨架和孔隙流体压缩系数的体积平均方程来确定地层的饱和度。具体公式如下［9］：

式中：Sg—气的压缩系数；Cw—水的压缩系数；Cm—骨架矿物的压缩系数；φ—孔隙度；Sg—含气饱和度；Cw—含水饱和度。

式（3）中，体积压缩系数C、骨架体积压缩系数Cm通过式（1）、（2）求取，孔隙度 φ 可通过测井常规解释获得，气、水的压缩系数Cg及Cw可通过高温高压物性分析获得。

进一步可将式（3）改写为如下形式：

式（5）反映了地层压缩系数与孔隙流体和岩石骨架压缩系数之间的体积平均关系，因而可称为地层压缩系数体积平均方程。

地层体积压缩系数（体积模量的倒数）由岩性、孔隙度和含水饱和度确定，但实际地层的体积压缩系数还受孔隙结构的影响，地层体积模量由骨架体积模量和孔隙空间体积模量两部分组成，不同岩性的体积空间模量不同。

目前，该方法已编制成软件在微机上运行。

2 实例计算和效果分析

四川某重点区块储层类型较多，根据测井资料将该区块孔隙性储层分为白云岩和灰岩两类。

2.1 白云岩孔隙性储层

对于该地区飞仙关组白云岩储层，如W1、2、001-1井等，利用电阻率计算含水饱和度与利用阵列声波的体积压缩系数计算含水饱和度较吻合（图1和图2）。根据W001-1井飞仙关组5 987.12～6 018.62m取芯分析资料和W2井6 006～6 020m MDT取样为水层的资料综合计算可以得到：Cg=0.094 (GPa-1)，Cw=0.043(GPa-1)。

图1 w1井声波含水饱和度与电阻率含水饱和度对比图

2.2 灰岩孔隙性储层

对于该地区飞仙关组灰岩储层，高阻出水时有发生，利用电阻率计算含水饱和度误差较大，如W22、9井等，而利用阵列声波的体积压缩系数计算的含水饱和度与试油结果更符合实际。W9井飞仙关取芯井段岩性为灰岩，故根据W9井井段6 001.25～6 018.27m取芯分析资料计算可得：

利用以上的计算结果对W22井进行其含水饱和度计算，计算结果可以看出，在孔隙度较好井段含水饱和度大约在 50%左右变化（图3），该井段5 501～5 522m试油日产水8.03m3，计算结果与试油结果相吻合。

图2 W2井声波含水饱和度与电阻率含水饱和度对比图

图3 W22井声波含水饱和度成果图

3 结 论

针对四川某重点区块含水饱和度计算困难的问题，采用阵列声波资料，建立了一种新的计算储层含水饱和度的方法，通过对 W1、2、001-1、W22 井的实际计算，结果表明该方法是可行的。

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Study of Calculating Saturation by Use of Acoustic Array Materials

WANG Zhen1TANG Changsheng2XIE Gang1
（1.Logging Company of Chuanqing Drilling Engineering Co.,Chongqing 400000；2.Chongqing University of Science and Technology,Chongqing 401331）

Saturation is the key parameter to identify reservoir fluid nature and distinguish between gas and water layers.But in many areas by using the Archie formula to calculate the saturation and oil testing,the results are quite different.This paper introduces the use of array acoustic logging data to calculate the saturation method,is established by using rock skeleton and pore fluid compressibility coefficient of average volume equation to determine the formation water saturation formula.In a key area of Sichuan Feixianguan limestone reservoir,high resistivity water occurs,the water saturation calculated using resistivity errors,using array sonic calculating water saturation and oil testing results.The area of the actual application shows that the array acoustic logging data to calculate the saturation method obtained certain result.

acoustic array；coefficient of volume compressibility coefficient of volume compressibility；skeleton；the average volume equation；saturation

TE311

A

1673-1980(2012)05-0092-04

2012-03-19

王贞（1975-），女，四川资阳人，工程师，研究方向为测井解释。