渭北油田长3油藏原始含油饱和度确定方法探讨

王 旭，陈 艳，贾 俊，王代国

（中国石化华北分公司勘探开发研究院，河南郑州 450006）

鄂尔多斯盆地南部渭北地区的长3油藏主要受控于岩性和物性，形成油水同储、油水同出的典型低孔特低渗岩性油藏。渭北地区位于伊陕斜坡南部与渭北隆起的过渡地带上，由于特殊的地质条件和油藏特征，油藏的油水分布非常复杂，油水分异不明显，油藏分布主要受岩性侧向尖灭和砂体内部物性变化控制，原始含油饱和度变化较大，特别是油水同层，很难求准它的原始含油饱和度值。

目前确定原始含油饱和度的方法主要有油基泥浆取心法（有时采用密闭取心或高压密闭取心）、压汞法、测井解释和经验公式（包括类比法）等四大类［1］。本文用四种方法求取含油饱和度，并分析各项方法利弊，综合确定长3油藏的含油饱和度。

1 压汞法

实验室的毛管压力曲线是根据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［2］。

J函数处理是获得平均毛管压力资料的经典方法，先对全部压汞毛管压力曲线进行J函数处理，求取平均毛管压力曲线：

式中：δHg——汞－空气系统界面张力，480 mN／m；cosθHg——汞－空气系统接触角，140°；1／（δHg×cosθHg）为0.086；Pc——毛管压力，MPa；K——渗透率 ，10－3μm2；φ——孔隙度，%。

渭北区块位于构造缓坡段，低渗低饱和油藏，构造平缓，油水分异不明显。结合区块实际情况建立孔隙结构参数与孔渗关系图，最终发现中值压力与物性关系最好。根据与中值压力关系图，取物性下限（K＝0.2，φ＝9）对应中值压力18.5 MPa（图1）；在平均毛管压力曲线上对应含油饱和度上限为61.5%（图2），取物性平均值 （K＝1.1，φ＝13.5）对应中值压力为11.6 MPa（图1），因此在平均毛管压力曲线上对应含油饱和度上限为53.0%（图2）。

图1 渭北油田长3油藏 与中值压力关系

此方法同时考虑了孔渗两方面的分布特征，比常规用单一孔隙度或者渗透率下限确定的含油饱和度可信度以及合理性均得到了提高。

2 相渗曲线法

图2 渭北油田长3油藏平均毛管压力曲线

根据储层岩心样品作油－水相对渗透率曲线，得出临界水饱和度，可把该水饱和度值视作束缚水饱和度参考值。根据渭北油田5个样品的油－水相对渗透率测试资料（图3），以产纯油时的束缚水饱和度所对应的含油饱和度为原始含油饱和度，根据分析成果，长3油藏束缚水饱和度平均值为36.8%，因此相应的原始含油饱和度为63.2%。

图3 渭北油田长3砂岩油水相对渗透率曲线

3 密闭取心法

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。但该方法要求被测定的岩心必须保持地下原始状态，当岩心提取到地面时，由于压力降低改变了油气的临界状态，产生脱气现象，致使岩心孔隙中的可动油、自由水及绝大部分天然气从孔隙中溢出而散失，这就使得测量值和原始值之间存在误差，因此密闭取心得到的饱和度必须要进行综合校正［3－4］。

岩心从地下到地面的过程中：压力降低，水体积增大；温度降低，水体积减小；同时水的压缩性较小，因此校正过后的饱和度更接近真实值。根据渭北48井128块密闭取心样品，建立校正之后的含水饱和度与孔隙度关系图，渭北油田新增探明区块长3油藏平均孔隙度13.5%，对应含水饱和度为45.2%，确定含油饱和度为54.8%（图4）；建立含水饱和度与渗透率关系图，渭北油田新增探明区块长3油藏平均孔隙度1.10×10－3μm2，对应含水饱和度为43.3%，确定含油饱和度为56.7%（图5）。

图4 长3油藏密闭取心含水饱和度与孔隙度关系

图5 长3油藏密闭取心含水饱和度与渗透率关系

4 测井计算原始含油饱和度

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，以岩电实验参数为辅，利用阿尔奇公式间接评价原始含油饱和度。

式中：So——原始含油饱和度，f；Sw——原始含水饱和度，f；φ——地层孔隙度，f；Rt——地层电阻率，Ω·m；Rw——地层水电阻率，Ω·m；a、b——与地层物性有关的常数，由岩电实验确定；m——地层胶结指数，由岩电实验确定；n——饱和度指数，由岩电实验确定。

根据长3岩心岩电实验数据，综合确定出阿尔奇公式相关参数：a＝1.0312，b＝1.0354，m＝1.998，n＝1.174

根据渭北9井区长3油层水矿化度33848.78～50310.58 mg／L，在图版上查得等效的NaCl矿化度33447.89（渭北6）～49692.04 g／L（渭北9），确定渭北油田长3地层水电阻率0.13～0.19Ω·m，对测井数据进行含油饱和度解释（图6～7）。

根据含油饱和度解释公式进行单井单层测井含油饱和度解释，结合密闭取心井测试结果对阿尔奇公式进行校正，厚度权衡得到渭北48井含油饱和度为52.3%；根据最终得到公式对渭北油田20口井含油饱和度进行解释，最终确定渭北油田含油饱和度平均值为53.6%。

图6 渭北油田地层因素与孔隙度关系

图7 渭北油田电阻率增大值与含水饱和度关系

5 方法分析

表1列出了几种方法得到的含油饱和度数值。压汞实验不仅摸拟了地层应力条件下的孔隙结构，而且还摸拟了油气运移聚集排替水的过程和方式，它所确定的含油饱和度比较符合地下油层实际。由于渭北油田属于低孔特低渗油藏，油水同储，油水同出，基本均为油水同层，油柱高度难确定，因此根据物性平均值得到全油田的原始含油饱和度平均值，但是J函数的求取需要大量的化验分析资料。目前由于样品数有限，对全区分析有待下一步深入研究。相渗法是根据油藏束缚水饱和度确定的最终含油饱和度，可视为上限值。

密闭取心资料求取的含油饱和度直观、准确，但是由于这项技术成本较高，单井饱和度没有代表性。本文结合渭北油田的实际情况，利用测井解释建立原始含油饱和度解释公式，采用岩心分析的含油饱和度进行刻度对公式进行校正，利用校正过的公式对油藏范围内尽可能多的有效储层进行解释，获得一个能真实反映油藏实际的平均原始含油饱和度值，从而确保地质储量的计算精度，所以应用测井解释法结合密闭取心资料校正是适用于计算本区原始含油饱和度的最好方法。

表1 渭北油田长3含油饱和度取值 %

［1］萧德铭，毕海滨.利用油基泥浆取心资料确定砂岩油藏原始含油饱和度若干问题探讨［J］.中国海上油气（地质），2003，17（4）：252－255.

［2］陈元千，杨通佑，范尚炯，等.石油与天然气储量计算方法［M］.北京：石油工业出版，1990.

［3］赵富贞，陈淦.岩心分析饱和度资料的一种校正方法［J］新疆石油地质，1996，17（1）：68－70.

［4］文政，赖强，魏国章，等.应用密闭取心分析资料求取饱和度参数［J］.大庆石油学院学报，2006，30（5）：17－19.