应用PVT单次脱气数据快捷计算油水饱和度方法探讨

刘伟华 王璇 乔国安

摘 要：本文介绍了常压干馏法测定岩心油水饱和度的原理和一种常用的数据校正方法，重点探讨了另一种应用PVT单次脱气数据计算油水饱和度的新方法，并全面分析了两种方法的优缺点，确定了PVT单次脱气数据法的应用限制和使用条件。

关键词：PVT单次脱气数据 饱和度校正方法 密闭取芯

中图分类号：TE31 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）08（a）-0008-02

Abstract：This paper describes the principle of measuring oil and water saturation using atmospheric distillation method and a common data correction method， another new method of calculating saturation using PVT single degassing experimental data is discussed， and make a comprehensive analysis of the advantages and disadvantages of the two methods and the limitation of using PVT single degassing experimental data.

Key Words：PVT Single Degassing Experimental Data；Saturation Correction；Sealing Core

在油藏开发初期预测石油储量和开发后期检查残余油分布，都需要用到准确的油水饱和度数据，而密闭取芯就是一种广泛使用的求取油层油水饱和度的有效方法[1-2]。在本文中，讨论了一种采用常压干馏法测试岩石油水饱和度的实验技术，但是由于技术条件的限制，取芯到地面后，由于降温、降压和脱气的影响[3]，实验直接测定的油水饱和度之和往往小于真实值。因此，进行实验室校正方法的研究是十分必要的。下面作者就常用的校正原理和方法作简要阐述，并讨论一种应用PVT单次数据快捷计算油水饱和度的新方法。

1 油气水饱和度定义和测试原理

1.1 饱和度定义

油层中流体饱和度是指油、气、水在岩石孔隙中所占体积的数量关系，即油、气、水各相饱和度的大小和分布，或者就是单位孔隙体积内油、气、水所占的体积百分数。其表达式为：

So=Vo/Vp=Vo/（φ·Vf） （1）

Sg=Vg/Vp =Vg/（φ·Vf） （2）

Sw=Vw/Vp=Vw/（φ·Vf） （3）

式中：So、Sg、Sw分别为岩石内油、气、水的饱和度，%；

φ为岩石孔隙度，%；

Vf为岩石体积，cm3；

Vp为岩石体积Vf中的孔隙体积，cm3；

Vo、Vg、Vw为岩石体积Vf中或者孔隙体积Vp中的油、气、水所占体积，cm3。

在油藏内，流体饱和度的关系满足以下表达式：

So+Sg+Sw=1 （4）

1.2 常压干馏法测定油水饱和度原理

常压干馏法的测定原理是将含有油水的岩心破碎成小块，称取一定质量（M湿）的小块岩心放入干馏筒中，密封后放在干馏仪内在常压下加热岩样。当温度高于水的沸点时，岩心中的水变成水蒸汽，被干馏出来，这些蒸汽被冷却后成为液体收集在带有刻度的玻璃接收器内，计量水的质量（M水）和体积（V水）；再继续升温可干馏出岩样中的结晶水和全部原油，计量总出油质量（M油）和体积（V油）。最后用干馏岩样邻近的另一块岩样的干重M邻和孔隙体积Vp邻，计算出干馏岩样的孔隙体积，进而求得干馏岩样的油水饱和度，计算方法参考下面的饱和度校正方法。

2 饱和度校正方法

程会明[4]等人认为，，由于岩石骨架孔隙空间内部上下静水柱压力相等，取芯过程中的岩石孔隙度为一常数，不会发生很大的变化，因此孔隙度导致的饱和度变化是很小的。另外根据物理模拟实验可以看出，液体的挥发量也很小，基本可以忽略不计。因此，油水由于降温、降压和脱气产生的液体体积的变化规律才是研究校正方法的重点。

2.1 水体积的校正

2.1.1 矿化度对水体积的影响

常压干馏法所测定的水体积为常压条件下的蒸馏水的体积V水，而实际情况是地层条件下的水为一定矿化度的盐水，二者之间就存在一定的体积差异，所以必须加以校正，在这里定义校正系数JS。此系数可以在实验室用蒸馏水配置模拟地层水来实现体积系数的测定。

2.1.2 降温和降压对水体积的影响

地层条件下，岩芯中的水处于高温高压状态，岩芯取至地面的过程就是降温降压的过程。一方面是降温使得水体积减小，另一方面则是降压使水体积增大，二者效果综合后实际体积的变化并不是太大。在此定义温度对水体积影响的校正系数为JT，压力对水体积影响的校正系数为JP。体积系数可以用蒸馏水做变温和变压模拟实验来确定。

2.1.3 各因素综合校正系数Jall和地层条件下的水体积V水

Jall=JS+JT+JP，V水=V水×Jall

2.2 干馏样品孔隙体积Vp湿的确定

取洗油后质量为M邻的干馏样品相邻岩芯，做空气孔隙度测试，得到孔隙体积值VP邻，利用公式5计算出Vp湿。

（M湿-M油-M水）/M邻=Vp湿/VP邻 （5）

2.3 油水饱和度

水的饱和度，即Sw=V水/Vp湿，再根据公式4就可以计算出油气饱和度总和，即So+Sg=1-Sw

3 PVT单次脱气数据快捷计算饱和度方法

3.1 水体积校正

方法同2.1下条款。

3.2 油体积校正

PVT单次脱气数据是原油高压物性分析中的一个测试参数，指的是某温度和压力下的一定体积的原油样品（此样品须从测试层位带压保温密闭取出）释放到常温常压下，所产生的脱气原油体积（或质量）同气体体积的数量关系。

3.2.1 PVT单次脱气数据的获取途径

PVT单次脱气数据的获取途径有两个，第一个途径是邻井PVT高压物性单次脱气数据资料，第二个是应用邻井生产资料的油气比进行地层条件下的原油复配进行反向模拟计算得出。

3.2.2 应用PVT数据校正油体积的前提

井位相邻，取芯层位相同、物性相近的情况才可以使用。

3.2.3 油体积校正系数JPVT和校正后的油体积V油的确定

PVT单次脱气数据：即1mL的地层条件下未脱气原油可以产生体积V脱的脱气原油。那么校正系数JPVT=1mL/V脱，这样就可以得到体积为V油的脱气原油校正到地层条件下的体积V油，即V油=V油×JPVT

3.3 饱和度计算

Sw= V水/（V水+V油），So=V油/（V水+V油）

4 优缺点对比

水体积法的优点是，只需要测试出干馏出水量，配合实验室测定的各因素体积校正系数就可以计算出油水饱和度数据。缺点是，需要进行大量的干馏样品相邻岩样的钻切、洗油和孔隙度测试工作，而且由于是相邻岩样而非原样，测定的岩样孔隙度同原样有一定差异。

PVT单次数据法的优点是，只需要相邻井位的PVT单次数据就可以来校正油体积，配合校正后的水体积值就可以计算出油水饱和度值。这种方法无须测试相邻岩样的孔隙度，可以节省大量时间和工作，尤其是在提交任务紧迫的情况下，拥有无可比拟的优势。缺点是，必须拥有临近井位的PVT单次数据，且最好是同层、物性相近的情况才能得到可靠的数据。

5 结论

在拥有同层、物性相近的邻井PVT单次数据或邻井生产油气比数据资料，提交任务时间紧迫的情况下，运用PVT单次数据法计算油水饱和度，是一种快捷、可行的方法。

参考文献

[1] 申本科，李萍.用毛管压力资料对密闭取心井岩芯饱和度校正[J].国外测井技术，2004，19（2）：64-66.

[2] 王志高.济阳坳陷利用油基泥浆和密闭取心资料建立测井解释含油饱和度经验公式的出探[J].陆相石油地质，1991，12：49-56.

[3] 胡学军，杨胜来，李辉.密闭取心降压脱气对岩心含水饱和度的影响[J].西安石油大学学报：自然科学版，2004，19（6）：27-30.

[4] 程会明，李传亮，程呈.密闭取心饱和度校正方法研究[J].科学技术与工程，2012，12（20）：4892-4895.