大港油田儲層巖心飽和度校正方法優選

蘆鳳明，馬文華，白晶，郭志橋 (中石油大港油田分公司勘探開發研究院，天津 300280)

油田開發中后期剩余油高度分散，通過密閉取心井巖心飽和度測定能夠直觀并定量地研究剩余油分布，但由于地面和地下溫度、壓力等差異，地面測量的飽和度值和地下真實值之間存在較大差距。在巖心飽和度校正方面，前人做了大量研究工作，總體可以歸納為實驗室分析法、數理統計法、經驗公式法等3種方法[1～4]，但對于每種校正方法的適用性以及針對同一類儲層不同校正方法的優選方面研究較少，為此，筆者以大港油田不同儲層類型取心資料為基礎，通過多種校正方法綜合對比，總結了不同類型儲層巖心飽和度校正方法的適應性。

1 概況

大港油田已進入開發中后期，受斷層、儲層非均質性影響，剩余油分布極其復雜，為落實剩余油分布情況，制定合理的二次開發政策，提高油田整體采收率，油田近幾年針對不同類型儲層開展了多次密閉取心工作。從巖心飽和度分析結果來看，各井的統計情況都不同，油、水飽和度之和遠不到100%，流體損失20%～30%不等。其中莊6-16-5井流體飽和度主要分布范圍60%～90%，官78-28-2井流體飽和度主要分布范圍70%～100%。要建立適合大港油田的飽和度校正方法，首先要對取心井流體飽和度的損失原因進行分析。

2 飽和度校正方法原理及適用性分析

研究發現，導致飽和度損失的主要原因是孔隙中的流體降壓脫氣、巖石孔隙體積發生變化以及巖樣在保存、運輸和測試過程中的損失。

2.1 實驗室分析法

在降壓脫氣實驗室分析法研究方面，楊勝來和胡學軍等[5，6]建立了一套物理模擬流程和方法來模擬真值及地面實測值，以確定真值與實測值之間的關系。模擬過程分為油水驅替過程和降壓脫氣過程2個步驟。其中，模擬水驅油藏取心過程為巖心飽和水、飽和油建立束縛水飽和度、水驅油模擬某種水淹程度的含水飽和度、建立油藏溫度和壓力條件下的當前含水飽和度、模擬降壓脫氣過程、測定巖心含水飽和度。

通過試驗測定降壓脫氣前后流體飽和度的關系式，然后再通過體積系數及覆壓孔隙度變化確定體積變化對飽和度的影響。該方法的優點是可以不考慮降壓脫氣過程中復雜的物理化學變化過程，但缺點是：①不適用于低滲油藏，主要是由于計量誤差和模擬壓力；②樣品點少，當儲層、流體差別大時，適用性變差。

2.2 數理統計法

數理統計法是飽和度校正使用較早的一種方法。文獻[7，8]研究了江蘇油田密閉取心井資料的誤差統計規律，并推導出了基于數理統計進行飽和度資料校正的方法。研究認為，同一口密閉取心井在受到外界各種因素影響后，其油、水飽和度之間仍然存在較好的線性關系，偏離線性關系的油、水飽和度誤差并不是雜亂無章的，而是有內在統計規律的系統誤差。利用誤差的規律性，求取校正系數，從而達到油、水飽和度校正的目的。

如果在同一口井中取心井段的壓力、溫度等條件基本相同,取心工藝和飽和度測量工藝完全相同,那么對含油性、物性相同的巖心其油水飽和度損失量也是基本相同的。設油的剩余率為η1,水的剩余率為η2,那么有：

當油層中不存在游離氣而只有油水兩相時,油水飽和度關系應符合：

So+Sw=1

符合線性關系形式：

這表明對油水剩余率相同的巖心,物性測量的含油飽和度與含水飽和度數據之間是一種線性關系,只要對飽和度資料進行一元線性回歸即可得出η1、η2,從而實現對飽和度資料的校正。該方法的優勢在于計算簡單，不用考慮取心過程飽和度損失的復雜過程，但適用條件是實測油水飽和度數據間具有很好的線性相關性，相關系數在0.9以上。

2.3 經驗公式法

針對巖心飽和度校正的經驗公式最早由國外學者Rathmell等(1973)[9]提出:

(1)

經驗公式法優勢在于計算簡單，缺點也顯而易見，不同油田不同類型油藏的適用性差。一個地區需要大量的取心井數據支持，形成較為準確的校正公式。

3 儲層巖心飽和度校正結果對比

3.1 同類儲層不同方法比較

考慮試驗錄取資料的完整性以及試驗過程安全性，選擇中高滲儲層(官78-28-2井)開展多種校正方法對比研究。

官78-28-2井棗Ⅱ、棗Ⅲ油組孔隙度范圍18.9%～22.0%，空氣滲透率范圍182～1300mD，試驗溫度85.0℃，原始地層壓力27.46MPa，飽和壓力5.29MPa，分別對該井進行降壓脫氣實驗室分析法、數理統計法、經驗公式法校正，結合地層壓實作用校正、考慮巖樣在運輸過程中以及試驗操作過程中存在的系統誤差等因素[10]，最終得出飽和度校正結果，見表1。

表1 官78-28-2井不同飽和度校正方法結果統計表

對比研究認為，降壓脫氣實驗法校正結果最接近測井曲線測量值趨勢特征(見圖1)，最為準確，數理統計法與降壓脫氣實驗室分析法校正結果比較接近，平均差值2.8%，而經驗公式法校正值與降壓脫氣實驗室分析法差值較大，平均差值6.9%(見表2)。

3.2 不同類型儲層校正方法優選

對于中高滲油藏來說，應用降壓脫氣實驗室分析法模擬取心降壓脫氣過程,計量準確，可以有效規避試驗誤差，對于不同層位、不同壓力下的儲層可以通過增加樣品數，建立不同的降壓脫氣試驗，使校正結果更加符合地下實際。

表2 官78-28-2井不同校正方法結果對比表

圖1 官78-28-2井飽和度校正對比圖

對于低滲油藏，由于儲層孔滲小，計量的誤差對油水飽和度的恢復影響很大，另外，由于低滲油藏試驗模擬地層壓力高，試驗存在安全問題。所以，降壓脫氣試驗不適用于低滲儲層，而數理統計法就顯示出其優勢。

4 結論

1)針對中高滲儲層，對比實驗室分析法、數理統計法、經驗公式法3種飽和度校正方法得出實驗室分析法與測井曲線規律符合度最好，最為準確，其次為數理統計法、經驗公式法。

2)低滲儲層由于儲層孔滲小，計量的誤差對油水飽和度的恢復影響很大，另外，由于低滲油藏試驗模擬地層壓力高，試驗存在安全問題，因此數理統計法最為合適。