大港油田儲(chǔ)層巖心飽和度校正方法優(yōu)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(kāi)發(fā)研究院，天津 300280)

油田開(kāi)發(fā)中后期剩余油高度分散，通過(guò)密閉取心井巖心飽和度測(cè)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(cè)量的飽和度值和地下真實(shí)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(shí)驗(yàn)室分析法、數(shù)理統(tǒng)計(jì)法、經(jīng)驗(yàn)公式法等3種方法[1～4]，但對(duì)于每種校正方法的適用性以及針對(duì)同一類儲(chǔ)層不同校正方法的優(yōu)選方面研究較少，為此，筆者以大港油田不同儲(chǔ)層類型取心資料為基礎(chǔ)，通過(guò)多種校正方法綜合對(duì)比，總結(jié)了不同類型儲(chǔ)層巖心飽和度校正方法的適應(yīng)性。

1 概況

大港油田已進(jìn)入開(kāi)發(fā)中后期，受斷層、儲(chǔ)層非均質(zhì)性影響，剩余油分布極其復(fù)雜，為落實(shí)剩余油分布情況，制定合理的二次開(kāi)發(fā)政策，提高油田整體采收率，油田近幾年針對(duì)不同類型儲(chǔ)層開(kāi)展了多次密閉取心工作。從巖心飽和度分析結(jié)果來(lái)看，各井的統(tǒng)計(jì)情況都不同，油、水飽和度之和遠(yuǎn)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(duì)取心井流體飽和度的損失原因進(jìn)行分析。

2 飽和度校正方法原理及適用性分析

研究發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)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(fā)生變化以及巖樣在保存、運(yùn)輸和測(cè)試過(guò)程中的損失。

2.1 實(shí)驗(yàn)室分析法

在降壓脫氣實(shí)驗(yàn)室分析法研究方面，楊勝來(lái)和胡學(xué)軍等[5，6]建立了一套物理模擬流程和方法來(lái)模擬真值及地面實(shí)測(cè)值，以確定真值與實(shí)測(cè)值之間的關(guān)系。模擬過(guò)程分為油水驅(qū)替過(guò)程和降壓脫氣過(guò)程2個(gè)步驟。其中，模擬水驅(qū)油藏取心過(guò)程為巖心飽和水、飽和油建立束縛水飽和度、水驅(qū)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(dāng)前含水飽和度、模擬降壓脫氣過(guò)程、測(cè)定巖心含水飽和度。

通過(guò)試驗(yàn)測(cè)定降壓脫氣前后流體飽和度的關(guān)系式，然后再通過(guò)體積系數(shù)及覆壓孔隙度變化確定體積變化對(duì)飽和度的影響。該方法的優(yōu)點(diǎn)是可以不考慮降壓脫氣過(guò)程中復(fù)雜的物理化學(xué)變化過(guò)程，但缺點(diǎn)是：①不適用于低滲油藏，主要是由于計(jì)量誤差和模擬壓力；②樣品點(diǎn)少，當(dāng)儲(chǔ)層、流體差別大時(shí)，適用性變差。

2.2 數(shù)理統(tǒng)計(jì)法

數(shù)理統(tǒng)計(jì)法是飽和度校正使用較早的一種方法。文獻(xiàn)[7，8]研究了江蘇油田密閉取心井資料的誤差統(tǒng)計(jì)規(guī)律，并推導(dǎo)出了基于數(shù)理統(tǒng)計(jì)進(jìn)行飽和度資料校正的方法。研究認(rèn)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(guān)系，偏離線性關(guān)系的油、水飽和度誤差并不是雜亂無(wú)章的，而是有內(nèi)在統(tǒng)計(jì)規(guī)律的系統(tǒng)誤差。利用誤差的規(guī)律性，求取校正系數(shù)，從而達(dá)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(cè)量工藝完全相同,那么對(duì)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(shè)油的剩余率為η1,水的剩余率為η2,那么有：

當(dāng)油層中不存在游離氣而只有油水兩相時(shí),油水飽和度關(guān)系應(yīng)符合：

So+Sw=1

符合線性關(guān)系形式：

這表明對(duì)油水剩余率相同的巖心,物性測(cè)量的含油飽和度與含水飽和度數(shù)據(jù)之間是一種線性關(guān)系,只要對(duì)飽和度資料進(jìn)行一元線性回歸即可得出η1、η2,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)飽和度資料的校正。該方法的優(yōu)勢(shì)在于計(jì)算簡(jiǎn)單，不用考慮取心過(guò)程飽和度損失的復(fù)雜過(guò)程，但適用條件是實(shí)測(cè)油水飽和度數(shù)據(jù)間具有很好的線性相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)在0.9以上。

2.3 經(jīng)驗(yàn)公式法

針對(duì)巖心飽和度校正的經(jīng)驗(yàn)公式最早由國(guó)外學(xué)者Rathmell等(1973)[9]提出:

(1)

經(jīng)驗(yàn)公式法優(yōu)勢(shì)在于計(jì)算簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)也顯而易見(jiàn)，不同油田不同類型油藏的適用性差。一個(gè)地區(qū)需要大量的取心井?dāng)?shù)據(jù)支持，形成較為準(zhǔn)確的校正公式。

3 儲(chǔ)層巖心飽和度校正結(jié)果對(duì)比

3.1 同類儲(chǔ)層不同方法比較

考慮試驗(yàn)錄取資料的完整性以及試驗(yàn)過(guò)程安全性，選擇中高滲儲(chǔ)層(官78-28-2井)開(kāi)展多種校正方法對(duì)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(yàn)溫度85.0℃，原始地層壓力27.46MPa，飽和壓力5.29MPa，分別對(duì)該井進(jìn)行降壓脫氣實(shí)驗(yàn)室分析法、數(shù)理統(tǒng)計(jì)法、經(jīng)驗(yàn)公式法校正，結(jié)合地層壓實(shí)作用校正、考慮巖樣在運(yùn)輸過(guò)程中以及試驗(yàn)操作過(guò)程中存在的系統(tǒng)誤差等因素[10]，最終得出飽和度校正結(jié)果，見(jiàn)表1。

表1 官78-28-2井不同飽和度校正方法結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

對(duì)比研究認(rèn)為，降壓脫氣實(shí)驗(yàn)法校正結(jié)果最接近測(cè)井曲線測(cè)量值趨勢(shì)特征(見(jiàn)圖1)，最為準(zhǔn)確，數(shù)理統(tǒng)計(jì)法與降壓脫氣實(shí)驗(yàn)室分析法校正結(jié)果比較接近，平均差值2.8%，而經(jīng)驗(yàn)公式法校正值與降壓脫氣實(shí)驗(yàn)室分析法差值較大，平均差值6.9%(見(jiàn)表2)。

3.2 不同類型儲(chǔ)層校正方法優(yōu)選

對(duì)于中高滲油藏來(lái)說(shuō)，應(yīng)用降壓脫氣實(shí)驗(yàn)室分析法模擬取心降壓脫氣過(guò)程,計(jì)量準(zhǔn)確，可以有效規(guī)避試驗(yàn)誤差，對(duì)于不同層位、不同壓力下的儲(chǔ)層可以通過(guò)增加樣品數(shù)，建立不同的降壓脫氣試驗(yàn)，使校正結(jié)果更加符合地下實(shí)際。

表2 官78-28-2井不同校正方法結(jié)果對(duì)比表

圖1 官78-28-2井飽和度校正對(duì)比圖

對(duì)于低滲油藏，由于儲(chǔ)層孔滲小，計(jì)量的誤差對(duì)油水飽和度的恢復(fù)影響很大，另外，由于低滲油藏試驗(yàn)?zāi)M地層壓力高，試驗(yàn)存在安全問(wèn)題。所以，降壓脫氣試驗(yàn)不適用于低滲儲(chǔ)層，而數(shù)理統(tǒng)計(jì)法就顯示出其優(yōu)勢(shì)。

4 結(jié)論

1)針對(duì)中高滲儲(chǔ)層，對(duì)比實(shí)驗(yàn)室分析法、數(shù)理統(tǒng)計(jì)法、經(jīng)驗(yàn)公式法3種飽和度校正方法得出實(shí)驗(yàn)室分析法與測(cè)井曲線規(guī)律符合度最好，最為準(zhǔn)確，其次為數(shù)理統(tǒng)計(jì)法、經(jīng)驗(yàn)公式法。

2)低滲儲(chǔ)層由于儲(chǔ)層孔滲小，計(jì)量的誤差對(duì)油水飽和度的恢復(fù)影響很大，另外，由于低滲油藏試驗(yàn)?zāi)M地層壓力高，試驗(yàn)存在安全問(wèn)題，因此數(shù)理統(tǒng)計(jì)法最為合適。