一種基于電成像測(cè)井資料精細(xì)評(píng)價(jià)束縛水飽和度的方法

1.目的

束縛水飽和度是油氣勘探開發(fā)過程中一個(gè)重要的研究對(duì)象。目前精細(xì)評(píng)價(jià)束縛水飽和度主要依靠核磁共振測(cè)井資料，但是核磁共振測(cè)井高成本的缺點(diǎn)導(dǎo)致該方法的推廣性不強(qiáng)。為了準(zhǔn)確評(píng)價(jià)儲(chǔ)層油氣水性質(zhì)、確定油氣藏地質(zhì)儲(chǔ)量，筆者探索出一種利用電成像測(cè)井資料精確評(píng)價(jià)束縛水飽和度的方法。

2.方法

通過測(cè)井處理軟件對(duì)電成像原始極板數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，剔除極板異常以及擴(kuò)徑等原因造成的失真數(shù)據(jù)，可以獲得可靠的孔隙度譜。利用非泥質(zhì)條帶、泥質(zhì)充填縫、縫合線等儲(chǔ)集層段孔隙度譜構(gòu)建反向累加曲線，具體構(gòu)建方法如下：

1）利用常規(guī)測(cè)井淺側(cè)向曲線刻度電成像極板圖像，使用地球物理測(cè)井資料計(jì)算得到的孔隙度通過阿爾奇公式計(jì)算獲得連續(xù)的孔隙度譜。

2）將孔隙度譜橫坐標(biāo)按孔隙度大小分布范圍均等分割，計(jì)算孔隙度頻數(shù)值對(duì)應(yīng)的體積占比，再反向累加得到橫坐標(biāo)進(jìn)油飽和度So，縱坐標(biāo)取孔隙度倒數(shù)1/φ，建立So—1/φ曲線圖。

3）根據(jù)壓汞曲線形態(tài)特征，取構(gòu)造的So—1/φ曲線中間平緩段與末端陡峭段中的拐點(diǎn)處1/φ值，對(duì)比壓汞曲線最小流動(dòng)孔徑位置。通過巖心實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)二者在縱坐標(biāo)中相對(duì)位置一致。以元壩氣田YB27井井深6 294.82 m處巖心為例，壓汞曲線拐點(diǎn)相對(duì)進(jìn)汞壓力Ypc為：

反向累加曲線拐點(diǎn)相對(duì)進(jìn)汞壓力Yg為：

Ypc、Yg二者基本相等。雖然Yg、Ypc近似相等，但是實(shí)際上卻總是存在著差距。這是因?yàn)殡姵上駵y(cè)井通常采用的是總孔隙度刻度，而電成像實(shí)際反映的則是相互連通的有效孔隙。這兩種孔隙度之差導(dǎo)致了反向累加曲線縱坐標(biāo)1/φ整體變小。此外，電成像的測(cè)量尺度使得它對(duì)小孔隙的響應(yīng)能力較弱，進(jìn)一步增加了誤差。

在Yg=Ypc的條件下，將實(shí)驗(yàn)室汞—空氣相轉(zhuǎn)化為原始?xì)獠貕毫l件可以獲得地層最小流動(dòng)孔徑壓力的理論公式：

式中pcmin表示地層最小流動(dòng)孔徑驅(qū)替壓力，MPa；系數(shù)a、b大小取決于壓汞實(shí)驗(yàn)儀器上下限壓力，當(dāng)壓汞儀器最大、最小測(cè)量壓力分別為 200 MPa 和 0.005 MPa 時(shí)，a=4.60，b= -3.21。為了驗(yàn)證式（1）的正確性，建立起地層條件下巖心最小流動(dòng)孔徑壓力pcmin與電成像相對(duì)進(jìn)汞壓力Yg的擬合關(guān)系：

根據(jù)驅(qū)替電阻率聯(lián)測(cè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)巖心電阻率Rt與驅(qū)替壓力pc在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)系下成分段線性關(guān)系。因此可獲得小孔喉半徑部分含水巖石電阻率與驅(qū)替壓力的關(guān)系：

若儲(chǔ)層驅(qū)替壓力pc等于最小流動(dòng)孔徑壓力pcmin，則巖石電阻率為僅含束縛水的儲(chǔ)層電阻率RB，利用經(jīng)典阿爾奇公式可計(jì)算出真實(shí)的巖心束縛水飽和度Swir。

3.作用和效果

將該方法應(yīng)用于元壩氣田的一套以白云巖以及灰質(zhì)白云巖為主的上二疊統(tǒng)長(zhǎng)興組臺(tái)地礁、灘相地層，其巖性純，屬于超深儲(chǔ)層。YB27井6 110～6 145 m井段碳酸鹽巖儲(chǔ)集層以孔隙型儲(chǔ)層為主，物性具有低孔、低滲特征，孔隙度介于0.59%～19.98%、平均值為3.73%，滲透率介于0.0045～362.100 0 mD、平均值為0.114 mD。通過與巖心束縛水飽和度對(duì)比發(fā)現(xiàn)，計(jì)算得到的束縛水飽和度平均絕對(duì)誤差為3.21%，平均相對(duì)誤差為19.9%，散點(diǎn)集中均勻分布于45°線附近。

通過對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，新方法計(jì)算的束縛水飽和度在計(jì)算準(zhǔn)確率上高于擬合方法（R2=0.71），而且與巖心的變化趨勢(shì)也更加吻合，尤其是在束縛水飽和度較高時(shí)差距尤為明顯。由于推導(dǎo)過程是建立在已有認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)上的，不過度依賴實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在有巖心數(shù)據(jù)時(shí)可以通過擬合計(jì)算束縛水飽和度，而當(dāng)缺乏數(shù)據(jù)時(shí)則可以通過理論公式計(jì)算，式（3）中的兩個(gè)未知參數(shù)可由巖心刻度。因此，極大地拓展了該方法的適用性。