王翠平，潘保芝，陳剛

（吉林大學(xué)地球探測科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，吉林 長春 130026）

0 引 言

對于泥質(zhì)含量較多的低電阻率儲層，由導(dǎo)電模型得到的含水飽和度已不能真實(shí)反映油層的飽和度，電阻率模型評價(jià)含水飽和度的不確定性增加。利用壓汞資料確定地層含水飽和度［1］是一種不依賴于電阻率測井的方法。壓汞法測定的毛細(xì)管壓力曲線反映的是汞在一定壓力下進(jìn)入巖樣孔隙的過程，也就是模擬油氣藏形成過程中油驅(qū)替水的過程，因而用測定的壓汞資料研究巖樣的孔喉分布、原始油飽和度等重要參數(shù)都與實(shí)際情況有很高的符合度，特別是在油基泥漿取心等第一手資料較少的情況下，利用壓汞資料求含水飽和度尤其重要［2］。南海地區(qū)文昌油田低電阻率油層主要出現(xiàn)在珠江組一段，下部主要為濱－淺海的臨濱砂壩沉積，以中－細(xì)砂巖為主；上部為淺海沉積，主要以粉砂巖－極細(xì)砂巖為主。引起該區(qū)低電阻率的主要原因是巖性細(xì)、含泥重、束縛水飽和度高。為了提高低電阻率油層的測井解釋精度，本文利用壓汞資料對南海地區(qū)文昌油田低電阻率油層的飽和度進(jìn)行了評價(jià)。

1 壓汞資料確定含水飽和度理論基礎(chǔ)

在油氣聚集成藏的過程中，由于受到重力分異作用，油（氣）首先進(jìn)入孔隙結(jié)構(gòu)好、排驅(qū)壓力小的儲

層，而后，隨著排驅(qū)壓力的增加，油（氣）可以進(jìn)入孔隙結(jié)構(gòu)較差、排驅(qū)壓力大的儲層，使得含油飽和度進(jìn)一步加大［3］。在儲層性質(zhì)相同的條件下，流體驅(qū)動力作用主要受控于烴柱高度，因此儲層的含水飽和度與油氣在油藏中所在的位置密切相關(guān)［4］。由此可知，利用壓汞資料確定含水飽和度的理論基礎(chǔ)是毛細(xì)管壓力與油藏高度存在一定的轉(zhuǎn)換關(guān)系，即

將毛細(xì)管壓力數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成自由水面以上油藏高度，用于含水飽和度的計(jì)算。在毛細(xì)管理論的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)得到計(jì)算油藏高度的關(guān)系式［3，5］

式中，pcR是油藏條件下油水系統(tǒng)的毛細(xì)管壓力，Pa；ρw、ρo分別是油藏條件下水、油的密度，kg／m3；g是重力加速度，m／s2；H是自由水面以上油藏高度，m。

壓汞實(shí)驗(yàn)得到的毛細(xì)管壓力資料給出了實(shí)驗(yàn)室條件下非潤濕相流體飽和度與相應(yīng)的毛細(xì)管壓力數(shù)據(jù)，將實(shí)驗(yàn)室條件下的汞－空氣系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成油藏條件下的油－水系統(tǒng)，得到油藏條件下的毛細(xì)管壓力數(shù)據(jù)，其轉(zhuǎn)換關(guān)系為［3，5］

式中，pc、σL、θL分別為實(shí)驗(yàn)室條件下汞的毛細(xì)管壓力、界面張力和接觸角；pcR、σR、θR分別為油藏條件下油、水毛細(xì)管壓力、界面張力和接觸角。這樣，就可以導(dǎo)出毛細(xì)管壓力與油藏高度間的關(guān)系式

通過已知的油水界面張力、油水密度、接觸角等參數(shù)求出毛細(xì)管壓力pc與自由水面以上油藏高度H的關(guān)系表達(dá)式（4），將其帶入到飽和度模型中，即可得到儲層的含水飽和度。

2 壓汞資料確定含水飽和度方法

利用壓汞資料確定含水飽和度有很多實(shí)現(xiàn)方法，比如J函數(shù)法［6－7］、滲透率相關(guān)法［8］、孔隙度相關(guān)法［9］以及格思里多項(xiàng)式法［9－11］，這些方法雖然應(yīng)用比較簡便，但是限制了含水飽和度統(tǒng)計(jì)模型的形式，而且涉及的系數(shù)較多，不易確定。格思里多項(xiàng)式方法中，將孔隙度、滲透率單獨(dú)作為多項(xiàng)式中的1項(xiàng)，忽略了孔滲之間的聯(lián)系，降低了評價(jià)精度。針對這些問題，本文提出了一種改進(jìn)的方法，在考查的若干個(gè)關(guān)系式中選取最優(yōu)的關(guān)系，避免因關(guān)系形式的差異給方法的適用性帶來的影響。

表1 含水飽和度與孔隙度、滲透率的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系表

綜合考慮多地區(qū)的孔滲關(guān)系，認(rèn)為含水飽和度與孔隙度、滲透率之間的關(guān)系一般有10種經(jīng)驗(yàn)公式（見表1），應(yīng)用多塊樣品的壓汞資料，對表1中10種函數(shù)關(guān)系一一進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。為簡單起見，假定自變量與因變量之間呈線性關(guān)系。每一關(guān)系對于n個(gè)壓力條件（pc1，pc2，…，pcn）有n個(gè)不同的方程。同時(shí)也得出n個(gè)相關(guān)系數(shù)，取其相關(guān)系數(shù)的平均值，平均相關(guān)系數(shù)最大的關(guān)系式是最合適的。這樣，含水飽和度與孔隙度、滲透率的關(guān)系式更適用于研究區(qū)域。

同樣，確定系數(shù)與毛細(xì)管壓力間關(guān)系的方法也有相應(yīng)改進(jìn)。假設(shè)10個(gè)關(guān)系式中以lgSw－φ·lgK的平均相關(guān)系數(shù)最大，認(rèn)為Sw滿足該關(guān)系式，則在每一個(gè)毛細(xì)管壓力pci（i＝1，2，…，n）條件下，有

式中，系數(shù)A、B都是與毛細(xì)管壓力pc密切相關(guān)的，那么就可以擬合出系數(shù)A、B分別與毛細(xì)管壓力的關(guān)系，即

這樣，就得到了含水飽和度與毛細(xì)管壓力、孔隙度、滲透率的關(guān)系

該關(guān)系式較為準(zhǔn)確地反映了研究區(qū)域的儲層特性，結(jié)合毛細(xì)管壓力與油藏高度間的轉(zhuǎn)換關(guān)系式（4），就能確定儲層的含油氣性。

3 應(yīng)用實(shí)例

將該方法在南海地區(qū)文昌油田珠江組一段低電阻率油層進(jìn)行了應(yīng)用，對研究區(qū)22塊巖樣的壓汞數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，分別對表1中的關(guān)系式進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得到關(guān)系式5的相關(guān)系數(shù)最大，為0.77，則認(rèn)為含水飽和度與孔隙度、滲透率間的關(guān)系符合該形式。在此基礎(chǔ)上，擬合了系數(shù)A、B與毛細(xì)管壓力pc之間的關(guān)系（見圖1、圖2），最終得到了利用孔滲數(shù)據(jù)和油藏高度定量計(jì)算含水飽和度的方程

對WC×井的11塊密閉取心的巖樣數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，已知其自由水面深度為1 230 m，從實(shí)驗(yàn)資料獲取巖心取樣深度，即可得到該巖樣的自由水面以上油藏高度H，結(jié)合孔隙度、滲透率數(shù)據(jù)，利用式（9）計(jì)算含水飽和度，將計(jì)算結(jié)果與密閉取心的含水飽和度進(jìn)行對比（見圖3），吻合較好，兩者相關(guān)系數(shù)為0.97，絕對誤差為3.84%。從該結(jié)果可以看出，在缺少密閉取心資料的情況下，可以用壓汞資料計(jì)算的含水飽和度代替密閉取心的含水飽和度作為測井解釋的校驗(yàn)值。

4 結(jié) 論

（1）低電阻率油層的泥質(zhì)含量高、礦化度低，應(yīng)用壓汞資料確定其含水飽和度，得到的結(jié)果與密閉取心資料更加相符，評價(jià)精度較高。

（2）當(dāng)缺乏密閉取心資料時(shí)，利用壓汞資料確定的含水飽和度，可以作為測井解釋結(jié)果的校驗(yàn)值。

圖3 計(jì)算的含水飽和度與密閉取心數(shù)據(jù)的對比圖

（3）利用壓汞資料評價(jià)低電阻率油層含水飽和度，關(guān)鍵是含水飽和度方程的建立。由于關(guān)系式形式多樣，對數(shù)據(jù)進(jìn)行合理分析與處理，得到最優(yōu)的關(guān)系式，才能為精確評價(jià)含水飽和度打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

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