陳丹磬（中海石油（中國）有限公司天津分公司渤海石油研究院，天津 300452）

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基于常規(guī)孔滲定量預判束縛水飽和度合理值范圍

陳丹磬
（中海石油（中國）有限公司天津分公司渤海石油研究院，天津 300452）

針對影響相滲參數(shù)的兩大主控因素——流體性質(zhì)及巖心物性，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)深入分析在相同油水黏度比值下束縛水飽和度隨著巖心物性改變的變化規(guī)律。將渤海油田相滲實驗所用巖心劃分為稀油中高滲固結(jié)、稀油低滲/特低滲固結(jié)、稀油疏松、稠油疏松四大類，并建立各類巖心束縛水飽和度預判圖版，以指導后續(xù)相滲實驗數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制，并在已知常規(guī)孔滲數(shù)據(jù)的條件下，根據(jù)不同油水黏度比值的圖版預判束縛水飽和度的合理值范圍。目前該方法已應用于渤海油田。

相對滲透率；束縛水飽和度；孔隙度；滲透率

0　引言

相滲實驗是開發(fā)實驗中非常重要的一環(huán)，相滲曲線應用范圍極廣［1-3］，從產(chǎn)能設計、單井配產(chǎn)、含水上升規(guī)律研究［4-5］到礦場數(shù)值模擬等方面均有應用。

相滲實驗中束縛水飽和度（Swi）隨巖心滲透率增大而減小的規(guī)律已被國內(nèi)學者認知，在對渤海油田油水相滲實驗束縛水飽和度數(shù)據(jù)統(tǒng)計中發(fā)現(xiàn)，無論稀油相滲數(shù)據(jù)還是稠油相滲數(shù)據(jù)也均體現(xiàn)出這一規(guī)律。但是，這一規(guī)律只是根據(jù)巖心物性對束縛水飽和度的簡單定性判斷。實際上，由于實驗流體黏度的差異，在相同滲透率條件下，束縛水飽和度值的變化范圍上下偏差仍然較大，即使偏離均值線幅度較大也不能完全判斷該點束縛水飽和度值是否合理。因此，簡單回歸束縛水飽和度和滲透率的定量公式來預測束縛水飽和度會產(chǎn)生較大誤差。

為解決這一問題，結(jié)合國內(nèi)學者在油水相滲方面已取得的各種影響因素分析成果［6-15］，圍繞巖心物性和流體性質(zhì)這兩大主控因素對渤海油田相滲束縛水飽和度數(shù)據(jù)進行深入分析，旨在建立一種在相滲實驗前，可以根據(jù)已取得的巖心孔滲數(shù)據(jù)和將采用的實驗流體黏度，提前定量預判束縛水飽和度的合理值范圍，有效篩選出不合格實驗數(shù)據(jù)。目前國內(nèi)尚未看到針對相滲實驗數(shù)據(jù)質(zhì)量把控的成果總結(jié)文獻。

1　渤海油田相滲實驗巖心分類

由于儲層成藏過程的差異性，渤海油田相滲實驗巖心類型主要分為固結(jié)巖心和疏松巖心兩大類。固結(jié)巖心主要分布在東三段、沙河街組及以下層位，疏松巖心主要分布在明化鎮(zhèn)組、館陶組及部分東一、東二段。固結(jié)巖心和疏松巖心由于巖心顆粒、礦物組分及結(jié)構(gòu)的差異，導致在相同的孔滲實驗條件下，相滲的束縛水飽和度值分布會不一樣。因此，在研究相滲束縛水飽和度時，有必要進一步細分巖心類型?？紤]到渤海油田稠油相滲實驗所用巖心均是疏松巖心，渤海油田稀油相滲實驗所用巖心為固結(jié)巖心和疏松巖心，同時稀油固結(jié)巖心中的低滲/特低滲巖心的微觀孔隙結(jié)構(gòu)又不同于稀油中高滲固結(jié)巖心，所以根據(jù)巖心類型、巖心物性和實驗流體性質(zhì)等主要影響因素，將渤海油田相滲實驗巖心細分為稀油中高滲固結(jié)巖心、稀油低滲固結(jié)巖心、稀油疏松巖心、稠油疏松巖心4種類型（見表1）。

表1　4種類型相滲實驗巖心對應的巖心物性、流體性質(zhì)

2　束縛水飽和度變化規(guī)律

在相滲實驗巖心細分的基礎上，進一步深入研究常規(guī)孔滲與束縛水飽和度的關(guān)系。研究方法如下：1）為排除流體性質(zhì)的干擾，每5個油水黏度比值歸為一類（油水黏度比值從0開始，步長為5），同一類中流體性質(zhì)對束縛水的影響可以忽略；2）在同一類油水黏度比值范圍內(nèi)，再將每5.0%的束縛水飽和度歸為一類（束縛水飽和度從5.0%開始，步長為5.0%），對渤海油田4種巖心的相滲束縛水飽和度變化規(guī)律進行室內(nèi)實驗研究；3）把實驗室得到的束縛水飽和度對應巖心孔滲情況繪制成圖，通過圖版分析束縛水飽和度的變化規(guī)律。

以稀油固結(jié)巖心在油水黏度比值為0～5時得到的孔滲分布圖為例（見圖1）加以說明。

圖1　Swi對應孔滲分布

圖1a為稀油固結(jié)巖心在油水黏度比值為0～5時的束縛水飽和度預判模板。從模板中不僅可以定性看出束縛水飽和度隨著孔隙度和滲透率的增大而減小的趨勢，同時可以將束縛水飽和度減小的程度定量區(qū)分開（體現(xiàn)為不同色標數(shù)據(jù)點不夾雜在一起）。盡管相同色標內(nèi)對應束縛水飽和度數(shù)值上還存在5.0%的不確定性，但是這個精度已經(jīng)可以滿足在相滲實驗前，僅僅根據(jù)測得的孔滲數(shù)據(jù)來提前定量預判束縛水飽和度合理值范圍，并以此篩除不合格樣品的需要。

圖1b為渤海油田某A井稀油固結(jié)巖心相滲實驗結(jié)果的預判。該井巖心孔隙度為20.7%，滲透率為613.0×10-3μm2，實驗用油黏度為2.1 mPa·s，油水黏度比值為4，實驗室測得束縛水飽和度為24.6%。在稀油固結(jié)巖心油水黏度比值為0～5的這一類圖版里，根據(jù)該巖心的孔滲，可以定量判斷出其束縛水飽和度的合理值，即其束縛水飽和度分布在30.0%～35.0%。很顯然實驗室測得的束縛水飽和度偏小，屬于不合格數(shù)據(jù)。

3　束縛水飽和度預判圖版

根據(jù)以上研究方法，建立了渤海油田4種相滲實驗巖心類型的束縛水飽和度預判圖版。圖2—圖5為不同類型巖心的部分束縛水飽和度預判圖版。

從圖3a可以看出，在油水黏度比值為0～5時，稀油低滲固結(jié)巖心相滲實驗點較少，無法反映出規(guī)律；從圖3b可以看出，在油水黏度比值為0～5時，特低滲固結(jié)巖心相滲實驗點隨著巖心物性的增大，束縛水飽和度在逐漸減小。

根據(jù)分別建立的各種束縛水飽和度預判圖版，可以有效地篩選出渤海油田相滲實驗數(shù)據(jù)的不合格樣品，同時也可以在相滲實驗前，根據(jù)已取得的常規(guī)孔滲數(shù)據(jù)對相滲束縛水飽和度范圍進行定量預判，目前該方法已在渤海油田應用多井次（見圖6）。

圖2　稀油中高滲固結(jié)巖心Swi預判圖版

圖3　稀油低滲/特低滲固結(jié)巖心Swi預判圖版

圖4　稀油疏松巖心Swi預判圖版

圖5　稠油疏松巖心Swi預判圖版

圖6　Swi預判圖版應用

從圖 6a可以看出，B井 Swi合理值在 30.0%～35.0%，實驗數(shù)據(jù)（45.1%）判斷為異常點；從圖6b可以看出，C井 Swi合理值在35.0%～40.0%，實驗數(shù)據(jù)（54.1%）判斷為異常點；從圖6c可以看出，D井Swi合理值在45.0%～50.0%，實驗數(shù)據(jù)（33.1%）判斷為異常點；從圖 6d可以看出，E井 Swi合理值在 25.0%～30.0%，實驗數(shù)據(jù)（32.9%）判斷為異常點。

4　結(jié)論

1）預判圖版可以在相滲實驗前，結(jié)合已有的常規(guī)孔滲數(shù)據(jù)進行束縛水飽和度合理值的預判，也可以從已取得的實驗結(jié)果中篩選出不合理值樣品。

2）通過圖版的形式首次完成對相滲實驗數(shù)據(jù)質(zhì)量的客觀定量判斷，研究思路及方法具備一定的推廣應用價值。

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（編輯史曉貞）

Reasonable value estimation of irreducible water saturation by porosity and permeability characteristics

Chen Danqing
（Bohai Oilfield Research Institute，Tianjin Branch of CNOOC Ltd.，Tianjin 300452，China）

in view of fluid property and petrophysics，the two main control factors of the relative permeability parameters，we established a set of application charts which show the rules how irreducible water saturation varies with petrophysics under the same oil/water viscosity ratio by experimental data.Four kinds of application charts were established by convention consolidated core of diluted oil，low permeability consolidated core of diluted oil，loose core of diluted oil and loose core of heavy oil，which could guide the quality control of relative permeability experiment data and estimate the range of reasonable value of irreducible water saturation.Now，this method has been applied to Bohai Oilfield.

relative permeability；irreducible water saturation；porosity；permeability

國家科技重大專項課題“海上油田叢式井網(wǎng)整體加密及綜合調(diào)整油藏工程技術(shù)示范”（2011ZX05057-001）

TE135

A

10.6056/dkyqt201601017

2015-07-01；改回日期：2015-11-12。

陳丹磬，女，1964年生，高級工程師，1987年本科畢業(yè)于江漢石油學院油氣田開發(fā)專業(yè)，主要從事開發(fā)實驗研究。E-mail：chendq@cnooc.com.cn。

引用格式：陳丹磬.基于常規(guī)孔滲定量預判束縛水飽和度合理值范圍［J］.斷塊油氣田，2016，23（1）：77-80.

Chen Danqing.Reasonable value estimation of irreducible water saturation by porosity and permeability characteristics［J］.Fault-Block Oil&Gas Field，2016，23（1）：77-80.