朱定軍

(中海石油(中國)有限公司湛江分公司，廣東 湛江 524057)

實(shí)驗(yàn)室?guī)r芯分析油水飽和度是一項(xiàng)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)研究，具有準(zhǔn)確性較高的特點(diǎn)(王允誠，1993)。但常規(guī)分析采用的是模擬油藏性質(zhì)的油水飽和度，缺乏真實(shí)油藏狀態(tài)下的飽和度表征。21世紀(jì)初密閉取芯技術(shù)逐漸發(fā)展起來，它是指在水基鉆井液中取得的巖芯基本不受鉆井液的污染，能真實(shí)再現(xiàn)地層原始地質(zhì)孔隙度、含油飽和度及水侵和含水率等資料(易貴華等，2008)。通過對特殊取芯技術(shù)獲取的巖芯進(jìn)行油水飽和度分析，可以準(zhǔn)確獲得油層原始含油飽和度和地層孔隙度等重要地質(zhì)資料，以制定合理的勘探開發(fā)方案及措施挖潛方案。

文昌油田珠江組儲層縱向上為一個(gè)持續(xù)海進(jìn)的沉積層序，儲層巖性以中-細(xì)砂巖為主。油田總體上屬高孔中高滲儲層，由于受到沉積相及成巖作用的控制，自下向上儲層物性變差。按儲層深度分成1 100～1 150 m，1 200～1 250 m，1 280～1 330 m三段。1 100～1 150 m巖芯孔隙度介于13.2%～37.3%，滲透率K介于0.1～116.7 mD；1 200～1 250 m巖芯孔隙度介于24.4%～41.8%，滲透率K介于1.5～5 314.6 mD；1 280～1 330 m巖芯孔隙度介于14.1%～48.7%，滲透率K介于3.4 ～7 539.8 mD。文昌油田珠江組為天然水驅(qū)油藏，邊底水能量充足；綜合含水89.5%，處于高含水開發(fā)階段；采出程度54.2%，采出程度高，調(diào)整挖潛難道大，因此有必要搞清楚儲層剩余油富集情況，指導(dǎo)油田開發(fā)生產(chǎn)。

1 密閉取芯飽和度實(shí)驗(yàn)分析

實(shí)驗(yàn)室主要采用蒸餾抽提法測試含水飽和度和含油飽和度數(shù)據(jù)。文昌油田珠江組密閉取芯后，通過蒸餾抽提法測得巖樣含油/含水飽和度數(shù)據(jù)(圖1)，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，實(shí)測含水飽和度的范圍為2.8%～89.9%，均值為46.2%；實(shí)測含油飽和度的范圍為1.4%～80.8%，均值為30.2%。

分析圖1還可發(fā)現(xiàn)，實(shí)測流體飽和度合計(jì)值(含水飽和度測試值Sw測+含油飽和度測試值So測)的范圍為38.2%～99.7%，均值為76.4%，表明在蒸餾過程中，原來飽和的油水量存在損失，導(dǎo)致實(shí)測總飽和度值均小于100%。因此，有必要對實(shí)測的含油/含水飽和度進(jìn)行校正，還原巖芯的真實(shí)含油飽和度及含水飽和度值。

圖1 巖芯實(shí)測流體飽和度柱狀圖Fig.1 Measured fluid saturation column of core

2 飽和度實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)校正

根據(jù)飽和度校正方法(文政等，2006；王謙等，2014；譚鋒奇等，2013),設(shè)油和水的剩余率分別為η1和η2,則有:

So校*η1=So測

(1)

Sw校*η2=Sw測

(2)

式中，So校，Sw校分別為巖石校正后含油、水飽和度，So測，Sw測分別為油、水實(shí)測飽和度。

So校+Sw校=1

(3)

So測/η1+Sw測/η2=1

(4)

換算得到

Sw測=A+B*So測

(5)

η2等于A,η1等于-A/B，A、B分別為飽和度系數(shù)。由公式(5)可知，經(jīng)過揮發(fā)以后巖芯測量的油水飽和度也呈線性關(guān)系，其截距和斜率即是A、B值。

由于油、水飽和度是分開獨(dú)立測量的，測量得到的油、水飽和度之和不一定為100%，通常會有小的浮動(dòng)。因此，需要對測量的數(shù)據(jù)作適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)處理，本次研究采用的方法是將飽和度數(shù)據(jù)的校正系數(shù)轉(zhuǎn)換成總損失量的百分含量，設(shè)飽和度數(shù)據(jù)總損失量中油的損失百分比為Y，水的損失百分比為1-Y，則有:

Y=(1-η1)/((1-η1)+(1-η2))

(6)

So校=(1-Sw測-So測)*Y+So測

(7)

Sw校=(1-Sw測-So測)*(1-Y)+So測

(8)

將珠江組密閉取芯的實(shí)測含水飽和度值和含油飽和度值進(jìn)行線性擬合(圖2)，Sw測和So測表現(xiàn)出良好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.895 7。根據(jù)得到回歸方程Sw測=0.767 9-1.013 9*So測，飽和度系數(shù)A和B分別為0.767 9和-1.013 9，計(jì)算出油和水的剩余率η1和η2分別為0.7574和0.7679，進(jìn)一步可以計(jì)算出真實(shí)的含水飽和度Sw校和含油飽和度So校。

圖2 實(shí)測油、水飽和度線性擬合Fig.2 Linear fitting of measured oil and water saturation

實(shí)測及校正后的含油/含水飽和度與縱向深度關(guān)系如圖3，4所示。通過校正后得到的真實(shí)含水飽和度值范圍為11.5%～90.6%，平均值為57.7%，明顯高于校正前的46.2%；校正后得到的真實(shí)含油飽和度值范圍為9.4%～88.5%，平均值為42.3%，明顯高于校正前的30.2%，表明經(jīng)校正后還原了實(shí)驗(yàn)過程中損失的油水量，得到了真實(shí)可信的油水飽和度值。

圖3 校正前后Sw對比Fig.3 Contrast diagram of water saturation correction

圖4 校正前后So對比Fig.4 Contrast diagram of oil saturation correction

3 實(shí)驗(yàn)測試剩余油飽和度研究

通過蒸餾法實(shí)驗(yàn)獲得密閉取芯井含水飽和度Sw校和含油飽和度So校后，針對取芯深度為1 100 ～1 150 m以及1 280～1 330 m的兩組巖芯，分別繪制含水飽和度Sw校，含油飽和度So校與滲透率K的縱向分布圖(圖5至圖10)。

圖5 Sw校和K縱向分布(1 100～1 150 m層段)Fig.5 Longitudinal distribution of Sw andK (1100～1150 m layer)

圖6 So校和K縱向分布(1 100～1 150 m層段)Fig.6 Longitudinal distribution of So and K (1 100～1 150 m layer)

圖7 Sw校和K縱向分布(1 280～1 330 m層段)Fig.7 Longitudinal distribution of Sw and K (1280～1330 m layer)

圖8 So校和K縱向分布(1 280～1 330 m層段)Fig.8 Longitudinal distribution of So and K (1 280～1 330 m layer)

分析圖5至圖8，對于1 100～1 150 m層段的巖芯，可以分為高滲段(1 120～1 130 m)和低滲段(1 130～1 145 m)，對于1 270～1 310 m層段的巖芯，同樣可以分為高滲段(1 280～1 290 m)和低滲段(1 290～1 310 m)，對比分析可以看出，高滲段的含水飽和度要明顯小于低滲段的含水飽和度，即高滲段的剩余油飽和度要大于低滲段的剩余油飽和度。另外整個(gè)井段平均剩余油飽和度高達(dá)42.3%，劃分為高滲段的1 120～1 130 m深度段的平均剩余油飽和度接近35.8%，劃分為高滲段的1 280～1 290 m深度段的平均剩余油飽和度接近73.1%。

把兩個(gè)深度段的巖芯整合起來分析(圖9，10)，高滲段(1 280～1 330 m)的含水飽和度要明顯小于低滲段(1 100～1 150 m)的含水飽和度，高滲段的剩余油飽和度要大于低滲段的剩余油飽和度。由此表明，在縱向上，油層隨著滲透率的增加，剩余油飽和度具有增大的趨勢。

圖9 Sw校和K縱向分布(1 150～1 330 m層段)Fig.9 Longitudinal distribution of Sw and K (1 150～1 330 m layer)

圖10 So校和K縱向分布(1 150～1 330 m層段)Fig.10 Longitudinal distribution of So and K (1 150～1 330 m layer)

4 剩余油分布規(guī)律分析

根據(jù)蒸餾法實(shí)測剩余油飽和度與滲透率關(guān)系曲線(圖11)。根據(jù)朱定軍等(2013a，2013b)、馬勇新等(2013)關(guān)于剩余油分布的研究認(rèn)識及陳俊宇等(2009)、劉明高(2002)研究的滲吸原理，在滲透率小于2 000 mD的區(qū)間，隨著滲透率越大，巖石孔隙半徑越大，毛管力就會越小，那么滲吸水驅(qū)動(dòng)力就越小，水體的滲吸速度和滲吸量就越小，能夠占據(jù)孔隙替換出來的油就越少，所以滲吸水驅(qū)效率就越低，剩余油飽和度就越大。

圖11 實(shí)測剩余油飽和度與滲透率的關(guān)系Fig.11 Relationship between residual oil saturation and permeability

當(dāng)滲透率增大到一定值，即滲透率大于2 000 mD時(shí)，孔隙半徑很大，此時(shí)滲吸驅(qū)油不是油藏的主要驅(qū)油動(dòng)力，水體在流動(dòng)壓力梯度作用下直接沿大孔隙和裂縫道(非均質(zhì)性很弱)推進(jìn)，驅(qū)替原油效果很好，剩余油飽和度較低。

5 應(yīng)用實(shí)例

根據(jù)上述研究表明，珠江組剩余油富集,挖潛潛力較大。為了進(jìn)一步提高油組采收率，在剩余油富集區(qū)設(shè)計(jì)一口水平調(diào)整井挖潛剩余油。該調(diào)整井投產(chǎn)后，平均日增油170 m3/d(圖12)，預(yù)測累產(chǎn)油7.3 萬方，提高珠江組采收率0.4%。

圖12 調(diào)整井投產(chǎn)初期產(chǎn)出剖面圖Fig.12 Production profile of adjustment well in the early stage of production

6 結(jié)論

(1)應(yīng)用飽和度校正公式，本文對文昌油田珠江組密閉取芯井的實(shí)測含水飽和度及剩余油飽和度數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，校正前巖芯油水飽和度值為76.24%，校正后巖芯油水飽和度值為100%，進(jìn)而得到對應(yīng)井深的合理含水飽和度及剩余油飽和度數(shù)據(jù)。

(2)通過井深剖面上實(shí)驗(yàn)室測試與測井解釋的含水飽和度及剩余油飽和度隨滲透率的變化趨勢進(jìn)行對比分析，兩者變化趨勢相吻合，印證了實(shí)驗(yàn)室分析剩余油飽和度隨滲透率變化關(guān)系的正確性。

(3)分析認(rèn)為文昌油田珠江組整個(gè)取芯段平均剩余油飽和度高達(dá)40.6%，兩個(gè)高滲段的平均剩余油飽和度分別為35.8%和73.1%，在滲吸水驅(qū)油動(dòng)力下，油藏縱向上的水驅(qū)油效率并不高。表明油藏目前依靠天然底水已不能達(dá)到理想的驅(qū)油效率，通過對高滲透層剩余油富集區(qū)的調(diào)整挖潛，有效提高油田開發(fā)效果。