不同润湿性砂岩孔隙度与含油饱和度的定量关系

第35卷　第3期 西　北　地　质 V o l.35　N o.3 2002年(总142期) NOR THW EST ERN GEOLO GY 2002(Sum142)　文章编号:100926248(2002)0320090204

不同润湿性砂岩孔隙度与

含油饱和度的定量关系

吕成远1,张金功2

(11胜利石油管理局地质科学研究院,山东东营　257015;

21西北大学地质系,陕西西安　710069)

摘　要:通过实验的方法,测定了济阳坳陷、东濮坳陷及吐哈盆地1172个含油砂岩样

品的润湿性、孔隙度以及最大含油饱和度。对这些数据的统计分析表明,不同润湿性砂

岩孔隙度与最大含油饱和度大致存在线性定量关系。

关键词:砂岩;润湿性;孔隙度;含油饱和度

中图分类号:T E12212+3 文献标识码:A

含油饱和度是计算砂岩油藏石油储量的重要参数,也是进行油气运移聚集定量模拟及进行石油资源量计算的重要参数。目前,确定含油饱和度的方法有岩心直接测定、测井资料解释、毛细管压力计算等许多方法。这些方法的限制条件较多,实验室内测定岩心含油饱和度的方法较可靠,但要获得保持地下原始状态的岩心,则十分困难;用测井资料解释和毛细管压力计算获得的含油饱和度往往有较大的误差。

笔者通过实验的方法,研究了济阳坳陷、东濮坳陷及吐哈盆地绝大部分油气田1172个含油砂岩样品的润湿性、孔隙度以及最大含油饱和度,并分析了不同润湿性砂岩孔隙度与最大含油饱和度之间的定量关系。

1　实验方法

采用的实验方法是:首先测定含油砂岩的润湿性,然后测定其孔隙度,最后进行油驱水实验,测定砂岩在不出水时的含油饱和度(最大含油饱和度),具体方法如下。

111　砂岩润湿性的测定

砂岩润湿性测定采用胜利石油管理局地质科学研究院企业标准Q SD Y21999所制定的方法和流程。测试所用的主要仪器有KR22000C型高速离心机、天平、吸入仪、保温箱。测试

收稿日期:2002203206;修回日期:2002207206

基金项目:中国石油天然气总公司“九五”重点科技攻关项目(9600007204201)部分内容

作者简介:吕成远(19632),男,山东青州人,高级工程师,现为中国科学院地质地球物理研究所博士生,任胜利石油管理局地质科学研究院副总工程师,从事储量计算、石油地质分析测试等工作。

流程包括取样、样品准备、离心油驱、自吸水排油、离心水驱油、自吸油排水、离心油驱水、数据处理、润湿性判别、实验报告编写等多个环节。

112　砂岩孔隙度测定及最大含油饱和度测定

把测完润湿性的砂岩再次进行洗油、烘干,然后按照中国石油行业标准SY T 633921998所制定的有关测定油气相对渗透率的实施细则进行测定砂岩孔隙度、进行油驱水实验,并测定岩心不出水时的含油饱和度。所用的主要仪器设备有美国岩心公司制造的油气相对渗透率仪。测定流程包括岩样烘干、抽空饱和地层水,并求取砂岩孔隙体积及孔隙度,进行油驱水实验直至不出水,计算最大含油饱和度等几个环节。

2　实验结果

所进行的1172个砂岩样品实验中,有水湿砂岩样品803个,油湿样品120个,中性样品249个,砂岩孔隙度在9107%～4215%之间,最大含油饱和度在618%～9114%之间(表1)。

表1　润湿性、孔隙度及最大含油饱和度定量关系实验基本数据表

T ab 11　Fundm en tal data of w ettab ility ,po ro sity and m ax i m um o il satu rati on experi m en ts

润湿性

水湿油湿中性总数样品数

8031202491172孔隙度(%)

9107～42

1511125～3618311195～381639107～4215最大含油饱和度(%)618～871843511～91144817～8518618～9114

据上述实验数据,在算术坐标中分别作出水湿、油湿及中性砂岩孔隙度与最大含油饱和度关系散点图,并进行了回归统计分析。结果表明,水湿、中性及油湿砂岩的孔隙度越大,其含油饱和度也相应越大(图1,2,3),二者大致存在线性关系,其关系方程分别为:

水湿:Y =014252X +541435

(1) 中性:Y =013019X +621953

(2) 油湿:Y =013629X +641271

(3) 图1　水湿砂岩孔隙度与最大含油饱和度关系

F ig 11　R elati on betw een po ro sity and m ax i m um o il satu rati on of w ater 2w etting sandstone

19第3期 吕成远等:不同润湿性砂岩孔隙度与含油饱和度的定量关系

图2　中性砂岩孔隙度与最大含油饱和度的关系

F ig 12　R elati on betw een po ro sity and m ax i m um o il satu rati on of neu tral

sandstone

图3　油湿砂岩孔隙度与最大含油饱和度的关系

F ig 13　R elati on betw een po ro sity and m axm um satu rati on of o il 2w etting sandstone

式中　Y 为最大含油饱和度(%),X 为孔隙度%

。

另外,从回归趋势上看(图4),假若孔隙度值一定,那么,油湿砂岩的含油饱和度要大于中性砂岩,中性砂岩的要大于水湿砂岩。

3　结果分析

从所选取的含油砂岩的分布来看,由于涵盖了济阳坳陷、吐哈盆地及东濮坳陷的几乎所有油气田,具有一定的普遍性。

从获得的实验数据可以看出,砂岩饱和度与砂岩润湿性及孔隙度有密切的关系。对于一定孔隙度的砂岩,油湿砂岩的含油饱和度一般要大于中性砂岩及水湿砂岩。从这个角度分析,在进行石油储量计算特别是盆地模拟进行资源量计算时,要充分考虑储油砂岩的润湿性对含油

2

9 西 北 地 质 2002年

图4　不同润湿性砂岩孔隙度与含油饱和度的关系

F ig 14　R elati on betw een po ro sity and m axm um o il satu rati on of

sandstone w ith differen t w ettab ilities

饱和度的影响。

假若砂岩润湿性一定,那么,砂岩孔隙度越大,所达到的含油饱和度就相应越大,而且孔隙度与含油饱和度大致存在良好的线性关系。由于砂岩孔隙度是比较容易获得的参数,因而在石油储量计算和石油运聚量计算中,可以根据砂岩孔隙度和最大含油饱和度的定量关系来选取含油饱和度的大小。

参考文献:

[1]杨通佑,等1石油及天然气储量计算方法[M ]1北京:石油工业出版社,19911

[2]王捷,等1油气生成运移聚集模型研究[M ]1北京:石油工业出版社,19991

Quan titive relation sh ip between porosity

and o il saturation of sandstones w ith

d ifferen t wettabilities

LU Cheng 2yuan 1,ZHAN G J in 2gong

2(11S heng li P etroleum A dm in ista tion B u reau ,S hand ong D ongy ing ,257015,Ch ina ;

21D ep a rt m en t of Geology ,N orthw est U n iversity ,X i ’an 710069,Ch ina )

Abs tra c t :W ettab ility ,po ro sity and m ax i m um o il satu rati on of 1172sandstone sam p les from o ilfields of J iyang seg ,Dongp u seg and T uha basin s are detem ined by labo rato ry analysis 1T he data show that m ax i m um o il satu rati on of sandstones is directly p ropo rti onal to their po ro sity 1

Ke y w o rds :sandstone ;w ettab ility ;po ro sity ;o il satu rati on

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9第3期 吕成远等:不同润湿性砂岩孔隙度与含油饱和度的定量关系

埕海油田张巨河开发区原始含油饱和度计算方法研究

埕海油田张巨河开发区原始含油饱和度计算方法研究 储层原始含油饱和度是评价储层的重要指标，储量计算中确定原始含油饱和度参数有三种：（1）应用油基泥浆或密闭取心资料确定；（2）测井解释和岩电实验参数确定；（3）利用实验室毛管压力资料计算求取。文章重点探讨了毛管压力曲线计算储层原始含油饱和度的方法，在理论基础上，结合阿尔奇公式对埕海油田张巨河开发区实例进行验证，综合选取具有合理性、科学性的含油饱和度。 标签：毛管压力曲线；原始含油饱和度；储层 Abstract：The initial oil saturation of the reservoir is an important index for reservoir evaluation. In the calculation of reserves，there are three methods of oil saturation parameters：1）determined using oil-based mud or sealed coring data；2）determined through logging interpretation and rock electricity experiment parameters；3）obtained using capillary pressure data in laboratory. This paper mainly discusses the method of calculating the initial oil saturation of reservoir by capillary pressure curve. On the basis of theory and Arch ie’s formula，the example of Zhangjuhe Development Zone of Chenghai Oilfield is verified，thus comprehensive selection of reasonable and scientific oil saturation is made. Keywords：capillary pressure curve；initial oil saturation；reservoir 原始條件下储集层中油的体积占有效孔隙体积的百分比即为该油藏的原始含油饱和度[1]。原始含油饱和度是评价油气层，进行地质储量计算的重要参数之一。目前，储量计算中确定构造油藏原始含油饱和度参数的方法有三种：（1）应用油基泥浆或密闭取心资料确定；（2）测井解释和岩电实验参数确定；（3）利用实验室毛管压力资料计算求取。 1 石油地质条件 埕海油田张巨河开发区构造位置处于渤海湾盆地黄骅坳陷中部歧口凹陷南缘，埕宁隆起向歧口凹陷过渡的断阶式斜坡区，西邻歧南次凹，南至埕宁隆起，东至大港油田矿区边界。储油层为沙二段上部（E3s2上）、沙二段下部（E3s2下）油层组，储层岩性主要为岩屑长石砂岩和长石岩屑砂岩为主，属于岩性-构造油藏。储层孔隙度分布区间在11.41%-24.66%之间，中值18.12%；渗透率分布区间在0.2mD-1087.2mD之间，中值6.49mD，为中孔、低渗型储层，其含油性受控于储层岩性和物性。 2 原始含油饱和度的确定 埕海油田张巨河开发区由于密闭取心井油水同层资料较少，无法独立建立含油饱和度解释模型。因此，本文，首先应用毛管压力曲线资料求取含油饱和度，然后用阿尔奇公式进行验证，选取具有合理性、科学性的含油饱和度。

含油面积确定方法

含油面积确定方法 延安组油藏含油面积：延安组油藏属岩性—构造油藏，油藏受构造和岩性的双重控制。一般在构造的下倾方向或者构造低部位，受构造控制存在油水界面，在构造的上倾方向因砂岩物性变差或尖灭而形成致密层或泥岩遮挡，因此含油面积的圈定原则是： 1）构造下倾方向油藏见到油水界面的，以油水界面海拔圈定；油藏未探到油水界面的，以油层底界海拔圈定。 2）构造上倾方向或主砂体两侧，岩性遮挡带，以渗砂岩尖灭线圈定。 长8油藏含油面积：定44010井区长8油藏是典型的岩性油藏，油藏受岩性、物性双重控制。根据砂体展布图，并结合区域勘探开发成果以及临近区块对比成果，可以看出，油层主要沿主河道中部砂体厚度较大区带分布，砂体厚度小的河道遍布含油性变差或不含油，所以确定长8油藏含油面积圈定原则如下： 1）在砂岩主体带两侧以有效厚度2m线作为圈定含油边界。 2）依据地质综合分析在砂体、油层的延伸方向未探到边界的，含油面积边界采用以油层井或工业油流井外推1~1.5个开发井距作边界计算线。

井网及密度的计算方法 面积注水注采井数比=1：m=1:[（i-3）/2] m=（i-3）/2 井网密度：f=1/A=1/ ab， A=ab ，a：井排，b：井距 例1：400m×150m菱形反九点井网密度 f=1/A=1/ ab=1/（0.15×0.4）=16.67口/km2 例2：280m×280m正方形反九点井网密度 f=1/A=1/ ab=1/（0.28×0.28）=12.76口/km2

储量计算公式及计算参数确定 计算公式： Q=S×фH×So/B 式中：Q表示地质储量，单位：104 m3 S表示含油面积，单位：Km2 ф表示孔隙度，单位：％ H表示油层厚度，单位：m So表示含油饱和度，单位：％ B表示体积系数， 参数确定： 含油面积S的确定：以油井油层厚度为资料点，参照长81、长82勘探成果图（图5、图4）中砂体走向，以及油井油层фH数据确定含油面积边界（即фH零线），其原则是沿砂体走向方向含油面积边界向外延伸0.5-1Km（фH值大于1可延伸1Km,фH值小于1延伸0.5Km）；垂直砂体走向方向延伸0.25-0.5Km（取值原则同上）。最后编制长82、长81含油面积图（图7、图8）。 孔隙度ф的确定：由于油区缺乏油层岩芯孔隙度资料，ф值由以下经验公式计算，即： ф＝1.11△t－0.00199△t2－136.51 式中△t表示声波时差，从测井曲线油层段提取。

砂岩储层原始含油饱和度的求取与发展

收稿日期:2008204204 作者简介:栾海波(1967-),男,在读博士,从事油气田开发管理和研究。 文章编号:100023754(2008)0520018203 砂岩储层原始含油饱和度的求取与发展 栾海波1 ,林景晔2 ,崔月霞3 ,刘　玉 2 (11成都理工大学油气藏地质及开发工程国家实验室,四川成都　610059;21大庆油田有限责任公司勘探开发研究院, 黑龙江大庆　163712;31大庆油田有限责任公司第四采油厂,黑龙江大庆　163113) 摘要:采用油基泥浆取心或压力密闭取心直接测定样品的含流体饱和度是目前最准确的方法,也是建 立其他间接方法的基础,但在中—低砂岩渗透储层领域,这种直接取心测定工艺技术却出现了问题。 研究和改进用密闭取心样品直接测定原始含油饱和度的工艺、创新和开发用普通岩心(包括岩屑、井壁取心)测定含流体饱和度的技术和方法,以准确的岩心分析含流体饱和度数据标定建立地球物理测井和实验油藏工程等间接计算方法是今后研究砂岩储层油藏原始含油饱和度的发展趋势。关键词:密闭取心;原始含油饱和度;含油饱和度求取;发展趋势 中图分类号:TE12212+ 3 文献标识码:A Resolv i n g and advance of or i g i n a l o il s a tura tion i n s andstone reservo irs LUAN Hai 2bo 1 ,L IN J ing 2ye 2 ,CU I Yue 2xia 3 ,L IU Yu 2 (11Petroleum R eservoir Geology and D evelop m ent Engineering S tate L ab 1,Chengdu U niversity of Technology, S ichuan 610059,China;21Exploration and D evelop m ent R esearch Institu te of D aqing O ilfield Co m pany L td 1,D aqing 163712,China;31N o 12O il P roduction P lant of D aqing O ilfield Co m pany L td 1,D aqing 163113,China ) Abstract:A t p resent,the most accurate way t o directly deter m ine liquid saturati on and als o the basis of establishing others indirect methods are coring in oil 2based mud and p ressure sealed coring 1But in the field of medium 2l ow per mea 2bility sandst one reservoirs,the above direct coring technique appears p r oble m 1So the foll owing devel opment trends t o 2ward original oil saturati on study in sandst one reservoirs p r ove obvi ous:direct technol ogy t o study and i m p r ove sealed coring sa mp le;technique and method by innovated and devel oped common coring including r ock cutting and side wall coring;indirect methods containing the built geophysical l ogging and experi m ental oil reservoir engineering by accurately analyzing the bound fluid saturati on data calculati on 1 Key words:sealed coring;original oil saturati on;oil saturati on res olving;devel opment trend 1　砂岩油藏原始含油饱和度影响因素 及变化规律 111　影响油藏原始含油饱和度变化的因素 从石油二次运移和聚集到形成油藏及其以后的变化分析,在水动力影响不显著的条件下,影响原始含油饱和度变化的因素主要是驱动力和阻力 [1] 。驱动 力通常是油水密度差产生的浮力;阻力主要是储层的毛细管压力,当储层为水湿的时候,油进入油藏必须克服喉道的毛管压力。可表示为 F =(ρw -ρo )H ?g (1) p c = 2δow ?cos θow r (2) 式中　F ———油柱顶部产生的浮力;ρw 、ρo ———地层水、油的密度;H ———油柱高度;g ———重力加速度; p c ———孔隙对油、水两相的毛细管压力; r ———孔隙 喉道半径;δow — ——地层条件下油和水的界面张力;θow — ——油和水对岩石的润湿角。油藏中油水分布现状是驱动力和毛细管压力平衡的结果 [2] 。对于油藏中储油层的任意一点,油能进 入的最小孔隙半径为r m in [3] ,则有 (ρw -ρo )H ?g = 2δow ?co s θow r m in (3) ?81?第27卷 第5期 大庆石油地质与开发　P 1G 1O 1D 1D 1 2008年10月