劉偉華 王璇 喬國安

摘 要：本文介紹了常壓干餾法測定巖心油水飽和度的原理和一種常用的數(shù)據(jù)校正方法，重點探討了另一種應用PVT單次脫氣數(shù)據(jù)計算油水飽和度的新方法，并全面分析了兩種方法的優(yōu)缺點，確定了PVT單次脫氣數(shù)據(jù)法的應用限制和使用條件。

關鍵詞：PVT單次脫氣數(shù)據(jù) 飽和度校正方法 密閉取芯

中圖分類號：TE31 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）08（a）-0008-02

Abstract：This paper describes the principle of measuring oil and water saturation using atmospheric distillation method and a common data correction method， another new method of calculating saturation using PVT single degassing experimental data is discussed， and make a comprehensive analysis of the advantages and disadvantages of the two methods and the limitation of using PVT single degassing experimental data.

Key Words：PVT Single Degassing Experimental Data；Saturation Correction；Sealing Core

在油藏開發(fā)初期預測石油儲量和開發(fā)后期檢查殘余油分布，都需要用到準確的油水飽和度數(shù)據(jù)，而密閉取芯就是一種廣泛使用的求取油層油水飽和度的有效方法[1-2]。在本文中，討論了一種采用常壓干餾法測試巖石油水飽和度的實驗技術，但是由于技術條件的限制，取芯到地面后，由于降溫、降壓和脫氣的影響[3]，實驗直接測定的油水飽和度之和往往小于真實值。因此，進行實驗室校正方法的研究是十分必要的。下面作者就常用的校正原理和方法作簡要闡述，并討論一種應用PVT單次數(shù)據(jù)快捷計算油水飽和度的新方法。

1 油氣水飽和度定義和測試原理

1.1 飽和度定義

油層中流體飽和度是指油、氣、水在巖石孔隙中所占體積的數(shù)量關系，即油、氣、水各相飽和度的大小和分布，或者就是單位孔隙體積內(nèi)油、氣、水所占的體積百分數(shù)。其表達式為：

So=Vo/Vp=Vo/（φ·Vf） （1）

Sg=Vg/Vp =Vg/（φ·Vf） （2）

Sw=Vw/Vp=Vw/（φ·Vf） （3）

式中：So、Sg、Sw分別為巖石內(nèi)油、氣、水的飽和度，%；

φ為巖石孔隙度，%；

Vf為巖石體積，cm3；

Vp為巖石體積Vf中的孔隙體積，cm3；

Vo、Vg、Vw為巖石體積Vf中或者孔隙體積Vp中的油、氣、水所占體積，cm3。

在油藏內(nèi)，流體飽和度的關系滿足以下表達式：

So+Sg+Sw=1 （4）

1.2 常壓干餾法測定油水飽和度原理

常壓干餾法的測定原理是將含有油水的巖心破碎成小塊，稱取一定質(zhì)量（M濕）的小塊巖心放入干餾筒中，密封后放在干餾儀內(nèi)在常壓下加熱巖樣。當溫度高于水的沸點時，巖心中的水變成水蒸汽，被干餾出來，這些蒸汽被冷卻后成為液體收集在帶有刻度的玻璃接收器內(nèi)，計量水的質(zhì)量（M水）和體積（V水）；再繼續(xù)升溫可干餾出巖樣中的結(jié)晶水和全部原油，計量總出油質(zhì)量（M油）和體積（V油）。最后用干餾巖樣鄰近的另一塊巖樣的干重M鄰和孔隙體積Vp鄰，計算出干餾巖樣的孔隙體積，進而求得干餾巖樣的油水飽和度，計算方法參考下面的飽和度校正方法。

2 飽和度校正方法

程會明[4]等人認為，，由于巖石骨架孔隙空間內(nèi)部上下靜水柱壓力相等，取芯過程中的巖石孔隙度為一常數(shù)，不會發(fā)生很大的變化，因此孔隙度導致的飽和度變化是很小的。另外根據(jù)物理模擬實驗可以看出，液體的揮發(fā)量也很小，基本可以忽略不計。因此，油水由于降溫、降壓和脫氣產(chǎn)生的液體體積的變化規(guī)律才是研究校正方法的重點。

2.1 水體積的校正

2.1.1 礦化度對水體積的影響

常壓干餾法所測定的水體積為常壓條件下的蒸餾水的體積V水，而實際情況是地層條件下的水為一定礦化度的鹽水，二者之間就存在一定的體積差異，所以必須加以校正，在這里定義校正系數(shù)JS。此系數(shù)可以在實驗室用蒸餾水配置模擬地層水來實現(xiàn)體積系數(shù)的測定。

2.1.2 降溫和降壓對水體積的影響

地層條件下，巖芯中的水處于高溫高壓狀態(tài)，巖芯取至地面的過程就是降溫降壓的過程。一方面是降溫使得水體積減小，另一方面則是降壓使水體積增大，二者效果綜合后實際體積的變化并不是太大。在此定義溫度對水體積影響的校正系數(shù)為JT，壓力對水體積影響的校正系數(shù)為JP。體積系數(shù)可以用蒸餾水做變溫和變壓模擬實驗來確定。

2.1.3 各因素綜合校正系數(shù)Jall和地層條件下的水體積V水

Jall=JS+JT+JP，V水=V水×Jall

2.2 干餾樣品孔隙體積Vp濕的確定

取洗油后質(zhì)量為M鄰的干餾樣品相鄰巖芯，做空氣孔隙度測試，得到孔隙體積值VP鄰，利用公式5計算出Vp濕。

（M濕-M油-M水）/M鄰=Vp濕/VP鄰 （5）

2.3 油水飽和度

水的飽和度，即Sw=V水/Vp濕，再根據(jù)公式4就可以計算出油氣飽和度總和，即So+Sg=1-Sw

3 PVT單次脫氣數(shù)據(jù)快捷計算飽和度方法

3.1 水體積校正

方法同2.1下條款。

3.2 油體積校正

PVT單次脫氣數(shù)據(jù)是原油高壓物性分析中的一個測試參數(shù)，指的是某溫度和壓力下的一定體積的原油樣品（此樣品須從測試層位帶壓保溫密閉取出）釋放到常溫常壓下，所產(chǎn)生的脫氣原油體積（或質(zhì)量）同氣體體積的數(shù)量關系。

3.2.1 PVT單次脫氣數(shù)據(jù)的獲取途徑

PVT單次脫氣數(shù)據(jù)的獲取途徑有兩個，第一個途徑是鄰井PVT高壓物性單次脫氣數(shù)據(jù)資料，第二個是應用鄰井生產(chǎn)資料的油氣比進行地層條件下的原油復配進行反向模擬計算得出。

3.2.2 應用PVT數(shù)據(jù)校正油體積的前提

井位相鄰，取芯層位相同、物性相近的情況才可以使用。

3.2.3 油體積校正系數(shù)JPVT和校正后的油體積V油的確定

PVT單次脫氣數(shù)據(jù)：即1mL的地層條件下未脫氣原油可以產(chǎn)生體積V脫的脫氣原油。那么校正系數(shù)JPVT=1mL/V脫，這樣就可以得到體積為V油的脫氣原油校正到地層條件下的體積V油，即V油=V油×JPVT

3.3 飽和度計算

Sw= V水/（V水+V油），So=V油/（V水+V油）

4 優(yōu)缺點對比

水體積法的優(yōu)點是，只需要測試出干餾出水量，配合實驗室測定的各因素體積校正系數(shù)就可以計算出油水飽和度數(shù)據(jù)。缺點是，需要進行大量的干餾樣品相鄰巖樣的鉆切、洗油和孔隙度測試工作，而且由于是相鄰巖樣而非原樣，測定的巖樣孔隙度同原樣有一定差異。

PVT單次數(shù)據(jù)法的優(yōu)點是，只需要相鄰井位的PVT單次數(shù)據(jù)就可以來校正油體積，配合校正后的水體積值就可以計算出油水飽和度值。這種方法無須測試相鄰巖樣的孔隙度，可以節(jié)省大量時間和工作，尤其是在提交任務緊迫的情況下，擁有無可比擬的優(yōu)勢。缺點是，必須擁有臨近井位的PVT單次數(shù)據(jù)，且最好是同層、物性相近的情況才能得到可靠的數(shù)據(jù)。

5 結(jié)論

在擁有同層、物性相近的鄰井PVT單次數(shù)據(jù)或鄰井生產(chǎn)油氣比數(shù)據(jù)資料，提交任務時間緊迫的情況下，運用PVT單次數(shù)據(jù)法計算油水飽和度，是一種快捷、可行的方法。

參考文獻

[1] 申本科，李萍.用毛管壓力資料對密閉取心井巖芯飽和度校正[J].國外測井技術，2004，19（2）：64-66.

[2] 王志高.濟陽坳陷利用油基泥漿和密閉取心資料建立測井解釋含油飽和度經(jīng)驗公式的出探[J].陸相石油地質(zhì)，1991，12：49-56.

[3] 胡學軍，楊勝來，李輝.密閉取心降壓脫氣對巖心含水飽和度的影響[J].西安石油大學學報：自然科學版，2004，19（6）：27-30.

[4] 程會明，李傳亮，程呈.密閉取心飽和度校正方法研究[J].科學技術與工程，2012，12（20）：4892-4895.