李興麗，呂洪志，張占松，崔云江，陸云龍

（1．中海石油（中國）有限公司天津分公司，天津300452；2．長江大學，湖北 荊州434023）

0 引 言

隨著渤海部分油田開發(fā)程度的不斷深入，油田進入中—高含水期，面臨著綜合調(diào)整挖掘剩余油產(chǎn)能的任務。這個過程中水淹層評價是測井解釋的首要工作。水淹層評價主要通過測井計算驅(qū)油效率再依據(jù)巖心相滲實驗確定的驅(qū)油效率和含水率關(guān)系進行水淹級別劃分［1］。計算驅(qū)油效率的關(guān)鍵是得到原始含油飽和度。渤海油田采用反演原始電阻率的方法求取原始含油飽和度。該方法要借助周圍鄰井未水淹儲層電阻率與物性（例如，孔隙度）的相關(guān)關(guān)系，綜合考慮周邊各井相關(guān)性求取目標井原始地層電阻率［2］，適用于橫向變化小的儲層。在渤海三角洲相沉積的SZ油田應用效果好。對于河流相沉積的儲層，原始電阻率與物性相關(guān)關(guān)系往往較差，不能簡單地通過物性參數(shù)（孔隙度、泥質(zhì)含量等）與原始電阻率統(tǒng)計關(guān)系求取原始電阻率，使評價水淹級別成為難題。

本文利用壓汞毛細管壓力曲線可以得到地層原始含油飽和度的性質(zhì)，引入擬毛細管壓力曲線重構(gòu)技術(shù)，根據(jù)測井資料獲得連續(xù)的擬毛細管壓力曲線，結(jié)合油柱高度計算原始含油飽和度，進而得到驅(qū)油效率，實現(xiàn)水淹層的定量解釋。

1 擬毛細管壓力曲線重構(gòu)技術(shù)

1．1 擬毛細管壓力曲線

1960年Thomeer［3］發(fā)現(xiàn)壓汞實驗得到的毛細管壓力曲線可以用數(shù)學上的雙曲線表示

式中，Vb為pc壓力下的進汞體積，%；Vb∞為壓力無限大時的進汞體積，即完全連通的孔隙體積，%；Fg為孔喉幾何因子，無量綱；pc為毛細管壓力，MPa；pd為排驅(qū)壓力，MPa。式（1）中Vb／Vb∞為進汞飽和度Sb。

1塊巖心對應1條毛細管壓力曲線，毛細管壓力曲線由排驅(qū)壓力、無限大壓力下進汞體積、孔喉幾何因子確定（見圖1）。

1．2 孔喉幾何因子的確定

1981年，Swanson［4］研究發(fā)現(xiàn)，在雙對數(shù)坐標下，45°線與毛細管壓力曲線的交點預示著非潤濕相流體從連通的大孔道進入更小孔隙的開始，稱為Swanson’s point（圖1中A點）。把A點的進汞體積、毛細管壓力代入式（2）可得到孔喉幾何因子Fg

式中，VA為拐點對應的進汞體積，%；pc，A為拐點對應的毛細管壓力，MPa。

圖1 拐點示意圖

圖2 拐點計算方法

由此可見，毛細管壓力曲線重構(gòu)過程中A點的選取極為關(guān)鍵。在雙曲線上A點即為該曲線導數(shù)極大值所對應的點，其進汞飽和度與壓力的比值最大［5］（見圖2）。通過大量實驗證實排驅(qū)壓力pd、拐點壓力pc，A、拐點進汞飽和度與壓力比值（Sb／pc，A）與滲透率K具有非常好的相關(guān)關(guān)系［6］（見圖3），有

圖3 排驅(qū)壓力、拐點與滲透率的相關(guān)關(guān)系

1．3 擬毛細管壓力曲線重構(gòu)效果

圖4是根據(jù)上述重構(gòu)技術(shù)，利用滲透率得到的擬毛細管壓力曲線。通過對比發(fā)現(xiàn)，重構(gòu)的擬毛細管壓力曲線與實驗測量毛細管壓力曲線基本一致。從渤海幾個油田應用效果來看，在中—高滲透率儲層擬毛細管壓力曲線與實驗測量結(jié)果符合率可達70%。

圖4 擬毛細管壓力曲線與實驗測量毛細管壓力曲線對比

2 利用擬毛細管壓力曲線評價水淹層

2．1 原始含油飽和度計算

根據(jù)擬毛細管壓力曲線重構(gòu)技術(shù)，通過測井滲透率獲得連續(xù)的擬毛細管壓力曲線。結(jié)合油田各個油組油水界面，由式（4）確定油藏不同深度對應的毛細管壓力

式中，pc為油藏條件下毛細管壓力，MPa；h為距油水界面的高度（油柱高度），m；ρw地層水密度，g／cm3；ρo原油密度，g／cm3；σL為實驗室條件下界面張力，mN／m；σR為油藏條件下界面張力，mN／m；θL為實驗室條件下潤濕角，（°）；θR為油藏條件下潤濕角，（°）。

將油藏條件下毛細管壓力pc代入式（1）擬毛細管壓力曲線飽和度與毛細管壓力之間的關(guān)系中，即可得到原始含油飽和度。

2．2 水淹層定量劃分與評價

根據(jù)原始含油飽和度計算驅(qū)油效率

式中，η為驅(qū)油效率，無量綱；So，oip為原始含油飽和度，%；So為剩余油飽和度，%。

圖5 驅(qū)油效率與含水率關(guān)系圖

如果已知原油黏度，結(jié)合油田巖心相對滲透率分析數(shù)據(jù)，得到相應原油黏度下驅(qū)油效率與含水率關(guān)系（見圖5），根據(jù)含水率劃分水淹級別（見表1）。

表1 水淹級別劃分

3 擬毛細管壓力曲線評價水淹層效果

將擬毛細管壓力曲線評價水淹層的結(jié)果與密閉取心井巖心分析結(jié)果、原始電阻率反演法處理結(jié)果對比發(fā)現(xiàn)，該方法對于評價中—高滲透性儲層水淹層具有良好的效果。

圖6為原始電阻率反演法評價水淹級別效果較好的SZ油田×－N9井、×－C38井擬毛細管壓力曲線法（第7道）與原始電阻率反演法（第6道）結(jié)果對比圖?？梢钥闯?種方法對于水淹級別的劃分（第3道、第8道）一致。

圖7 ×－A31井擬毛細管壓力曲線處理結(jié)果與巖心分析結(jié)果對比圖

圖8 ×－1井低電阻率油層擬毛細管壓力曲線法與電阻率法計算的含油飽和度對比

圖7為典型河流相沉積的QD油田密閉取心井×－A31擬毛細管壓力曲線處理結(jié)果與巖心分析結(jié)果對比圖。擬毛細管壓力曲線得到的原始含油飽和度（第5道紅線）與巖心分析結(jié)果（第5道圓點）十分吻合。根據(jù)驅(qū)油效率（第6道）劃分的水淹級別與巖心觀察水淹級別（第9道）基本一致。圖8為×－1井低電阻率油層擬毛細管壓力曲線法（第4道紅線）與電阻率法（第4道黑線）計算的含油飽和度對比圖。在正常電阻率油層（圖8中①號層底部），兩種方法計算的含油飽和度相同；在低電阻率層（圖8中②號層），擬毛細管壓力曲線法計算的飽和度（50%～70%）明顯高于電阻率法計算的含油飽和度（30%～40%），該層3MPa壓差下DST測試產(chǎn)油41．9m3／d、產(chǎn)氣52296m3／d，證實擬毛細管壓力曲線法計算結(jié)果更合理。

4 結(jié) 論

（1）根據(jù)毛細管壓力曲線代表著油柱高度與原始含油飽和度之間的關(guān)系建立了利用毛細管壓力曲線計算原始含油飽和度評價水淹層的方法。

（2）通過引入毛細管壓力曲線重構(gòu)技術(shù)實現(xiàn)了利用滲透率獲取擬毛細管壓力曲線，確保未取心井段能夠得到高質(zhì)量擬毛細管壓力曲線，達到原始含油飽和度的精確計算，實現(xiàn)水淹級別的定量評價。

（3）通過渤海油田應用證實，在中—高滲透性儲層擬毛細管壓力曲線法評價水淹層效果與巖心分析結(jié)果吻合較好，對于低孔隙度、低滲透率等復雜孔隙結(jié)構(gòu)儲層仍需做進一步研究。對于低電阻率油、氣層，該方法能夠得到較為合理的原始含油飽和度。

［1］胡俊，楊旭明，陳燕章．水淹層測井評價之產(chǎn)水率方法研究［J］．新疆石油學院學報，2004，16（4）：25－28．

［2］顧保祥．利用原始電阻率反演定量評價水淹層［J］．中國海上油氣，2009，21（2）：105－108．

［3］Thomeer J H M．Introduction of a Pore Geometrical Factor Defined by the Capillary Pressure Curve［J］．Journal Petroleum Technology，1960，12（3）：73－77．

［4］Swanson B F．A Simple Correlation Between Permeabilities and Mercury Capillary Pressures［J］．Journal Petroleum Technology，1981，33（12）：2498－2504．

［5］Joseph M Hawkins．Capillary Pressure Model Predicts Distance to Gas／Water，Oil／Water Contact［J］．Oil and Gas Journal，1993，91（3）：39－43．

［6］王培春，李興麗，張琳琳，等．利用常規(guī)測井物性曲線重構(gòu)毛細管壓力曲線［J］．測井技術(shù)，2012，36（1）：33－36．