利用arqie方程计算储层含油饱和度时岩电参数的检验与优化

利用arqie方程计算储层含油饱和度时岩电参数的检验与优化

目前，确定储层油饱和度的方法主要包括封闭取样法、经验模型法、油井数据解释法和毛细管压力曲线法。密闭取心分析法主要对密闭取心在实验室内采用合理的方法测定并计算出油、水饱和度,由于密闭取心的成本很高,实际中很少使用。经验模型法主要是通过密闭取心分析的饱和度或相渗实验得到的饱和度与孔隙度和渗透率建立出合适的模型,从而达到计算储层饱和度的目的。毛管压力曲线法主要利用毛管压力曲线根据油藏的特征选择J函数或沃尔法计算储层的饱和度。大多文献表明,毛管压力曲线法计算的储层饱和度与密闭取心分析的饱和度非常接近,在没有密闭取心分析饱和度条件下,可以作为标准检验其他方法得到的饱和度的正确性。测井资料解释法主要利用测井电阻率和计算的孔隙度曲线通过选择合适的饱和度模型计算得到。饱和度模型中岩电参数m、n、a和b主要通过实验室岩心岩电实验得到。由于不同实验室实验仪器、实验手段和测量过程中人为误差等因素的影响,即使实验方法相同,测量结果有时相差很大。《测井分析家》曾在1989年和1990年刊登了25个国际权威实验室岩电实验的比较结果,比较项目包括地层水电阻率、m和n值的实验测量结果,发现各家实验结果不尽相同,有的相差很大。范宜仁1993年曾对比过国内部分实验室的实验结果,实验项目包括阳离子交换量(Qv)、地层水电阻率、岩电参数m和n,有些实验室的实验结果相差较大。利用这样的岩电参数计算储层的含油饱和度,势必导致很大的计算误差,甚至导致错误的解释结论。因此,本文利用毛管压力曲线得到的饱和度对岩电参数实验结果进行检验和优化,明显提高了储层含油饱和度的解释精度。1m和n对储存层含油量的影响1.1测量条件对sw值的影响m和n值的测量误差对含水饱和度的影响为d(Sw)Sw=1n[ln(Sw)d(n)+ln(φ)d(m)]d(Sw)Sw=1n[ln(Sw)d(n)+ln(φ)d(m)](1)假设n=2,孔隙度φ=0.25,Sw=0.40,当m和n值测量的绝对误差分别为0.1,0.2,0.3,0.4,0.5时,对Sw值的影响见表1。从表1可以看出,n值测量的绝对误差对含水饱和度的影响较小,而m值测量的绝对误差对含水饱和度的影响较大。因此,实验室中在注意m和n值的测量精度的同时,更应该注意m值的测量,以减小含水饱和度的计算误差。1.2测试结果对比H油田碳酸盐岩储层为孔隙型储层,孔隙度为9.0%～15.0%,平均为12.5%,裂缝不明显。过去利用Archie方程进行饱和度计算,其中的岩电参数由X实验室通过岩电实验得到,分别为:a=1.000,m=2.180,b=1.000,n=1.470。利用这些参数在进行测井解释时,发现水层的含油饱和度可以高达70.0%,解释结果显然与实际相矛盾。后来,Y实验室对一口新取心A井的同一层位先后2次取心进行岩电实验,测量结果见表2。可以看出:(1)Y实验室第一次测量的m值与X实验室测量的相似,但是与第二次测量结果相差较大,达0.5个单位;(2)Y实验室2次测量的n值不同,且与X实验室的测量结果相差较大。在实际应用中,这些岩电参数究竟哪一组合理,需要用毛管压力资料进行检验和优化。2a井和a井压汞曲线转换由于H油田碳酸盐岩油藏为构造油藏,整个油田具有统一的油水界面,因此,可以利用J函数对A井的压汞曲线进行适当地转换计算相应的饱和度,并且可以作为标准对测井解释的饱和度进行验证。毛管压力确定储层饱和度的步骤如下:(1)实验压力和界面张力pcr=σrcosθrσlcosθlpcl(2)式中pcr、pcl分别为地层条件下和实验室的毛管压力,MPa;σr、σl分别为地层条件下和实验室的界面张力,mN/m;θr、θl分别为地层条件下和实验室的接触角。(2)油藏条件下的法管压曲线按照方程式3转换为j函数J(Sw)=pcrσrcosθr√Κφ(3)式中K为渗透率,10-3μm2;φ为孔隙度,%。(3)采用多元回归法确定j函数和含水量饱和的关系J(Sw)=cSdw(4)式中c和d均为J函数拟合系数。(4)旋转轴实际油层界面深度Η=D-DFWL=100pcrρw-ρo(5)式中H为油柱高度,m;D为油层深度,m;DFWL为自由水界面的深度,m;ρo、ρw分别为油、水密度,g/cm3。(5)根据方程6计算油藏高度、油密度差、空隙度和渗透率，并计算方程6Sw=[∥D-DFWL∥(ρw-ρo)√Κφc(σrcosθr)]1/d(6)(6)建立有效的jsw模型So=1-Sw(7)在以上步骤中,关键在于建立有效的J(Sw)模型。根据压汞曲线,得到该油藏的J函数为J(Sw)=0.0555S-2.798w(8)R=0.9593项目的结果分析利用测井资料确定储层含油饱和度时,合理选择饱和度模型中的岩电参数非常重要,它直接影响到储层含油饱和度的计算结果和精度。针对以上得到的3组岩电参数,究竟哪一组合理,需要用毛管压力资料得到的含油饱和度作为标准对测井解释结果进行标定。通过比较分析,利用Y实验室第一次测量的岩电参数计算的含油饱和度(So)与毛管压力得到的含油饱和度(So,pc)非常接近(表3),平均绝对误差0.8%,平均相对误差为1.1%。其他2组岩电参数计算的平均相对误差高达25.0%以上。因此该组参数可以作为该油藏计算含油饱和度的最优岩电参数,即a=0.813,m=2.167,b=1.000,n=2.050。图1显示出深探测电阻率与孔隙度关系,其中饱和度线根据优化的岩电参数计算。可以看出,如果岩电参数选择合理,利用该图可以直接得到各层的含油饱和度。4注重实验方法,手段及测量方式的改进通过理论分析,岩电参数是影响含油饱和度计算精度的重要因素。由于不同实验室测量仪器、实验手段的不同以及人为因素的影响,即使同一个实验室对同一层位岩心进行实验,不