費(fèi)海虹，吳立峰，廖光明

（中國(guó)石化江蘇油田分公司地質(zhì)科學(xué)研究院，江蘇揚(yáng)州 225009）

ZW油田位于高郵凹陷江都吳堡－博鎮(zhèn)西部真2斷層下降盤(pán)，其中Z12塊E2s1砂體發(fā)育全、油層厚度大，目前綜合含水96.2%，采出程度49.4%，已進(jìn)入高－特高含水開(kāi)發(fā)階段。為了落實(shí)該斷塊E2s1油層水淹特征及剩余油分布狀況，部署ZJ4井進(jìn)行Z12塊的E2s1段密閉取心工作，取心目的層為E2s15、E2s16、E2s17，取心總收獲率為 98.6%。對(duì)ZJ4井現(xiàn)場(chǎng)選取157塊巖心樣品進(jìn)行測(cè)試分析，油水飽和度之和主要分布在59.9%～89.6%，均值為73.2%。巖心分析的油水飽和度值明顯偏低，室內(nèi)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的飽和度數(shù)據(jù)不能直接應(yīng)用于油藏工程研究，因此，有必要分析造成ZJ4井實(shí)測(cè)油水飽和度異常的原因，并建立一套適合取心層段的飽和度校正方法［1－3］。

1 密閉取心井飽和度誤差影響因素分析

1.1 密閉取心過(guò)程中的油氣損失

1.1.1 鉆井液侵入巖心對(duì)油水飽和度的影響

在鉆井取心過(guò)程中，鉆井液侵入巖心驅(qū)替出孔隙中原有的地層流體，造成常規(guī)油水飽和度測(cè)量結(jié)果發(fā)生異常［4］。

ZJ4井共取心13筒，其中第11筒全為泥巖，未進(jìn)行密閉率分析。全井共取巖心樣品158塊，在同一部位，沿層面方向，每塊分別取里、中、外樣品合計(jì)474塊進(jìn)行巖心示蹤劑含量測(cè)定。

密閉率分析結(jié)果表明，密閉樣品418塊，不密閉樣31塊，綜合密閉率89.13%，其中不密閉的有第3、5、9、10、13次取心共6塊樣品取樣位置處于取心頂或底30 cm以?xún)?nèi)，受濾液侵入的幾率較大，對(duì)綜合密閉率有一定的影響，但由于這些樣品處于巖性變化帶或油水過(guò)度帶內(nèi)，需要進(jìn)行飽和度分析，綜合考慮后還是堅(jiān)持取樣。總體來(lái)說(shuō)，ZJ4井密閉率基本合格，可以不考慮鉆井液濾液入侵的影響。

1.1.2 降壓脫氣對(duì)油水飽和度的影響

取心筒在上提過(guò)程中，由于所承受的壓力和溫度從地層條件逐漸降至大氣壓力和地面環(huán)境溫度，巖心內(nèi)溶于油和水的氣體隨壓力下降而膨脹，使巖心受到一次溶解氣驅(qū)，巖心內(nèi)的液體向外溢出，流體飽和度發(fā)生變化［5］。

通過(guò)物理模擬實(shí)驗(yàn)測(cè)試巖樣脫氣前后含水飽和度變化，得到ZJ4井的含水飽和度損失量為3.2%～7.7%（圖1），平均損失量為5.7%，因此，降壓脫氣是造成油水飽和度異常的主要因素之一。

圖1 ZJ4井巖樣降壓脫氣含水飽和度損失

1.1.3 巖石孔隙及油水體積變化對(duì)油水飽和度的影響［6］

巖石在地層條件下承受上覆巖層壓力和孔隙內(nèi)流體壓力的共同作用，而當(dāng)巖心取到地面后，上覆巖層壓力全部釋放，導(dǎo)致巖心體積發(fā)生改變。

ZJ4井巖樣地面孔隙度19.9%～32.7%，平均孔隙度為26.1%，在地層壓力下孔隙度17.71%～25.36%，平均覆壓孔隙度為21.5%（圖2），室內(nèi)常規(guī)方法測(cè)定的地面孔隙體積大于地層條件下的實(shí)際孔隙體積。因此根據(jù)地面條件下測(cè)算孔隙體積得到的油水飽和度偏小，需要校正由于孔隙壓實(shí)和地層水膨脹所造成的油水飽和度損失。

圖2 ZJ4井巖樣地面孔隙度與覆壓孔隙度對(duì)比

1.2 現(xiàn)場(chǎng)巖心儲(chǔ)存制備過(guò)程中油水飽和度的變化

巖心在現(xiàn)場(chǎng)出筒、丈量切割以及取樣會(huì)使巖心中的油水蒸發(fā)，從而導(dǎo)致油水飽和度損失［7］。

ZJ4井現(xiàn)場(chǎng)取樣時(shí)嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在一個(gè)小時(shí)以?xún)?nèi)完成巖心出筒至取樣的全部工作，取得樣品暴露在空氣中不超過(guò)30分鐘，因此本次現(xiàn)場(chǎng)巖心儲(chǔ)存制備過(guò)程中對(duì)飽和度真實(shí)值的影響甚微。

1.3 飽和度測(cè)試方法的系統(tǒng)誤差

巖心樣品在研磨及萃取過(guò)程中的水分蒸發(fā)損失、原油密度選值不合適以及計(jì)量時(shí)的人為讀數(shù)誤差都影響常規(guī)油水飽和度的測(cè)試結(jié)果［8－9］。運(yùn)用常規(guī)飽和度測(cè)試方法測(cè)量脫氣后巖樣的含水飽和度，系統(tǒng)誤差為2.6%。

2 ZJ4井巖心油水飽和度校正

根據(jù)ZJ4井現(xiàn)場(chǎng)密閉取心情況，降壓脫氣和巖石孔隙及油水體積變化是導(dǎo)致巖心油水飽和度損失的主要因素，因此針對(duì)這兩個(gè)因素對(duì)ZJ4井飽和度進(jìn)行校正。

2.1 降壓脫氣含水飽和度校正

用物理模擬的方法，首先建立并測(cè)定地層條件下的流體飽和度真實(shí)值，然后降低壓力和溫度使含氣原油中的溶解氣逸出，模擬取心造成的降壓脫氣過(guò)程；運(yùn)用常規(guī)飽和度測(cè)試方法測(cè)量脫氣后巖樣中的含水飽和度，從而建立飽和度真實(shí)值與地面分析飽和度之間的關(guān)系。

2.1.1 實(shí)驗(yàn)條件

（1）巖心物性：選擇ZJ4井不同層位8塊巖心進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試，滲透率范圍（26～2730）×10－3μm2，孔隙度范圍19.5%～26.9%。

（2）流體物性：取用相關(guān)層位井口原油，地層條件下原油黏度為5.12 mPa·s，原油密度為0.799 g／cm3；用天然氣模擬井口伴生氣，氣油比為16.93 m3／t，配置模擬地層水，水型為NaHCO3，礦化度為17160 mg／L。

（3）實(shí)驗(yàn)溫度：模擬地層溫度68.5℃。

（4）實(shí)驗(yàn)壓力：初始為飽和壓力1.98 MPa，最后降到大氣壓0.1 MPa。

2.1.2 實(shí)驗(yàn)流程及步驟

實(shí)驗(yàn)主要包括兩大部分：一是油水驅(qū)替流程，模擬初始地層條件；二是降壓脫氣流程，測(cè)試巖樣中含水飽和度損失量。

（1）洗油、烘干，抽空飽和模擬地層水，計(jì)算巖樣的孔隙體積；

（2）用含氣原油驅(qū)替巖樣中的模擬地層水至束縛水狀態(tài)，模擬地層原始狀態(tài)，計(jì)算束縛水飽和度；

（3）用模擬地層水驅(qū)替巖樣中的含氣原油至一定的含水飽和度，模擬地層含水狀態(tài)；

（4）逐步將巖樣壓力和溫度從飽和壓力和地層溫度降至大氣壓力和室溫，使巖樣中的含氣原油降壓脫氣，計(jì)量脫氣擠出的水量；

（5）根據(jù)脫氣擠出的水量計(jì)算造成的飽和度損失以及脫氣后的含水飽和度。

2.1.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

根據(jù)ZJ4井實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制巖樣含水飽和度關(guān)系曲線(xiàn)（圖3），可以看出脫氣前后含水飽和度之間的關(guān)系呈現(xiàn)對(duì)數(shù)變化規(guī)律，通過(guò)數(shù)據(jù)回歸得到降壓脫氣含水飽和度的校正公式（1），相關(guān)系數(shù)為0.9934。

式中：Sw——脫氣前含水飽和度，%；Sw′——脫氣后含水飽和度，%。

2.2 孔隙壓實(shí)作用校正

孔隙壓實(shí)后，孔隙體積變小，巖心含水飽和度變大，引入孔隙壓實(shí)作用下含水飽和度校正公式（2）。

圖3 ZJ4井降壓脫氣前后含水飽和度關(guān)系曲線(xiàn)

式中：Sw1——考慮孔隙壓實(shí)時(shí)含水飽和度，%；Sw2——不考慮孔隙壓實(shí)時(shí)含水飽和度，%；Bw——地層水體積系數(shù)；C——壓實(shí)作用校正因子［10］。

式 中：φs——地面孔隙度，%；φr——覆壓孔隙度，%。

2.3 ZJ4井含水飽和度校正結(jié)果分析

綜合考慮降壓脫氣、孔隙壓實(shí)及測(cè)量方法的系統(tǒng)誤差等幾個(gè)因素造成的含水飽和度損失，對(duì)油水飽和度進(jìn)行校正，得到ZJ4井含水飽和度校正公式：

通過(guò)巖心油水飽和度校正，對(duì)比校正前后的油水飽和度結(jié)果，表明ZJ4井含水飽和度的平均校正量為11.6%，平均含油飽和度為48.4%；將校正后含油飽和度與測(cè)井解釋結(jié)果比對(duì)，兩者一致性較好，說(shuō)明校正后飽和度值較為可靠。

3 結(jié)論

（1）ZW油田密閉取心井實(shí)測(cè)巖樣的油水飽和度之和主要分布為59.9%～89.6%，巖心分析的油水飽和度值明顯偏低，有必要對(duì)油水飽和度進(jìn)行校正。

（2）分析ZJ4井現(xiàn)場(chǎng)密閉取心情況，認(rèn)為降壓脫氣和巖石孔隙及油水體積變化是導(dǎo)致巖心油水飽和度損失的主要因素，其中降壓脫氣造成含水飽和度損失量為3.2%～7.7%。

（3）綜合考慮巖石孔隙體積變化、降壓脫氣及測(cè)量方法的系統(tǒng)誤差等幾個(gè)因素對(duì)飽和度損失造成的影響，通過(guò)物理模擬實(shí)驗(yàn)建立ZJ4井的飽和度校正公式，得到校正后的含油飽和度，更加接近實(shí)際地層的真實(shí)情況。

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