浅谈阿尔奇公式中饱和度指数(n)的测定方法

阿尔奇公式中饱和度指数n值的测定有多种方法.介绍了油驱法、离心法、气驱法、隔板法和增水法测定储集层饱和度指数的基本方法.油驱法用模拟油驱替100%含水的储集层岩样以测定储集层电阻增大率与含水饱和度关系;离心法是利用离心力克服储集层岩样的毛细管力,对中高孔隙度渗透率储层很有效;气驱法是模拟气藏形成的过程,用气体逐渐驱替储集层岩样中原有的水,在岩样不同的含水饱和度条件下测定电阻率;隔板法是用半渗透隔板在一定的压力下通过的润湿相溶液确定饱和度指数;增水法是利用储集层岩样的毛细管力达到不同的含水饱和度值确定储集层的饱和度指数.这5种方法在鄂尔多斯盆地砂岩和碳酸盐岩储集层进行了应用,结果显示该盆地储集层的饱和度指数呈非常复杂的特性,应根据储集层的物理性质,选择合适的方法测定储集层的饱和度指数.     

非均质碳酸盐岩饱和度指数研究

采用增水法测量低和特低孔渗碳酸盐岩储集层岩样的饱和度指数，分析结果表明，变化的饱和度指数随岩样自身的孔隙度和渗透率增加而增大，自然存在的高含水网络破坏了岩样孔隙水均匀导电的现象，对非均质碳酸盐岩储集层饱和度有着很大的影响。此方法对其它非均质储集层也有参考价值。     

碳酸盐岩气层岩电参数实验

储层含油气饱和度是储量评价的基础。在以Archie公式为核心的储层含油气饱和度评价方法中,岩电参数是Archie公式应用的基础。通过开展岩电参数研究实验,对利用风干法和自吸增水法建立碳酸盐岩岩心含水饱和度进行了对比。研究结果表明,由于碳酸盐岩岩心孔隙结构、润湿性复杂,依靠自吸水方式,含水饱和度高于一定值后岩心将表现出不再自吸水的现象。自吸增水法所能够达到的最高含水饱和度一般都低于50%,相对于自吸增水建立的岩心低含水饱和度时的电阻率,被模拟地层水100%饱和时的岩心电阻率R_o 普遍偏高,100%饱和状态下的岩心电阻率大都偏离了低饱和度数据点拟合线的延长线。风干法和自吸增水法获得的指数n和系数b数值上具有明显区别,但变化趋势一致,且两种饱和度建立方法获得的指数n都与孔隙度具有较高的相关性,且都随孔隙度增大而降低。对基质孔隙度、渗透率都差的碳酸盐岩储层岩石的岩电研究中,含水饱和度建立十分困难。根据碳酸盐岩气藏成藏后气水运移规律及气藏内部气水平衡过程,风干法所获得的岩电实验关系更符合碳酸盐岩气藏含气饱和度评价的需要。     

致密砂岩岩电参数实验方法对比研究

岩电参数是电测井资料评价含水饱和度的重要参数,主要通过多种室内实验方法获取,但不同方法所得岩电参数具有差异性。针对岩电参数实验中的关键环节,实验研究了洗盐前与洗盐后、常规抽真空饱和与注CO₂置换抽真空饱和、自吸增水法与气驱法岩电参数的差异性。结果表明：洗盐后的岩样孔隙空间变大,模拟地层水赋存连续性增强,岩石的导电能力增强,岩石电阻率测定前需要对岩心进行清洗处理;注CO₂置换真空饱和对于特低渗、超低渗岩心饱和程度达标率高,更能反映真实的电阻率值;当岩样为超低渗时,自吸增水法较气驱法线性关系更好,测试点数分布均匀。选取某地区致密砂岩密闭取心井岩样,利用本文优选出的测试实验方法获取岩电参数,进而计算得到的含水饱和度与实测原始含水饱和度吻合度更高。本文研究可以为致密砂岩储层含水饱和度预测和精度保证提供有力支撑。     

油层润湿性对测井计算的含水饱和度的影响

根据对塔里木盆地某储层岩心样品洗油后及老化后的岩电实验及润湿性测量结果研究表明，老化前后储层岩样的润湿性有明显改变，且反映其电学性质的饱和度指数差别很大。根据Ｌ油田某油基泥浆取心井测井计算的含水饱和度和岩心分析的含水饱和度对比，表明油藏润湿性的变化对测井计算的含水饱和度有较大影响，所以，利用测井资料研究油藏饱和度一定要考虑油层润湿性的影响。     

润湿性,饱和度历史和上覆岩层压力对电阻率指数影响的实验研究

由电阻率测井计算含水饱和度，依据对有代表性岩样的实验室测量获得的电阻率指数Ｉ与含水饱和度Ｓｗ的关系。要精确评价油气远景，Ｉ￣Ｓｗ的实验室测量应在模拟储层压力、温度和储层岩石地下润湿性的储层条件下进行，并且减饱和过程也应模拟生产过程和饱和度历史。文章介绍了润湿性、饱和度历史和岩层上覆压力对Ｉ￣Ｓｗ曲线的影响。采用油／水多孔板减饱和方法，测量了１０块岩样的电阻率指数。沿岩心柱长度相邻间隔放置了六个电位     

密闭取心井岩心饱和度校正物理模拟实验

密闭取心井岩心饱和度室内分析结果是评价储层水淹状况的重要数据,而实测密闭取心井岩心的油水饱和度常常偏离地层孔隙中的油水饱和度真实值。通过分析影响含水饱和度测量结果的主要因素,以胜利油区永3-检1井为例,通过模拟降压脱气过程,研究了取心过程中降压脱气造成的含水饱和度损失,分析了含水饱和度损失的主要影响因素。实验结果表明,岩样的原始含水饱和度和溶解气油比决定了降压脱气造成的含水饱和度损失,可利用实验得到的脱气前后岩样含水饱和度之间的关系对岩样的实测含水饱和度进行校正,使其更接近实际地层中的真实含水饱和度。     

油气储层低频界面极化效应数值模型

基于储层岩石孔隙毛管模型,文中推导了储层宏观物性参数与微观孔隙流体导电性质和介电性质的定量关系,从而构建了一种定量描述储层岩石低频界面极化效应的等效电路模型。相对于传统的Cole-Cole等效电路模型,文中的等效电路模型参数具有更明确的物理含义,更适用于定量表征储层岩石低频界面极化效应。利用该等效电路模型分别对盐水饱和岩样及含油岩样低频界面极化效应进行了数值模拟,分析了储层岩石孔喉比、矿化度及含水饱和度等因素对虚部电阻率频散特征的影响。模拟结果表明,虚部电阻率极小值的模值与孔喉比、矿化度及含水饱和度均呈指数关系,虚部电阻率极小值的模值随孔喉比增大而增大,随矿化度和含水饱和度增大而减小。数值模拟结果为利用岩石低频界面极化效应对储层含油气性进行定量评价提供了理论基础和模型基础。     

基于岩石物理实验的储层与孔隙流体敏感参数特征——以珠江口盆地东部中-深层碎屑岩储层为例

岩石物理实验是研究储层地震响应特征的重要手段,利用实验测试不同类型、含不同孔隙流体岩石样品的岩石物理参数,可为寻找优质储层及烃类流体的敏感性参数提供实验依据。根据珠江口盆地中-深层碎屑岩储层油气勘探的需要,选取珠一坳陷的惠州凹陷、陆丰凹陷和西江主洼,珠二坳陷的白云主洼、白云东洼和番禺低隆起等地区13口井的碎屑岩储层样品,开展了岩石物理参数的实验测试研究。通过地层压力条件下不同岩性、不同物性、不同孔隙流体饱和度的测试分析,得到样品的储层物性特征和岩石物理参数特征及岩样含不同孔隙流体饱和度时的地震响应特征。测试结果表明：岩样具有高孔中渗、中孔中低渗、低孔低渗、特低孔低渗等多种储层物性特征,物性具有明显的差异;岩样纵/横波速度、杨氏模量、剪切模量、体积模量、拉梅常数等岩石物理参数与孔隙度、渗透率、密度之间具有较高的相关度;岩样随着含水饱和度的提高,其拉梅常数、体积模量、泊松比、纵波波阻抗、纵波速度、纵/横波速度比随之增加,变化幅度大,表现出对含水/气、含水/油饱和度的变化比较敏感。岩样的横波速度、横波波阻抗、剪切模量变化较小,表现出对含水/气、含水/油饱和度的变化敏感性较弱。ρf、λρ、λρ ·μρ、σ、Z_p-Z_s等流体识别因子具有很强的气水识别能力,也具有一定的油水识别能力。不同流体识别因子的组合模板,具有较好的识别气、水、油的效果,且识别海相储层孔隙流体的效果明显好于陆相储层。     

临南油田夏52块沙三中泥质砂岩油层的测井评价

以X射线衍射、扫描电镜、岩电实验、物性分析报告、试油等资料为基础 ,研究临南油田夏 5 2块沙三中泥质砂岩油层低电阻的成因机理 ,认为富含高岭石的泥质砂岩油层 ,泥质附加导电性不是电阻率降低的主导因素 ,更重要的是高束缚水饱和度和高地层水矿化度。泥质含量高 ,但泥质对中 -高孔隙度储层物性影响小。中 -高孔隙度岩样电阻率指数与含水饱和度 (I-Sw)关系曲线与低孔隙度岩样相比 ,差别较大 ,故将孔隙度作为选取含水饱和度解释模型和测井评价的约束条件 ,解释精度和评价级别都有所提高     

鄂尔多斯盆地东部上古生界致密砂岩超低含水饱和度气藏形成机理

鄂尔多斯盆地东部上古生界石盒子组8段、太原组致密砂岩气藏存在超低含水饱和度现象,研究该现象的形成机理,对制定合理的储层保护和压裂改造的技术措施、提高气藏单井产量等均具有重要的意义。为此,采用密闭取心岩样,借助气水相渗、核磁共振、流体包裹体测温等技术手段,分析了致密砂岩气藏的含水饱和度特征和天然气成藏特征。结果表明:①应用气水相渗、核磁共振2种实验技术方法所测定的束缚水饱和度均高于密闭取心测定的原始含水饱和度值,说明该区盒8段、太原组致密砂岩气藏普遍存在超低含水和度现象;②气藏形成过程中由于温度、压力增大,随着烃源岩在过成熟演化阶段干气的注入,天然气的携水能力不断增强,束缚水不断蒸发气化,并随着天然气的大规模运移及气藏后期的泄漏散失而带出储层,从而形成超低含水饱和度气藏。因此,针对超低含水饱和度储层吸水易形成永久性水锁的问题,制订了合理的水锁伤害预防与补救措施,以期有效提高储层气相渗透率和单井产量。     

基于核磁共振T_2谱集中度的低孔隙度低渗透率储层饱和度参数研究

歧口凹陷中深层低孔隙度低渗透率储层沉积环境和成岩作用的复杂性导致孔隙结构复杂,储层非均质性强,常规实验室得到的不同岩样的m、n值均存在明显差异,其中m变化范围为1.0~2.5,n变化范围为1~6,区域平均m、n值已经满足不了低孔隙度低渗透率储层饱和度评价。综合分析300余块次岩样的岩电参数发现,岩样m、n值受孔隙度、地层水电阻率、孔隙结构特征形态等因素共同制约。提出核磁共振T_2谱集中度概念反映微观孔隙结构分布形态,分不同地层水电阻率范围,建立利用核磁共振T_2谱集中度计算饱和度关键参数m、n的解释模型,获得连续的、反映储层物性变化的m、n值,有效提高了m、n参数计算准确性,m值相对误差降低到2.1%,n值相对误差降低到7.23%。将该研究成果应用于生产实践,取得了很好的效果。     

致密砂岩气藏水相圈闭损害实验研究及应用

致密砂岩气藏已成为当前油气勘探开发的重点，但水相圈闭损害严重影响其勘探开发效益。鄂尔多斯盆地北部塔巴庙致密砂岩气藏具有低孔低渗、低压、高毛管力、高有效应力、低初始含水饱和度、天然裂缝一定程度发育和粘土矿物丰富多样等特征。对塔巴庙致密砂岩气藏地质特征和水相圈闭损害机理的研究表明，致密砂岩气藏潜在水相圈闭损害严重，并通过典型致密砂岩岩样的毛管自吸实验和水相圈闭指数APt实验评价证实水相圈闭损害的严重性。毛管自吸实验揭示出，物性越好、初始含水饱和度越低的储层更易发生自吸诱发的水相圈闭损害。综合地质特征和实验结果，分析了塔巴庙地区应用屏蔽暂堵钻井完井液防止水相圈闭损害而促使盒2＋3段高产气藏及时发现的原因。     

苏里格低渗致密气藏阈压效应

低渗致密气藏孔吼细小,束缚水饱和度普遍较高,气-水关系复杂,存在阈压效应。采用苏里格低渗致密储层的岩样,开展了低渗致密气藏阈压效应的研究。实验采用气泡法与压差流量法相结合测试并研究了阈压梯度及其引起的气体非线性渗流特征。通过核磁共振和恒速压汞实验测试了赋存水的分布规律和岩样孔喉结 构,分析了阈压效应产生的机理及其影响因素。实验结果表明可动水和孔喉特征是影响阈压效应的主要因素,可动水比例越高、孔喉越致密,阈压梯度越大,阈压效应越强。并得出了通过气藏的绝对渗透率和含水饱和度定量表征苏里格低渗致密气藏阈压梯度的公式,进一步建立了通过渗透率和含水饱和度预测存在阈压效应的气井产能数学模型。IPR曲线表明,阈压效应会降低气藏的储量动用程度,导致一定的产能损失,因此减少气藏含水饱和度是提高开发效果的有效途径。     

姬塬地区侏罗系延9油层低阻成因分析及识别方法

鄂尔多斯盆地中生界侏罗系局部发育低阻油藏,但由于其成因机理尚不明确,传统的方法难以识别。根据砂岩薄片鉴定、扫描电镜和高压压汞分析等技术手段,结合钻井、录井、测井、试油试采等资料,分析总结姬塬地区侏罗系延9低阻油层的成因。结果表明,地层水矿化度高是最主要的成因;岩石颗粒细导致束缚水饱和度高、构造幅度低致使油水关系复杂是次要成因;储层的弱亲水性和填隙物也有一定程度的影响。在成因分析的基础上,总结形成邻近储层电性对比法、电阻率-含油饱和度交会图版法和综合含油指数法3种针对低阻油层的识别方法,提高了低阻油层识别的精度。     

异常低含水饱和度储层的水锁损害

当储层原始含水饱和度低于束缚水饱和度时,称异常低含水饱和度储层,一般意义的水锁指数就不能反映该类储层的水锁损害过程和解除水锁损害的难易程度。为此,通过异常低含水饱和度储层水锁损害机理研究,提出了这类储层存在暂时性水锁和永久性水锁观点。暂时性水锁是指油、气反排外来工作液至束缚水饱和度过程中造成的水锁,是可以解除的;永久性水锁是指油、气反排外来工作液降至束缚水饱和度后再也不能降低了,从而达不到原始含水饱和度,造成一部分水锁永远无法解除。将该研究方法运用于长庆气田上古生界致密砂岩气藏的水锁损害评价实验中,结果表明:储层渗透率越低,束缚水饱和度与原始含水饱和度差值就越大,永久性水锁损害和暂时性水锁损害就越强,解除暂时性水锁所需时间越长。     

史南油田低阻油气层成因分析与评价

采用高阻油气层和低阻油气层对比研究方法,全面分析了史南油山的储层特征和测井曲线特征,揭示了造成油气层低阻的主要因素.对阿尔奇公式、变n指数模型、双孔隙水模型进行了对比研究和分析,利用6种不同矿化度盐水的岩电实验测量结果,揭示了n指数选取的重要性,同时还应用岩电实验测量结果解决了模型参数的确定问题     

法国巴黎盆地枫丹白露砂岩电性响应特征

获取准确的电性特征参数是进行储层含油气饱和度评价的基础。选取不同物性范围内的9块法国巴黎盆地枫丹白露砂岩样品,开展岩石电性参数室内测试,并基于逾渗理论分析,提出了能表征储层岩石电性特征的新模型,并采用阿尔奇（Archie）公式和新模型对实验数据进行拟合分析。研究表明：高孔渗岩样的电性关系与经典Archie线性关系匹配较好,呈线性关系;中、低孔渗岩样在低含水饱和度条件的电性关系与Archie线性关系均出现一定程度偏离,表现为明显的非Archie特征,分析认为复杂的微观孔隙结构是诱发储层的电性关系与Archie线性关系为非线性关系的主要因素;基于Archie公式得到的饱和度指数n为0.948~1.820,与渗透率的平方相关性较好,与孔隙度的平方相关性较差;胶结指数m为1.6~1.9,岩性系数b为1.003~1.036,二者与孔隙度、渗透率的相关性均较差。研究认为新模型能更准确地表征复杂岩石电性的非线性特征,进一步丰富了储层含油气饱和度的评价方法。     

利用可动水饱和度预测川中地区须家河组气井产水特征

为了准确预测四川盆地川中地区上三叠统须家河组不同储层的产水特征,应用核磁共振结合离心的方法测试了大量岩样的可动水饱和度,并将测试结果引入到常规测井数据解释中,形成了可动水饱和度的常规测井解释方法。在分析储层可动水饱和度与气井产水特征之间关系的基础上,绘制出了目标区块可动水饱和度分布图。研究结果表明：广安须家河组四段和合川须二段储层比广安须六段储层可动水饱和度高;储层可动水饱和度与气井产水特征之间具有明显的正相关关系,可动水饱和度越高,储层产水越严重,应用可动水饱和度能有效预测储层产水特征;广安2井区须六段储层中南部可动水饱和度较低,为低产水风险区;广安106井区须四段中部储层可动水饱和度较低,为8%～10%,属较低产水区,西南和东南两翼可动水饱和度高,产水风险较大。该研究成果对于井位优选、降低气井产水风险具有指导作用。