CN112710806A - 一种砂岩油藏取心饱和度的校正方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种砂岩油藏取心饱和度的校正方法，属于油气藏评价技术领域。该校正方法包括：建立油、水两相渗透率的比值与地面测量含水饱和度的关系式；获取地面测量含水饱和度和地面测量含油饱和度；根据地面测量含水饱和度以及关系式确定对应的油、水两相渗透率的比值；根据地面测量含水饱和度、地面测量含油饱和度以及对应的油、水两相渗透率的比值计算得到水挥发量校正量、油挥发量校正量；进而得到第一含水饱和度和第一含油饱和度。本发明根据油、水两相渗透率的比值与地面测量含水饱和度的关系式对地面测量含水饱和度和地面测量含油饱和度的挥发量误差进行校正，得到准确的含油饱和度和含水饱和度，而且计算过程简单，提高计算效率。

Description

一种砂岩油藏取心饱和度的校正方法

技术领域

本发明涉及一种砂岩油藏取心饱和度的校正方法，属于油气藏评价技术领域。

背景技术

饱和度是测井储层评价的重要参数之一，准确得到油层油水饱和度是提高开发效果的关键和难点。许多砂岩油藏油层以砂、泥薄互层为主，纵向上储层非均质性严重，由于油柱高度低，油水分异不明显，同一沉积地层内多套油水系统共存；另外，地层孔隙结构复杂多样，孔喉半径大小不均，物性非均质非常严重，储层流体分布及渗流能力差别较大。岩心由地下到地面饱和度发生了变化，造成变化的原因有两种：一是与流体性质无关的系统误差；二是与流体性质相关的脱气挥发误差，因此地面测量饱和度数据需要通过校正才能精确的求取地层条件下原始油藏饱和度。

长期以来，取心饱和度的校正一直是人们研究的热点。根据最新研究现状，校正方法总体概括为实验标定法和线性回归法。实验标定法的过程为：前人对降压脱气过程进行模拟，建立了降压脱气的数学校正模型，理论上这种方法最合理可信，但是复配地层油气水组成及含量存在一定的人为误差，而且保压模拟实验费用太高。线性回归法是较早提出的方法，以岩石物理实验为基础，校正方法切实可行，并且原理简洁易懂。其中具体校正方法如下：

在油、水两相流体条件下，地层的原始油水饱和度之和为100％。由于岩心从地下到地面受各种因素影响，所测油水饱和度之和小于100％。

当油层中不存在游离气时，原始地层油、水饱和度应符合：S_w+S_o＝1，式中，S_w为原始地层含水饱和度，为小数；S_o为原始地层含油饱和度，为小数。

假设油、水的剩余率分别为α、β，则地面测量油、水饱和度应符合下式：

进行推到得出

式中，S′_w为地面测量含水饱和度，为小数；S′_o为地面测量含油饱和度，为小数。

根据实验数据，对S′_w、S′_o进行线性回归，得到：S′_w＝a+bS′_o，式中：a、b为系数，常数，由实验拟合公式得到。推到可知a＝β，

进而可得

传统线性回归校正法由此结束，通过拟合得到的油、水剩余率，即校正系数。该方法存在两点不足：

一、通过方法原理可知，传统的线性回归校正法将饱和度的所有误差都当做系统误差，进行一步校正。实际上，由于不同流体渗流能力和挥发速率不同，饱和度误差包括2部分：系统误差和挥发量误差。线性归回的方式只能校正系统误差，但是挥发量误差会影响趋势线的斜率，不能模糊的等同与系统误差。

二、假设了油、水的剩余率分别为α、β，但是从推导过程和结果看，没有考虑相渗对不同流体剩余率的影响，而是简单的将油、水的剩余率α、β用同样的线性回归方式处理，必然结果是计算的α、β基本相同，且各约占1/2，校正后误差仍较大。

为此，有人提出利用油水相对渗透率试验对挥发量误差进行校正，例如：授权公告号为CN 106771071 B的中国发明专利文件，该文件公开了一种基于油水相渗的密闭取心饱和度校正方法，该方法通过选取目的层不同物性的岩心开展油水相对渗透率实验，通过实验测量得到不同含水饱和度下的油水相对渗透率；确定油水相对渗透率计算模型；结合饱和度校正量与密闭取心测量饱和度对密闭取饱和度进行校正，实现了在无实验室降压脱气资料的情况下，通过油水相渗曲线确定密闭取心饱和度校正量，然而在利用油水相对渗透率试验对挥发量误差进行校正时，通过饱和度损失过程中水相综合相渗和饱和度损失过程中油相综合相渗进行校正，计算过程复杂，效率低，同时该方法具有较大的系统误差，导致校正不准确。

发明内容

本发明的目的在于提供一种砂岩油藏取心饱和度的校正方法，用以解决现有校正方法计算过程复杂、效率低的问题。

为实现上述目的，本发明提出一种砂岩油藏取心饱和度的校正方法，包括以下步骤：

建立油、水两相渗透率的比值与地面测量含水饱和度的关系式；

获取地面测量含水饱和度和地面测量含油饱和度；

根据地面测量含水饱和度以及所述关系式确定对应的油、水两相渗透率的比值；

根据地面测量含水饱和度、地面测量含油饱和度以及对应的油、水两相渗透率的比值计算得到水挥发量校正量、油挥发量校正量；

根据水挥发量校正量对地面测量含水饱和度的挥发量误差进行校正，得到第一含水饱和度；根据油挥发量校正量对地面测量含油饱和度的挥发量误差进行校正，得到第一含油饱和度。

有益效果是：本发明根据油、水两相渗透率的比值与地面测量含水饱和度的关系式对地面测量含水饱和度和地面测量含油饱和度的挥发量误差进行校正，得到准确的含油饱和度和含水饱和度，而且计算过程简单，提高计算效率。

进一步的，为了计算得到水挥发量校正量，水挥发量校正量的计算公式为：

其中，ΔS_w为水挥发量校正量；B_o为油的体积系数；B_w为水的体积系数；μ_o为油的黏度；μ_w为水的黏度；S′_w为地面测量含水饱和度；S′_o为地面测量含油饱和度；K_ro为油的渗透率；K_rw为水的渗透率；

为油、水两相渗透率的比值。

进一步的，为了计算油挥发量校正量，所述油挥发量校正量的计算公式为：

其中，ΔS_o为水挥发量校正量；B_o为油的体积系数；B_w为水的体积系数；μ_o为油的黏度；μ_w为水的黏度；S′_w为地面测量含水饱和度；S′_o为地面测量含油饱和度；K_ro为油的渗透率；K_rw为水的渗透率；

为油、水两相渗透率的比值的倒数。

进一步的，油、水两相渗透率的比值与地面测量含水饱和度的关系式为：

其中，K_ro为油的渗透率；K_rw为水的渗透率；A和B为关系系数；S′_w为地面测量含水饱和度；

为油、水两相渗透率的比值。

进一步的，为了得到第一含水饱和度，所述第一含水饱和度的计算公式为：

S′_wr＝S′_w+ΔS_w；

其中，S′_wr为第一含水饱和度。

进一步的，为了得到第一含油饱和度，所述第一含油饱和度的计算公式为：

S′_or＝S′_o+ΔS_o；

其中，S′_or为第一含油饱和度。

进一步的，为了建立关系式，根据岩心相渗实验建立油、水两相渗透率的比值与地面测量含水饱和度的关系式。

进一步的，油的体积系数、水的体积系数、油的黏度、水的黏度根据油藏流体性质化验实验获得。

进一步的，为了得到更加准确的原始含水饱和度和原始含油饱和度，该方法还包括：

对第一含水饱和度和第一含油饱和度进行系统误差的校正，得到第二含水饱和度和第二含油饱和度。

进一步的，为了实现系统误差的校正，对第一含水饱和度和第一含油饱和度进行系统误差的校正的方法为线性回归法。

附图说明

图1为本发明砂岩油藏取心饱和度的校正方法实施例一的流程图；

图2为本发明测量含水饱和度与油、水两相渗透率的比值的对应关系。

具体实施方式

砂岩油藏取心饱和度的校正方法实施例一：

本发明的主要构思在于，结合岩心相渗实验得到油、水两相渗透率的比值与含水饱和度(也即地面测量含水饱和度)的关系式，根据含水饱和度以及该关系式，即可得出油、水两相渗透率的比值，利用油、水两相渗透率的比值实现挥发量误差的校正，接着利用在传统线性回归校正法进行系统误差的校正，本发明将系统误差与挥发量误差同时校正，提高原始原始地层含水饱和度、原始地层含油饱和度计算的准确性。

本实施例提出的砂岩油藏取心饱和度的校正方法，如图1所示，包括以下步骤：

1)根据岩心相渗实验数据，建立油、水两相渗透率的比值(K_ro/K_rw)与地面测量含水饱和度(S′_w)的关系式。

油、水两相渗透率的比值与地面测量含水饱和度的关系式为：

其中，K_ro为油的渗透率；K_rw为水的渗透率；A和B为关系系数；S′_w为地面测量含水饱和度；

为油、水两相渗透率的比值。

2)获取地面测量含水饱和度S′_w和地面测量含油饱和度S′_o。

3)根据地面测量含水饱和度S′_w以及上述的关系式确定对应的油、水两相渗透率的比值。

4)根据地面测量含水饱和度S′_w、地面测量含油饱和度S′_o以及对应的油、水两相渗透率的比值计算得到水挥发量校正量ΔS_w、油挥发量校正量ΔS_o。

水挥发量校正量的计算公式为：

其中，ΔS_w为水挥发量校正量；B_o为油的体积系数；B_w为水的体积系数；μ_o为油的黏度；μ_w为水的黏度，S′_w为地面测量含水饱和度，S′_o为地面测量含油饱和度；K_ro为油的渗透率；K_rw为水的渗透率；

为油、水两相渗透率的比值。

油挥发量校正量的计算公式为：

其中，ΔS_o为水挥发量校正量；B_o为油的体积系数；B_w为水的体积系数；μ_o为油的黏度，单位为mP_a·S；μ_w为水的黏度单位为mP_a·S；S′_w为地面测量含水饱和度；S′_o为地面测量含油饱和度；K_ro为油的渗透率；K_rw为水的渗透率；

为油、水两相渗透率的比值的倒数。

上述油的体积系数B_o、水的体积系数B_w、油的黏度μ_o、水的黏度μ_w根据油藏流体性质化验实验获得，即TVB的实验数据中获得。

5)根据水挥发量校正量ΔS_w对地面测量含水饱和度S′_w的挥发量误差进行校正，得到第一含水饱和度S′_wr；根据油挥发量校正量ΔS_o对地面测量含油饱和度S′_o的挥发量误差进行校正，得到第一含油饱和度S′_or，S′_wr和S′_or均可以为小数。

第一含水饱和度的计算公式为：S′_wr＝S′_w+ΔS_w；

第一含油饱和度的计算公式为：S′_or＝S′_o+ΔS_o。

6)对第一含水饱和度和第一含油饱和度进行系统误差的校正，得到第二含水饱和度和第二含油饱和度，也即得到地层原始的含水饱和度S_w和含油饱和度S_o。

按照传统的线型回归法对系统误差进行校正，假设归一校正系数为η₁、η₂，系统误差校正关系式为：

即：

经过步骤1)-步骤5)中对油、水挥发量的校正计算，原始地层条件下饱和度趋势线的斜率发生了变化，建立S′_wr与S′_or关系式：

S′_wr＝a-bS′_or；

根据系统误差校正关系式和S′_wr与S′_or关系式可知：

η₁＝a，

即可求出η_1、η₂；

因此，经过挥发量误差校正和系统误差校正后，计算出地面测量数据的地层原始含油饱和度S_o和含水饱和度S_w：

以下通过一个具体的实施例体现本发明的校正方法：

1.选择某一目标研究区块，随机选择三组岩心分析化验保护度数据，数据值如表一所示，根据如图2所示的砂岩油藏相渗曲线确定出

与S′_w的关系为：

2.根据研究区目标砂岩油藏的TVB实验确定出B_o＝1.22、B_w＝1.1、μ_o＝3.47mP_a·S、μ_w＝0.6172mP_a·S。将获取的S′_o和S′_w，结合上述的公式即可得出ΔS_o、ΔS_w及S′_wr、S′_or，所得到的结果见表一。

表一

从表一中的结果表明，油的挥发量高于水的挥发量；第1组测量值挥发校正量比较小，第2组、第5组油的挥发量校正比较大；经校正后第5组测量值的斜率发生了较大变化，校正后与其他2组测量值斜率基本相同。三组数据经挥发校正后，测量饱和度之和已经接近100％，说明研究区砂岩油藏取心饱和度的主要误差是挥发量损失，特别是油的挥发量。

3.挥发量校正后的油、水测量饱和度S′_wr、S′_or按照传统线性校正法进行拟合，对经过挥发量误差校正后的S′_wr、S′_or进行归一化处理。

经过油、水挥发量校正后，原始地层条件下饱和度趋势线的斜率发生了变化，但是S′_wr、S′_or是不考虑系统误差的，S′_wr、S′_or均小于100％，需要进行系统误差校正。分别建立三组数据S′_wr与S′_or的线性关系如下：

第1组挥发量校正后：S′_wr＝95.413-1.0026S′_or，其中：a＝-1.0026，b＝95.413；

第2组挥发量校正后：S′_wr＝95.625-0.9523S′_or，其中：a＝-0.9523，b＝95.625；

第5组挥发量校正后：S′_wr＝97.666-0.9788S′_or，其中：a＝-0.9788，b＝97.666。

然后用经典的传统线性回归校正法对S′_wr、S′_or的系统误差进行校正，完成归一化处理。需要注意的是，系统误差的校正要对每组趋势线逐一校正。

以第1组为例，假设归一校正系数为η₁、η₂，则有：

即：

结合第1组挥发校正后的回归式，得：η₁＝95.166，η₂＝95.413。

因此，经过挥发量误差校正和系统误差校正后，第1组测量数据的地层原始饱和度为：

同理可得其余两组校正后的地层原始饱和度，校正结果如表二所示。

表二

地面分析总饱和度校正前最大误差为61.7％，经过校正后值基本等于100％，经过饱和度校正后：S_w＝99.65-0.9824S_o，R²＝0.9991，原始油藏总饱和度绝对误差范围为0-2％，达到校正目的。

该取心饱和度校正方法在实际应用过程中不仅将饱和度校正得更加符合地层真实情况，且校正方法与取心工艺无关，适用于孔隙型稀油砂岩油藏，对裂缝型油藏和稠油油藏可做参考，同时该方法适用于密闭取心饱和度的校正。另外，该校正方法未考虑实验分析环节和一些人为因素对饱和度的影响。

该砂岩油藏取心饱和度校正方法以经典的线性回归校正方法和常规相渗实验数据为基础，在不考系统误差的情况下利用两相流体相渗理论推导确定的岩心中油和水由地下到地面的挥发校正量公式求得挥发量校正后的油、水测量饱和度，还原真实地层条件下饱和度趋势线斜率，再进行系统误差归一化校正。该校正方法在校正时综合考虑了系统误差和挥发脱气误差，使得其在实际应用过程中不仅将饱和度校正得更加符合地层真实情况，为后续利用测井资料建立饱和度模型提供准确依据，且校正方法与取心工艺无关，适用于密闭取心饱和度的校正。

砂岩油藏取心饱和度的校正方法实施例二：

本实施例提出的砂岩油藏取心饱和度的校正方法与实施例一中校正方法的不同之处在于，无需进行系统误差的校正，从上述实验数据可以看出，挥发量误差对地面测量饱和度的影响很大，因此只针对挥发量误差进行校正也是可以的，而且对挥发量误差的校正与实施例一的实施过程相同，这里不做赘述。

砂岩油藏取心饱和度的校正方法实施例三：

本实施例提出的砂岩油藏取心饱和度的校正方法与实施例一中校正方法的不同之处在于，建立油、水两相渗透率的比值与地面测量含水饱和度的关系式的过程，本实施例是通过统计关系计算得出该关系式，关于统计关系的计算过程为现有技术，这里不做过多介绍，本实施例校正方法的其他实现过程与实施例一相同，这里不做赘述。

砂岩油藏取心饱和度的校正方法实施例四：

本实施例提出的砂岩油藏取心饱和度的校正方法与实施例一中校正方法的不同之处在于，油的体积系数、水的体积系数、油的黏度、水的黏度的获取方式，本实施例是通过统计关系计算得出上述参数，关于统计关系的计算过程为现有技术，这里不做过多介绍，本实施例校正方法的其他实现过程与实施例一相同，这里不做赘述。

砂岩油藏取心饱和度的校正方法实施例五：

本实施例提出的砂岩油藏取心饱和度的校正方法与实施例一中校正方法的不同之处在于，系统误差的校正过程，本实施例中是将第一含水饱和度和第一含油饱和度与取心井测井解释后的含油、水饱和度进行比对，进而进行系统误差的校正，本实施例校正方法的其他实现过程与实施例一相同，这里不做赘述。

Claims (10)

1.一种砂岩油藏取心饱和度的校正方法，其特征在于，包括以下步骤：

建立油、水两相渗透率的比值与地面测量含水饱和度的关系式；

获取地面测量含水饱和度和地面测量含油饱和度；

根据地面测量含水饱和度以及所述关系式确定对应的油、水两相渗透率的比值；

根据地面测量含水饱和度、地面测量含油饱和度以及对应的油、水两相渗透率的比值计算得到水挥发量校正量、油挥发量校正量；

根据水挥发量校正量对地面测量含水饱和度的挥发量误差进行校正，得到第一含水饱和度；根据油挥发量校正量对地面测量含油饱和度的挥发量误差进行校正，得到第一含油饱和度。

2.根据权利要求1所述的砂岩油藏取心饱和度的校正方法，其特征在于，所述水挥发量校正量的计算公式为：

其中，ΔS_w为水挥发量校正量；B_o为油的体积系数；B_w为水的体积系数；μ_o为油的黏度；μ_w为水的黏度；S′_w为地面测量含水饱和度；S′_o为地面测量含油饱和度；K_ro为油的渗透率；K_rw为水的渗透率；

为油、水两相渗透率的比值。

3.根据权利要求1所述的砂岩油藏取心饱和度的校正方法，其特征在于，所述油挥发量校正量的计算公式为：

其中，ΔS_o为水挥发量校正量；B_o为油的体积系数；B_w为水的体积系数；μ_o为油的黏度；μ_w为水的黏度；S′_w为地面测量含水饱和度；S′_o为地面测量含油饱和度；K_ro为油的渗透率；K_rw为水的渗透率；

为油、水两相渗透率的比值的倒数。

4.根据权利要求1或2或3所述的砂岩油藏取心饱和度的校正方法，其特征在于，油、水两相渗透率的比值与地面测量含水饱和度的关系式为：

其中，K_ro为油的渗透率；K_rw为水的渗透率；A和B为关系系数；S′_w为地面测量含水饱和度；

为油、水两相渗透率的比值。

5.根据权利要求2所述的砂岩油藏取心饱和度的校正方法，其特征在于，所述第一含水饱和度的计算公式为：

S′_wr＝S′_w+ΔS_w；

其中，S′_wr为第一含水饱和度。

6.根据权利要求3所述的砂岩油藏取心饱和度的校正方法，其特征在于，所述第一含油饱和度的计算公式为：

S′_or＝S′_o+ΔS_o；

其中，S′_or为第一含油饱和度。

7.根据权利要求1所述的砂岩油藏取心饱和度的校正方法，其特征在于，根据岩心相渗实验建立油、水两相渗透率的比值与地面测量含水饱和度的关系式。

8.根据权利要求2或3所述的砂岩油藏取心饱和度的校正方法，其特征在于，油的体积系数、水的体积系数、油的黏度、水的黏度根据油藏流体性质化验实验获得。

9.根据权利要求1所述的砂岩油藏取心饱和度的校正方法，其特征在于，该方法还包括：

对第一含水饱和度和第一含油饱和度进行系统误差的校正，得到第二含水饱和度和第二含油饱和度。

10.根据权利要求9所述的砂岩油藏取心饱和度的校正方法，其特征在于，对第一含水饱和度和第一含油饱和度进行系统误差的校正的方法为线性回归法。

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