CN113805247B - 一种w-s饱和度评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种W‑S饱和度评价方法，包括：基于W‑S饱和度方程计算含水饱和度；其中，阳离子交换容量QV用归一化方法计算得到，和/或，胶结指数m为依据裂缝发育程度计算的变胶结指数；基于所述含水饱和度计算含油饱和度。本方案有益效果如下：1、用归一化方法实现W‑S模型中阳离子交换容量(QV)的确定问题，以消除了泥质含量影响；2、基于变胶结指数(m)方法，使得裂缝对含油饱和度的影响转化为胶结指数(m)对含油饱和度的影响，消除了裂缝对含油饱和度的影响，变胶结指数(m)方法解决了裂缝型储层含油饱和度的评价难题，进而有助于建立了更具普遍意义的含油饱和度模型，该饱和度模型提高了高泥质含量和裂缝型地层含油饱和度的计算精度。
Description
技术领域
本发明涉及石油测井技术领域，特别涉及一种W-S饱和度评价方法。
背景技术
对于泥质含量高的孔洞-裂缝双重介质储层，含油饱和度评价是测井界难题，由于裂缝极易引起泥浆强侵入，致使电阻率测量值严重偏离原状地层；再者，高含量泥质产生的附加导电性再次降低地层的电阻率测量值，因此，泥质含量高，裂缝又发育的储层含油饱和度的评价十分困难，导致对储层的含油性评价难。
裂缝性储层含油饱和度(含油性)的评价是测井界公认的世界性难题，长期以来，测井领域的专家致力于储层含油性评价的研究，逐渐形成了阿尔奇公式、西门度方程、尼日利亚方程、W-S模型、双水模型等饱和度模型，而对于孔洞-裂缝双重介质储层的含油饱和度模型的选取，通常先判断储集空间类型，然后根据储集空间类型选用合理的饱和度模型。而无论是哪种饱和度模型，均是建立在岩石物理体积模型基础之上，然后根据特殊地质需要作相关改进。
目前，测井界针对缝洞型储层评价的主要技术思路是：在准确评价储层物性参数尤其是裂缝和孔洞的相对大小等信息的基础上，结合钻探过程中的录井显示、气测异常等信息综合识别油水层，依据电阻率曲线数值的大小，寻找和评价油气层。斯伦贝谢公司通常利用印度尼西亚方程计算含油饱和度，对于该类储层的含油饱和度评价也只能作为参考，达不到行业要求的测井计算含油饱和度与岩心分析含油饱和度对比相对误差小于10％的要求。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种W-S饱和度评价方法，消除高泥质含量及裂缝地层泥浆侵入对电阻率的影响，使含油饱和度计算精度更高。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种W-S饱和度评价方法，包括：
基于W-S饱和度方程计算含水饱和度；其中，阳离子交换容量QV用归一化方法计算得到，和/或，胶结指数m为依据裂缝发育程度计算的变胶结指数；
基于所述含水饱和度计算含油饱和度。
优选地，所述W-S饱和度方程为：
其中：Ct、Cwsh、Cw分别为泥质砂岩地层电导率、泥质水电导率、地层水电导率，(Ω·m)-1；Sw为含水饱和度，％；Qvn为阳离子交换容量的归一化参数，无量纲；孔隙度，％；a、b、m、n为岩电参数；
阳离子交换容量QV归一化后参数为Qvn，且Qvn为：
其中：Vsh、分别为泥质砂岩的泥质含量、泥质砂岩的孔隙度、泥岩的总孔隙度，％。
优选地，所述基于W-S饱和度方程计算含水饱和度包括：
利用迭代法对W-S饱和度方程求解得到含水饱和度。
优选地，所述利用迭代法对W-S饱和度方程求解得到含水饱和度包括：
利用迭代法将式(1)转化为：
若：
①n＝1时,则含水饱和度为：
②n*≈2,n*∈[1.9,2.1]时,
则解Sw的二元一次方程：并去掉一个负根，得到含水饱和度为：
否则：
③
再若：
否则：(Sw)k＝(Sw)k+1，返回式(6)，重新进行迭代计算，直到计算结果满足给定条件ε＝0.0001。
优选地，在所述基于W-S饱和度方程计算含水饱和度Sw之前，还包括：
W-S模型为：
阳离子交换容量QV为：
根据式(7)和式(8)得到阳离子交换容量的归一化参数Qvn：
其中：Vsh、分别为泥质砂岩的泥质含量、泥质砂岩的孔隙度、泥岩的总孔隙度，％；
引入视泥质水电导率：
对于纯泥岩，Sw＝100％,则泥岩的视泥质水电导率为：
Cwsh＝(BQvsh+Cw)/b (11)
联立式(8)得Qvsh＝(bCwsh-Cw)/B，并由Qvn＝Qv/Qvsh得：
BQv＝BQvnQvsh＝Qvn(bCwsh-Cw) (12)
得到W-S模型归一化后的地层电导率公式为：
其中：Ct、Cwsh、Cw分别为泥质砂岩地层电导率、泥质水电导率、地层水电导率，(Ω·m)-1；Sw为含水饱和度，％；Qvn为阳离子交换容量的归一化参数，无量纲；孔隙度，％；a、b、m、n为岩电参数；
对于纯水层，有Sw＝1,Ct变为Co，式(13)变为：
再基于式(14)将式(13)转为得到所述W-S饱和度方程：
优选地，所述变胶结指数m的计算式为：
式中： 分别为裂缝孔隙度、基质孔隙度、总孔隙度。
优选地，所述胶结指数m为依据裂缝发育程度计算的变胶结指数包括：
根据电学知识得到：
式中：ro为地层总电阻率、rma为岩石骨架电阻率、rb为基质孔隙流体电阻率、rf为裂缝孔隙流体电阻率；
基于rma→∞,则得到：
两边取对数得：
定义裂缝比例系数假设裂缝部分的胶结指数mf＝1，则得到所述变胶结指数m的计算式：
优选地，所述基于所述含水饱和度计算含油饱和度包括：
所述含油饱和度等于1与所述含水饱和度的差值。
优选地，在所述基于所述含水饱和度计算含油饱和度之后，还包括：
利用岩心含油饱和度测定结果对计算得到的所述含水饱和度进行验证，并比较岩心含油饱和度测定结果与计算得到的所述含水饱和度的相对误差。
从上述的技术方案可以看出，本发明提供的W-S饱和度评价方法，其有益效果如下：
1、用归一化方法实现W-S模型中阳离子交换容量(QV)的确定问题，消除了泥质含量影响；
2、基于变胶结指数(m)方法，使得裂缝对含油饱和度的影响转化为胶结指数(m)对含油饱和度的影响，消除了裂缝对含油饱和度的影响，变胶结指数(m)方法解决了裂缝型储层含油饱和度的评价难题；
3、建立了更具普遍意义的含油饱和度模型，该饱和度模型提高了高泥质含量和裂缝型地层含油饱和度的计算精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的W-S饱和度评价方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的裂缝发育地层的等效导电示意图(其中，rma为岩石骨架电阻率、rb为孔隙流体电阻率、rf为裂缝内流体电阻率)；
图3为本发明实施例提供的X1井测井解释含油饱和度与岩心分析含油饱和度对比图(其中，图中第一、第二、第三道为测井原始曲线，第四道为含油饱和度曲线，虚线为W-S模型计算值，杆状实线为岩心分析值)；
图4为本发明实施例提供的X2井测井解释含油饱和度与岩心分析含油饱和度对比图；
图5为本发明实施例提供的X3井测井解释含油饱和度与岩心分析含油饱和度对比图；
图6为本发明实施例提供的X1、X2和X3井应用W-S模型计算的含油饱和度相对误差统计图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供的W-S饱和度评价方法，如图1所示，包括：
基于W-S饱和度方程计算含水饱和度；其中，阳离子交换容量QV用归一化方法计算得到，和/或，胶结指数m为依据裂缝发育程度计算的变胶结指数；
基于所述含水饱和度计算含油饱和度。
需要说明的是，在基于W-S饱和度方程求取含油饱和度的过程中，作为关键参数的阳离子交换容量QV采用归一化方法计算得到，以便于消除泥质含量对于含油饱和度的影响；而胶结指数m依据裂缝发育程度计算得到，以便于使得裂缝对含油饱和度的影响转化为胶结指数(m)对含油饱和度的影响，以此消除了裂缝对含油饱和度的影响。
从上述的技术方案可以看出，本发明实施例提供的W-S饱和度评价方法中，其有益效果如下：
1、用归一化方法实现W-S模型中阳离子交换容量(QV)的确定问题，消除了泥质含量影响；
2、基于变胶结指数(m)方法，使得裂缝对含油饱和度的影响转化为胶结指数(m)对含油饱和度的影响，消除了裂缝对含油饱和度的影响，变胶结指数(m)方法解决了裂缝型储层含油饱和度的评价难题；
3、建立了更具普遍意义的含油饱和度模型，该饱和度模型提高了高泥质含量和裂缝型地层含油饱和度的计算精度。
在本方案中，所述W-S饱和度方程为：
其中：Ct、Cwsh、Cw分别为泥质砂岩地层电导率、泥质水电导率、地层水电导率，(Ω·m)-1；Sw为含水饱和度，％；Qvn为阳离子交换容量的归一化参数，无量纲；孔隙度，％；a、b、m、n为岩电参数；
需要说明的是，上述的W-S饱和度方程是基于阳离子交换容量的归一化参数Qvn和变胶结指数m作为参数得到的更具普遍意义的含油饱和度模型，该模型提高了高泥质含量和裂缝型地层含油饱和度的计算精度，该模型适用范围更广，满足了所有孔隙型(含溶洞型)-裂缝型地层的使用条件；
其中，阳离子交换容量QV归一化后参数为Qvn，且Qvn为：
其中：Vsh、分别为泥质砂岩的泥质含量、泥质砂岩的孔隙度、泥岩的总孔隙度，％。
具体地，由于W-S饱和度方程是Sw的非线性方程，无解析解。为了实现水饱和度Sw的数学求解，相应地，所述基于 W-S饱和度方程计算含水饱和度包括：
利用迭代法对W-S饱和度方程求解得到含水饱和度。
进一步地，所述利用迭代法对W-S饱和度方程求解得到含水饱和度包括：
利用迭代法将式(1)转化为：
若：
①n＝1时,则含水饱和度为：
②n*≈2,n*∈[1.9,2.1]时,
则解Sw的二元一次方程：并去掉一个负根，得到含水饱和度为：
否则：
③
再若：
否则：(Sw)k＝(Sw)k+1，返回式(6)，重新进行迭代计算，直到计算结果满足给定条件ε＝0.0001。
在本方案中，在所述基于W-S饱和度方程计算含水饱和度Sw之前，还包括：
W-S模型(原有模型)为：
阳离子交换容量QV(原有表达式)为：
需要说明的是，由于Qv正比于CEC，CEC正比于单位孔隙体积可交换阳离子的摩尔数，在地层水矿化度和粘土矿物成分稳定的情况下，单位孔隙体积可交换阳离子的摩尔数与单位孔隙体积的有效粘土含量Vsh成正比，于是 Qv正比于Vsh。尽管无法计算泥质砂岩和泥岩的Qv值,但可以用测井资料确定泥质砂岩Qv和泥岩Qvsh的比值QVN，则得到阳离子交换容量的归一化参数Qvn：
其中：Vsh、分别为泥质砂岩的泥质含量、泥质砂岩的孔隙度、泥岩的总孔隙度，％；
引入视泥质水电导率：
对于纯泥岩，Sw＝100％,则泥岩的视泥质水电导率为：
Cwsh＝(BQvsh+Cw)/b (11)
联立式(8)得Qvsh＝(bCwsh-Cw)/B，并由Qvn＝Qv/Qvsh得：
BQv＝BQvnQvsh＝Qvn(bCwsh-Cw) (12)
得到W-S模型归一化后的地层电导率公式为：
其中：Ct、Cwsh、Cw分别为泥质砂岩地层电导率、泥质水电导率、地层水电导率，(Ω·m)-1；Sw为含水饱和度，％；Qvn为阳离子交换容量的归一化参数，无量纲；孔隙度，％；a、b、m、n为岩电参数；
对于纯水层，有Sw＝1,Ct变为Co，式(13)变为：
再基于式(14)将式(13)转为得到所述W-S饱和度方程：
具体地，所述变胶结指数m的计算式为：
式中： 分别为裂缝孔隙度、基质孔隙度、总孔隙度。
进一步地，所述胶结指数m为依据裂缝发育程度计算的变胶结指数包括：
根据电学知识得到：
式中：ro为地层总电阻率、rma为岩石骨架电阻率、rb为基质孔隙流体电阻率、rf为裂缝孔隙流体电阻率；
基于rma→∞,则得到：
两边取对数得：
定义裂缝比例系数假设裂缝部分的胶结指数mf＝1，则得到所述变胶结指数m的计算式：
在本方案中，变胶结指数m的变化反映了储层结构和孔隙胶结情况的变化，可采用依据裂缝发育程度计算变胶结指数m变化的方法，将均质地层解释模式转化为非均质地层解释模式，从而实现了在非均质裂缝型储层准确计算含水饱和度的目的。
为了进一步优化上述的技术方案，所述基于所述含水饱和度计算含油饱和度包括：
所述含油饱和度等于1与所述含水饱和度的差值。即为含水饱和度与含油饱和度之和为100％。
在本方案中，在所述基于所述含水饱和度计算含油饱和度之后，还包括：
利用岩心含油饱和度测定结果对计算得到的所述含水饱和度进行验证，并比较岩心含油饱和度测定结果与计算得到的所述含水饱和度的相对误差。如此设计，以便于验证基于阳离子交换容量的归一化参数Qvn和变胶结指数m 的W-S模型的可靠性，并通过其与岩心含油饱和度测定结果的相对误差来检验其的计算精度。
下面结合具体实施例对本方案作进一步介绍：
本发明提供一种变胶结指数(m)的W-S含油饱和度评价模型(方法)，消除高泥质含量及裂缝地层泥浆侵入对电阻率的影响，使含油饱和度计算精度更高。
本发明提供一种变胶结指数的W-S饱和度模型(方法)，包括以下具体步骤：
1、用归一化方法确定W-S模型中阳离子交换容量(QV)，消除泥质含量影响：
Waxman和Thomas建立了著名的Waxman-Smits饱和度模型(简称W-S模型)见式(1)，W-S模型在实现含油饱和度的求取中必须解决阳离子交换容量QV这个关键的参数，它通常是用岩心样品在实验室测定的，由于取心的井很少，这给实际测井解释带来了极大的困难，因此如何确定QV是关键。
其中：Ct为地层电导率(Ω·m)-1；Cw为地层水电导率，(Ω·m)-1；B是平衡阳离子的电化学当量电导率，S·cm3/(mmol·m)，BQv项的单位为(Ω·m)-1；F为纯水层的地层因素；为地层孔隙度，％；a为与岩石有关的岩性系数；m为与胶结指数、孔隙结构相关的胶结指数；Sw为岩石含水饱和度，％；b为与岩性有关的常数；n为饱和度指数,与油、气、水在孔隙中的分布情况相关。
粘土表面的阳离子交换作用产生附加导电作用，阳离子交换容量(Qv) 是岩石单位总孔隙体积中含有的可交换阳离子的摩尔数(mol)；阳离子交换能力(CEC)是单位质量干岩样含有的可交换阳离子的摩尔数；故而有：
其中：φt为泥质砂岩的总孔隙度，小数；ρG为泥质砂岩的颗粒密度，g/cm3； Qv为阳离子交换容量，mmol/cm3；CEC为阳离子交换能力，mmol/g干岩样。
由于Qv正比于CEC，CEC正比于单位孔隙体积可交换阳离子的摩尔数，在地层水矿化度和粘土矿物成分稳定的情况下，单位孔隙体积可交换阳离子的摩尔数与单位孔隙体积的有效粘土含量Vsh成正比，于是Qv正比于Vsh。尽管无法计算泥质砂岩和泥岩的Qv值,但可以用测井资料确定泥质砂岩Qv和泥岩 Qvsh的比值QVN。
其中：Vsh、分别为泥质砂岩的泥质含量、泥质砂岩的孔隙度、泥岩的总孔隙度，％。
引入视泥质水电导率：
对于纯泥岩，Sw＝100％,故泥岩的视泥质水电导率为：
Cwsh＝(BQvsh+Cw)/b (11)
联立式(2)得Qvsh＝(bCwsh-Cw)/B，并由Qvn＝Qv/Qvsh得：
BQv＝BQvnQvsh＝Qvn(bCwsh-Cw) (12)
于是W-S模型(式1)归一化后的地层电导率公式为：
其中：Ct、Cwsh、Cw分别为泥质砂岩地层电导率、泥质水电导率、地层水电导率，(Ω·m)-1；Sw为含水饱和度，％；Qvn为阳离子交换容量的归一化参数，无量纲；孔隙度，％；a、b、m、n为岩电参数。
对于纯水层，有Sw＝1,Ct变为Co，式(9)变为：
由于岩电参数a、b、m、n及CW已经确定，Qvn利用式(5)确定,因此对于纯水层,可以通过调整Cwsh使Co与地层测量的电阻率Ct(深感应电导率)相等，从而确定Cwsh。
式(9)可化为更具普遍意义的W-S饱和度方程：
2、基于变胶结指数(m)方法消除裂缝对含油饱和度的影响：
实验表明：孔洞的存在对地层总孔隙度影响很大，但是孔洞孔隙对岩石导电率影响却很小，孔洞孔隙的存在只对岩石电导率产生增阻作用，故在建立解释模型时，可把孔洞孔隙和基质孔隙视为一体，称为基质孔洞孔隙。当裂缝存在时，裂缝对电阻率的影响起主导作用，其对饱和度评价的影响是不可忽略的。
国外学者Rasmus和Wang及中国石油大学(北京)毛志强等人通过对粒间孔隙型、粒间孔隙-孔洞孔隙型、粒间孔隙-裂缝孔隙型介质，分别以孔隙壁水膜厚度、反映孔隙连通性的配位数、吼道半径、孔隙半径等作为参数，模拟了粒间孔隙介质中分别引入不同孔隙度的孔洞和裂缝孔隙时，地层因素与孔隙度的关系，结果发现：
①缝孔隙度的大小对介质的电阻率变化起决定作用，随着裂缝孔隙度的增大，地层因素或者说地层完全含水时的电阻率下降明显高于粒间孔隙体系介质和粒间孔隙-孔洞孔隙体系介质，阿尔奇公式不适应裂缝-孔隙型地层的原因主要是该类地层胶结指数m的变化；
②裂缝型储层m随裂缝发育程度的变化是显著的，并有裂缝型储层m＞粒间孔隙型储层m＞粒间孔隙-孔洞孔隙型储层m；
③粒间孔隙-裂缝型储层影响饱和度计算的主要因素在于m值，粒间孔隙 -裂缝型储层的n值可近似看作常数。
如何通过确定m来消除裂缝对饱和度的影响，是在裂缝发育地层利用W-S 模型求取饱和度的关键。图2为裂缝发育地层的等效导电图，由电学知识可知：
式中：ro为地层总电阻率、rma为岩石骨架电阻率、rb为基质孔隙流体电阻率、rf为裂缝孔隙流体电阻率；
由于rma→∞,因此有：
两边取对数得：
定义裂缝比例系数假设裂缝部分的胶结指数mf＝1，则得到：
式中： 分别为裂缝孔隙度、基质孔隙度、总孔隙度。
m的变化反映了储层结构和孔隙胶结情况的变化，可依据裂缝发育程度自动计算m变化的方法，将均质地层解释模式转化为非均质地层解释模式，从而实现了在非均质裂缝型储层准确计算含水饱和度的目的。
3、非线性方程的数学求解：
饱和度方程是Sw的非线性方程，无解析解，利用迭代法实现对其的数学求解,式(11)转化为：
若：
①n＝1时,
②n*≈2,n*∈[1.9,2.1]时,
解Sw的二元一次方程：去掉一个负根：/>
否则：
③
再若：
否则：(Sw)k＝(Sw)k+1，返回式(6)，重新进行迭代计算，直到计算结果满足给定条件ε＝0.0001。
下面结合具体实施例对本方案再作进一步介绍：
实施例1：
参照X1井的岩心含油饱和度测定结果对模型的可靠性验证。X1井储层为孔隙-裂缝型储层，43号储层泥质含量大于19％，电成像显示裂缝发育。在 43号层中取三个有岩心分析含油饱和度的深度(4337.1m、4337.3m、4337.8m)，对这三个深度的含油饱和度进行计算。
(1)计算阳离子交换容量归一化参数Qvn。由式(5)即计算得到Qvn值，式中各参数值见表1，泥质砂岩的泥质含量Vsh分别为(19％、 19.1％、22.1％)、泥质砂岩的孔隙度/>分别为(9.3％、9.2％、7.7％)、泥岩的孔隙度/>分别为(1.6％、1.59％、1.58％)，计算出Qvn分别为(3.28％、3.33％、 4.6％)。
(2)计算变胶结指数m值。通过电成像测井资料计算得到这三个深度的裂缝孔隙度分别为(1.3％、0.8％、2.3％)，由声波时差计算得到基质孔隙度/>分别为(8.0％、8.4％、5.4％)，由此得到裂缝比例系数/>分别为 (0.16、0.1、0.42)。用中子和密度曲线计算出总孔隙度/>由公式/>得到三个深度的mb分别为(1.8720、1.8721、1.8725)，将以上各参数值代入变胶结指数方程/>即得到每个深度点的变胶结指数m 值分别为(1.7375、1.794、1.4609)。
(3)将变胶结指数m值和阳离子交换容量归一化参数Qvn值代入更具普遍意义的W-S饱和度方程式(1)中，该方程式中参数a、b、n及CW容易确定，其中参数Cwsh由方程(7)Cwsh＝aφ-mCt计算，代入表1中各参数，计算得到3个深度点的泥质水电导率Cwsh值分别为36.61(Ω·m)-1、37.49(Ω·m)-1、55.23(Ω·m)-1，本井的n值为1.97，非线性方程式(11)的根为/>代入上述计算的各个参数值后，计算得到含水饱和度分别为(53.6％、53.6％、59.8％)，则含油饱和度分别为(46.4％、46.4％、40.2％)，用变胶结指数W-S模型计算的该储层3个深度点的含油饱和度与岩心分析饱和度对比，两者数值十分接近，与岩心分析含油饱和度对比，相对误差分别为5.5％、3.5％、5.8％，满足行业相对误差小于10％的要求，图3第五道为W-S模型计算含油饱和度与岩心分析饱和度对比曲线，计算参数及计算结果见表1。
实施例2：
参照X2井的岩心油水饱和度测定结果对模型的精度进行分析。X2井的 45号储层为孔隙-裂缝型储层，利用变胶结指数W-S模型计算该储层的含油饱和度，与岩心分析饱和度对比，两者数值十分接近，见图4第五道的W-S 模型计算含油饱和度与岩心分析饱和度对比曲线，45号层中任意3个深度 (4151.6m、4153.8m、4154.9m)的含油饱和度见表1，这3个深度的计算含油饱和度与岩心分析含油饱和度的相对误差分别为6.0％、4.2％、4.7％，图6为X1、X2和X3井与岩心对比的相对误差统计图，由图6可见三口井的相对误差均在6.1％以内。
实施例3：
参照X3井的岩心含油饱和度测定结果对W-S模型的可靠性进行验证。 X3井151号层为孔隙-裂缝型储层，对该层应用变胶结指数的W-S饱和度模型进行含油饱和度评价，在该层中任意取3个深度(3916.6m、3918.4m、 3918.9m)，计算方法同实例1，计算参数及计算结果见表一，评价结果见图5 第5道，从图5和表2可见计算的含油饱和度与岩心分析饱和度对比数值接近，相对误差在6.1％以内(见表1)，满足行业相对误差小于10％的要求。
表2印度尼西亚方程参数及含油饱和度计算结果
对比例：
对实施例中X3井151号层应用测井解释常用的印度尼西亚方程(式21) 再一次计算含油饱和度。
式中：Rw---地层水电阻率、Sw---含水饱和度、Rcl---泥质电阻率、Vcl---泥质相对含量。
公式中a和Rw已经确定，其它参数均易计算得到，将表2中各参数代入印度尼西亚方程式(21)中，计算得到含水饱和度，含水饱和度与含油饱和度之和为100％，即可知含油饱和度，计算与实例二相同深度(3916.6m、 3918.4m、3918.9m)处的含油饱和度，计算结果见表2，从表中可见应用印度尼西亚方程计算的含油饱和度与岩心分析含油饱和度对比误差较大，相对误差分别为39.4％、24.2％、24.8％，相对误差远远大于利用变胶结指数W-S模型计算的。
本发明的有益效果：
1、用归一化方法实现W-S模型中阳离子交换容量(QV)的确定问题，消除了泥质含量影响；
2、基于变胶结指数(m)方法，使得裂缝对含油饱和度的影响转化为胶结指数(m)对含油饱和度的影响，消除了裂缝对含油饱和度的影响，变胶结指数(m)方法解决了裂缝型储层含油饱和度的评价难题，使含油饱和度相对误差控制在了6.1％以内，远低于行业内要求的小于10％；
3、建立了更具普遍意义的含油饱和度模型，该模型适用范围更广，满足了所有孔隙型(含溶洞型)-裂缝型地层的使用条件；
4、从实施例可见，应用W-S模型计算的含油饱和度的相对误差均小于 10％。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (6)
1.一种W-S饱和度评价方法，其特征在于，包括：
基于W-S饱和度方程计算含水饱和度；其中，阳离子交换容量QV用归一化方法计算得到，和/或，胶结指数m为依据裂缝发育程度计算的变胶结指数；
基于所述含水饱和度计算含油饱和度；
所述W-S饱和度方程为：
其中：Ct、Cwsh、Cw分别为泥质砂岩地层电导率、泥质水电导率、地层水电导率，(Ω·m)-1；Sw为含水饱和度，％；Qvn为阳离子交换容量的归一化参数，无量纲；φ为孔隙度，％；a、b、n为岩电参数；
阳离子交换容量QV归一化后参数为Qvn，且Qvn为：
其中：Vsh、φt、φtsh分别为泥质砂岩的泥质含量、泥质砂岩的孔隙度、泥岩的总孔隙度，％；
所述基于W-S饱和度方程计算含水饱和度包括：
利用迭代法对W-S饱和度方程求解得到含水饱和度；
所述利用迭代法对W-S饱和度方程求解得到含水饱和度包括：
利用迭代法将式(1)转化为：
若：
①n＝1时，则含水饱和度为：
②n*≈2,n*∈[1.9,2.1]时，
则解Sw的二元一次方程：并去掉一个负根，得到含水饱和度为：
否则：
③
再若：
否则：(Sw)k＝(Sw)k+1，返回式(6)，重新进行迭代计算，直到计算结果满足给定条件ε＝0.0001。
2.根据权利要求1所述的W-S饱和度评价方法，其特征在于，在所述基于W-S饱和度方程计算含水饱和度Sw之前，还包括：
W-S模型为：
阳离子交换容量QV为：
根据式(7)和式(8)得到阳离子交换容量的归一化参数Qvn：
其中：Vsh、φt、φtsh分别为泥质砂岩的泥质含量、泥质砂岩的孔隙度、泥岩的总孔隙度，％；
引入视泥质水电导率：
对于纯泥岩，Sw＝100％,则泥岩的视泥质水电导率为：
Cwsh＝(BQvsh+Cw)/b (11)
联立式(8)得Qvsh＝(bCwsh-Cw)/B，并由Qvn＝Qv/Qvsh得：
BQv＝BQvnQvsh＝Qvn(bCwsh-Cw) (12)
得到W-S模型归一化后的地层电导率公式为：
其中：Ct、Cwsh、Cw分别为泥质砂岩地层电导率、泥质水电导率、地层水电导率，(Ω·m)-1；Sw为含水饱和度，％；Qvn为阳离子交换容量的归一化参数，无量纲；为孔隙度，％；a、b、n为岩电参数；
对于纯水层，有Sw＝1，Ct变为Co，式(13)变为：
再基于式(14)将式(13)转为得到所述W-S饱和度方程：
3.根据权利要求1所述的W-S饱和度评价方法，其特征在于，所述变胶结指数m的计算式为：
式中：为总孔隙度。
4.根据权利要求3所述的W-S饱和度评价方法，其特征在于，所述胶结指数m为依据裂缝发育程度计算的变胶结指数包括：
根据电学知识得到：
式中：ro为地层总电阻率、rma为岩石骨架电阻率、rb为基质孔隙流体电阻率、rf为裂缝孔隙流体电阻率；
基于rma→∞，则得到：
两边取对数得：
定义裂缝比例系数假设裂缝部分的胶结指数mf＝1，则得到所述变胶结指数m的计算式：
5.根据权利要求1所述的W-S饱和度评价方法，其特征在于，所述基于所述含水饱和度计算含油饱和度包括：
所述含油饱和度等于1与所述含水饱和度的差值。
6.根据权利要求1所述的W-S饱和度评价方法，其特征在于，在所述基于所述含水饱和度计算含油饱和度之后，还包括：
利用岩心含油饱和度测定结果对计算得到的所述含水饱和度进行验证，并比较岩心含油饱和度测定结果与计算得到的所述含水饱和度的相对误差。
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