非均质油藏初始含油饱和度场确定方法探讨

史毅娜

（西安石油大学石油工程学院，陕西西安 710065）

目前，对于非均质油藏精细描述，可以利用地质建模方法能够比较准确刻画油藏三维空间分布特征，而初始含油饱和度场的建立是地质建模中比较关键的一个环节，一方面是初始含油饱和度场分布状况主要影响到石油地质储量拟合率，另一方面，初始含油饱和度场是数值模拟中剩余油描述的基础场，能够影响到后期剩余油分布特征。因此，准确地确定初始含油饱和度场对非均质油藏开发具有重要的意义。

近些年，随着地质建模水平的提高，初始含油饱和度场确定方法日趋增多，并不断相互补充和完善，目前应用比较多的为单相渗曲线法、井间插值法[1]和J函数法[2]等。本文主要在研究这三种方法的基础上，以濮城油田某非均质油藏为例，通过对比分析，找出更加准确的确定初始含油饱和度场的方法，从而更好地指导非均质油气藏的开发。

1 常规初始含油饱和度场建模方法

1.1 单相渗曲线法

单相渗曲线法是在油藏数值模拟早期应用比较广泛的一种方法，此方法是建立在岩心相对渗透率实验的基础上，主要是利用目标油藏不同岩样的相对渗透率曲线，通过归一化标准化处理后，得到能够代表油藏的一条平均相对渗透率曲线，将该曲线输入地质模型中，利用平衡初始化法得到初始含油饱和度场，此方法形成的含油饱和度场在油藏有效网格区域为定值。

对于地质模型网格数比较多的油藏，该方法在数模计算时速度比较快。但对于非均质油藏，特别是储层物性变化大的油藏，初始含油饱和度应该受储层物性和构造起伏的变化而变化，因单相渗法没有考虑储层非均质性，而导致形成的初始含油饱和度场比较均质，这与油藏实际特征严重不符。

1.2 井间插值法

该方法主要是利用测井解释的含油饱和度数据进行井间插值来计算初始含油饱和度场，此方法相对于单相渗法有一定的改进，特别是对于非均质油藏，这种方法模拟出的含油饱和度值与储层物性的分布规律有较好的吻合性。

但是由于油藏开发早期新钻井较少，测井资料有限，而油藏油水分布受开发初期井生产的影响大，对于已经水淹的开发调整井测井解释含油饱和度远低于初始含油饱和度值[1]。另外此方法没有体现出含油高度对初始饱和度的影响，因为在空间上，油藏的构造起伏变化对含油饱和度也具有一定的影响，即对于同一个油藏区域，初始含油饱和度会随着油藏高度的增加而增大。

1.3 J函数法

由于储层的非均质性，不同物性的储层应该存在相应的毛管力曲线，但矿场实测毛管力曲线都很少，而且任何一条毛管压力曲线都只能描述储层中取样点的特征，而无法用于反映整体油藏的特征。因此，Leverett通过建立毛管压力曲线与储层岩石物理性质之间的关系，利用J函数对毛管力曲线上的毛管压力值进行转换，使得各岩样的资料点相对集中，进而反映储层的各项特征[3]。

J函数公式为：

式中：ρω、ρo-油、水的密度，g/cm3；H-自由水面以上的油柱高度，m；σγ-界面张力，mN/m；θγ-润湿角，°；K-渗透率，mD；φ-孔隙度，%。

J函数法首先是选取取心井毛管力实验数据（见图1），将实验室毛管力转换为油藏条件下毛管力[4]（见图2），结合岩样孔渗数据，应用Leverett方法计算J函数值，然后利用油柱高度、孔隙度及渗透率参数场，求取J函数场[5，6]，通过拟合J函数与含水饱和度的公式（见图3），求取初始含水饱和度场，根据初始含水饱和度场求取初始含油饱和度场。

可以看出，利用J函数能够将储层物性、含油高度和储层毛管力统一起来，可以综合反映一个油藏储层物性和油藏高度的变化。

图1 实验室毛管力曲线

图2 油藏毛管力曲线

图3 岩心数据J函数拟合图

2 应用效果分析

在濮城油田某非均质油藏分别应用单相渗法、井间插值法和J函数法建立初始饱和度场，然后利用相同的动态数据进行数值模拟，根据模拟结果，对比分析三种方法的应用效果。

2.1 单相渗曲线法与J函数法对比

通过对比单相渗曲线法和J函数法产生的初始含油饱和度场（见图4、图5），可以看出，单相渗曲线法产生的初始含油饱和度场为一均值，整体油藏初始饱和度值为0.65，不符合非均质油藏特征。相比之下，J函数法产生的初始含油饱和度具有明显的非均值性，体现出了初始含油饱和度与储层物性、油层高度的变化关系，因此，J函数法建立的初始含油饱和度场更接近于油藏的实际特征。

另外，从剩余油模拟结果可以看出，在1-239至6-613井间和1-239井区，单相渗曲线法模拟的14、15小层水淹严重，剩余油饱和度低，挖潜剩余油难度大，而从J函数法模拟的剩余油分布规律看出，1-239至6-613井间由于注采井距大、无注采井位，剩余油较富集，这与油藏现场应用相吻合，而1-239井区，由于此井实际生产原油产量较高，因此剩余油饱和度富集比较符合生产状况。通过对比表明，应用J函数法产生的初始含油饱和度场数值模拟后，更符合非均质油藏特征，更接近油藏实际生产状况。

2.2 井间插值法与J函数法对比

从非均质油藏孔隙度图中可以看出，位于高部位的A区域孔隙度高于位于低部位的B区域孔隙度（见图6）。通过对比井间插值法产生的初始含油饱和度场和J函数法产生的初始含油饱和度场（见图7、图8），可以看出，利用井间插值法建立的初始含油饱和度场进行模拟，模拟结果表明，低部位低孔隙度的B区域初始含油饱和度值等于甚至高于高部位高孔隙度的A区域，这种结果没有考虑到油层高度的变化，不符合油气成藏的规律。而根据J函数法产生的初始含油饱和度场，显示高部位高孔隙度的A区域含油饱和度值高于低部位低孔隙度的B区域，由此证明，J函数法建立的初始含油饱和度场，考虑到了油藏实际油层高度变化，因此符合油气成藏规律。

图4 J函数法初始含油饱和度图

图5 单相渗曲线法初始含油饱和度图

图6 孔隙度模型

图7 井间插值法模拟初始含油饱和度场

3 结论

针对非均质油藏，通过对比单相渗曲线法、井间插值法和J函数法三种确定初始含油饱和度方法，结果表明，J函数法建立的初始含油饱和度场可以综合反映油藏高度、孔隙度、渗透率参数的变化规律，能够精细准确地描述地层的原始含油状态，为下步储量拟合和剩余油分布规律研究提供了可靠的依据。