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巖心油水飽和度檢測

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發(fā)布時間：2025-08-18 07:14:56 更新時間：2025-08-17 07:14:56

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測中心

巖心油水飽和度檢測：原理、方法與技術(shù)應(yīng)用

巖心油水飽和度檢測是油氣田開發(fā)與儲層評價中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到油藏儲量計算、開發(fā)方案設(shè)計以及提高采收率策略的制定。油水飽和度（S_w）是指巖石孔隙中水所占體積與總孔隙體積之比，是評價儲層含油能力的重要參數(shù)。在實(shí)際勘探開發(fā)過程中，由于巖心樣品的非均質(zhì)性強(qiáng)、物性差異大，傳統(tǒng)靜態(tài)測量方法難以準(zhǔn)確反映真實(shí)油水分布狀態(tài)。因此，采用先進(jìn)的檢測儀器、科學(xué)的檢測方法和標(biāo)準(zhǔn)化的檢測流程，成為確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和可靠性的核心。目前，巖心油水飽和度檢測主要通過實(shí)驗(yàn)室?guī)r心分析完成，涵蓋核磁共振法、離心法、蒸餾法、比重法、X射線CT掃描法等多種技術(shù)手段，結(jié)合國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)如SY/T 5137《巖心分析方法》、ISO 16232《巖石孔隙度和飽和度測定方法》等，實(shí)現(xiàn)對油、水、氣三相飽和度的精確量化。這些檢測技術(shù)不僅為油藏動態(tài)模擬提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，也為儲層改造、注水開發(fā)、三次采油等工程實(shí)踐提供科學(xué)依據(jù)。

主要檢測項目

巖心油水飽和度檢測的主要項目包括：

原始油飽和度（S_or）：巖心在未經(jīng)過任何處理時的油相飽和度；
原始水飽和度（S_wr）：初始狀態(tài)下水相所占孔隙體積比例；
束縛水飽和度（S_wb）：在油藏條件下，無法被驅(qū)替出的最小水飽和度；
殘余油飽和度（S_or^res）：經(jīng)過驅(qū)替后仍滯留在孔隙中的油量占比；
相對滲透率與飽和度關(guān)系曲線（Kr-Sw曲線）：用于模擬多相流體在儲層中的流動行為。

常用檢測儀器

為實(shí)現(xiàn)高精度巖心油水飽和度測定，現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)室配備多種先進(jìn)檢測儀器：

核磁共振巖心分析儀（NMR）：利用核磁共振技術(shù)測量氫核弛豫時間，快速、無損地測定油水飽和度，尤其適用于低滲透儲層和致密油藏；
離心機(jī)式飽和度測定儀：通過施加離心力將水相從巖心中驅(qū)替，結(jié)合質(zhì)量差法計算水飽和度，適用于常規(guī)巖心樣品；
蒸餾法測定儀（Dean-Stark裝置）：利用溶劑置換原理，將巖心中的油水組分蒸餾分離并測量，精度高，但耗時較長；
X射線計算機(jī)斷層掃描儀（CT）：通過三維成像技術(shù)實(shí)時觀察巖心內(nèi)部油水分布狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)可視化分析，尤其適用于非均質(zhì)性強(qiáng)的巖心；
自動飽和度測定系統(tǒng)（如CoreLab系列設(shè)備）：集成多種測量模塊，支持自動化、連續(xù)化檢測，提高實(shí)驗(yàn)效率與數(shù)據(jù)一致性。

主要檢測方法

巖心油水飽和度檢測采用多種方法，各有適用場景與技術(shù)優(yōu)勢：

蒸餾法（Dean-Stark法）：將巖心樣品置于溶劑中加熱蒸餾，通過收集冷凝液計算油水含量。該方法適用于含油量較高的巖心，是國際通用的標(biāo)準(zhǔn)方法之一；
離心法：將巖心樣品浸泡于水或溶劑中，利用高速離心機(jī)分離水相，根據(jù)質(zhì)量差計算水飽和度。該方法操作簡單，適合現(xiàn)場快速檢測，但對巖心破裂風(fēng)險較高；
核磁共振法（NMR）：基于不同流體（油、水）的T₂弛豫時間差異，通過信號反演獲得油水飽和度。具有無損、快速、可重復(fù)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于致密儲層研究；
CT掃描法：通過X射線三維成像識別油水分布，結(jié)合圖像處理算法實(shí)現(xiàn)空間飽和度分布圖。適用于研究非均質(zhì)性、孔隙結(jié)構(gòu)演化等復(fù)雜問題；
比重法：通過測量巖心在空氣、水和油中的質(zhì)量差，結(jié)合孔隙體積計算飽和度。適用于小尺寸巖心樣品，但對巖心完整性要求高。

檢測標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范

為保障巖心油水飽和度檢測結(jié)果的權(quán)威性與可比性，國內(nèi)外已建立一系列檢測標(biāo)準(zhǔn)體系：

中國標(biāo)準(zhǔn)（SY/T 5137-2022）：《巖心分析方法》規(guī)定了巖心飽和度測定的采樣、處理、儀器校準(zhǔn)、數(shù)據(jù)計算和報告格式等要求，是石油行業(yè)普遍遵循的規(guī)范；
美國石油學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)（API RP 40）：針對巖心分析的實(shí)驗(yàn)設(shè)計與數(shù)據(jù)解釋提供指導(dǎo)，強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)條件的控制與重復(fù)性驗(yàn)證；
國際標(biāo)準(zhǔn)化組織標(biāo)準(zhǔn)（ISO 16232）：規(guī)定了巖石孔隙度、飽和度及滲透率的測定方法，強(qiáng)調(diào)儀器校準(zhǔn)與環(huán)境控制；
ASTM D4747：《使用蒸餾法測定巖石樣品中水含量的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法》，為蒸餾法提供標(biāo)準(zhǔn)化流程。

所有檢測項目均需在恒溫恒濕條件下進(jìn)行，巖心樣品應(yīng)保持原始狀態(tài)，避免污染或水分蒸發(fā)。檢測數(shù)據(jù)應(yīng)進(jìn)行多次重復(fù)驗(yàn)證，并結(jié)合孔隙度、滲透率等參數(shù)進(jìn)行綜合分析，確保結(jié)果科學(xué)可靠。