流體飽和度，是用來描述儲層岩石孔隙中流體充滿的程度，該參數影響油氣藏儲量的大小。因此，它與孔隙度、滲透率一起，被稱為孔、滲、飽參數，用來評價儲層的優劣。
當儲層岩石孔隙中同時存在多種流體（原油、地層水或天然氣）時，某種流體所占的體積百分數稱為該種流體的飽和度。
基本介紹
- 中文名：流體飽和度
- 外文名：saturation
定義,分類,測定方法,
定義
流體飽和度定義為儲層岩石孔隙中某一流體的體積與孔隙體積的比值，常用百分數或小數表示。用公式表示為：
式中：
V1——孔隙中流體的體積，m3；
Vp——孔隙體積，m3；
Vf——岩石外邊體積，m3；
Φ ——孔隙度，小數；
S1——流體飽和度。
從成藏的角度分析，岩石孔隙中最初飽和的是水，石油和天然氣是後期運移到這些孔隙中的，並將孔隙中的大部分水驅替出來。由於岩石孔隙結構的複雜性、岩石-流體系統的物理化學關係和油氣水運移的過程、次數等因素的影響，岩石孔隙中的水不可能被全部排驅乾淨。通常儲層岩石孔隙中含有兩種或兩種以上流體，例如油-水、水-氣或油-氣-水。
儲層岩石孔隙中充滿一種流體時，稱為飽和了一種流體。當儲層岩石孔隙中同時存在多種流體（原油、地層水或天然氣）時，某種流體所占的體積百分數稱為該種流體的飽和度分別為：含油飽和度（So）、含水飽和度（Sw）、含氣飽和度（Sg）。
根據飽和度的概念，So、Sw、Sg三者之間有如下關係：
So+Sw+Sg=1
當岩心中只有油、水兩相時，即Sg=0時，So和Sw有如下關係：
So+Sw=1
分類
原始含水飽和度——束縛水飽和度
油藏投入開發前，並非孔隙中100%含油，而是一部分孔隙被水占據。所謂原始含水飽和度(Swi)是油藏投入開發前儲層岩石孔隙空間中原始含水體積Vwi和岩石孔隙體積Vp的比值。
大量的現場取心分析表明，即使是純油氣藏，其儲層內都會含有一定數量的不流動水，通常稱之為束縛水。束縛水一般存在於砂粒表面、砂粒接觸處角隅或微毛管孔道中。束縛水的存在與油藏的形成過程有關：在水相中沉積的砂岩層，起初孔隙中完全充滿水。在原油運移、油藏形成過程中，由於毛細管作用和岩石顆粒表面對水的吸附作用，油不可能將水全部驅走，一些水殘存下來，在油藏中形成了束縛水。
不同油藏由於其岩石及流體性質不同，油氣運移條件有差異，束縛水飽和度的大小差別很大，一般來說在20%～50%之間。粗粒砂岩、粒狀孔洞灰岩以及所有大孔隙岩石的束縛水飽和度較低，而粉砂岩、含泥質較多的低滲砂岩的束縛水飽和度較高。
原始含油飽和度
地層中原始狀態下含油體積Voi與岩石孔隙體積Vp之比稱為原始含油飽和度（Soi）：
此時，含水飽和度稱為原始含水飽和度，當已知原始含水飽和度（Swi）時，可得：
原始含油飽和度主要受儲層岩石的孔隙結構及表面性質的影響。通常情況下，岩石顆粒越粗，則比面越小，孔隙、喉道半徑也越大，相應的孔隙連通性好，滲透性高，油氣排驅水阻力小，含油飽和度就越高，束縛水飽和度也就越低。
原油性質對飽和度也有影響。對於粘度較高的油，由於排水動力小，原油難以進入到孔隙中，因此殘餘水飽和度高，含油飽和度就低。
當前油、氣、水飽和度
油田開發一段時間後，地層孔隙中含油、氣、水飽和度稱為當前含油、氣、水飽和度，簡稱含油飽和度、含氣飽和度或含水飽和度。
殘餘油飽和度與剩餘油飽和度
經過某一採油方法或驅替作用後，仍然不能采出而殘留於油層孔隙中的原油稱為殘餘油，其體積在岩石孔隙中所占體積的百分數稱為殘餘油飽和度用Sor表示。可以理解，驅替後結束後殘餘油是處於束縛狀態、不可流動狀態的。
剩餘油主要指一個油藏經過某一採油方法開採後，仍不能采出的地下原油。一般包括驅油劑波及不到的死油區內的原油及驅油劑（注水）波及到了但仍驅不出來的殘餘油兩部分。剩餘油的多少取決於地質條件、原油性質、驅油劑種類、開發井網以及開採工藝技術，通過一些開發調整措施或增產措施後仍有一部分可以被采出。剩餘油體積與孔隙體積的之比稱為剩餘油飽和度。
對於氣藏，類似地有原始含氣飽和度、當前含氣飽和度、殘餘氣飽和度等概念，不再重敘。
測定方法
確定儲層流體的飽和度有有多種方法：
（1）油層物理方法：常規岩心分析方法（常壓乾餾法、蒸餾抽提法和色譜法）等，專項岩心分析方法(如由相對滲透率曲線或毛管壓力曲線確定油水飽和度)。
（2）測井方法：如脈衝中子俘獲測井、核磁測井等，可以測定井周圍地層的流體飽和度。
（3）經驗統計公式或經驗統計圖版法：粗略估算原始含水、含油飽和度。
下面介紹國內外最常用的測定流體飽和度的方法：常壓乾餾法、蒸餾抽提法和色譜法。
1、溶劑抽提法(蒸餾抽提法)
該方法的實質是抽提岩心中的水，通過測定含水飽和度而確定原始含油飽和度。原理為：稱取含油岩樣質量後，將其放入測定儀的微孔隔板漏斗中；加熱燒瓶中的溶劑（採用沸點高於水的溶劑，如甲苯沸點110℃），使岩樣中的水份蒸餾出來，經冷凝管冷凝後匯集在水計量管中，從水計量裝置中直接讀出水的體積Vw，岩樣孔隙體積由前述方法可以測出，即可按定義式計算含水飽和度。
油、水體積也可按質量求得：實驗過程前後，分別測出岩心原始的質量W1和岩心經抽提、洗淨、烘乾後的質量w2，將抽提出的水體積Vw轉換成質量ww，則油的體積為：
含油飽和度So為：
式中：ρo——油的密度。
含氣飽和度Sg按下式計算： 
溶劑抽提法具有岩心清洗乾淨、方法簡單、操作容易、水體積測量精確等優點。一般使用洗油能力強、密度比水小、沸點比水高的溶劑，如甲苯（沸點110℃、相對密度0.867）。由於岩心的潤濕性不相同，應採用不同的、有針對性的溶劑，以不改變岩心潤濕性為準。例如親油岩心可選用四氯化碳；親水岩心可選用按1:2、1:3、1:4比例配製的酒精-苯；對中性岩心和瀝青質原油可選用甲苯等作溶劑。若礦物含有結晶水，應選用沸點比水低的溶劑進行抽提，以防止結晶水被抽提出。
抽提水的過程，也是岩心清洗的過程。為清洗乾淨，抽提時間應足夠長，例如緻密岩心的抽提需要48小時或更長的時間。
2、常壓乾餾法
常壓乾餾法又稱乾餾法或蒸發法，俗稱為熱解法。其該方法的原理為：先用電爐對取樣岩心進行加熱，從岩心蒸發出束縛水，再升高溫度(50~650℃)蒸髮油。從岩心蒸發出來的油、水蒸汽經冷凝管冷凝後變為液體，並匯流到收集量筒中，由量筒直接讀出油、水體積，用其它方法測出岩石孔隙體積Vp，就可算出岩石中的油水飽和度。
在乾餾過程中，由於蒸發損失、結焦或裂解等原因，乾餾出的油量一般會少於實際岩心的含油量。不同性質的原油差別很大，有的原油損失可達30%以上，因此必須對乾餾出的油量進行校正，實驗中常常根據該油層實際油量與乾餾出來油量間的關係曲線來進行校正的。
乾餾時溫度過高則乾餾出的水量中可能包括礦物中的結晶水。因此在對岩心乾餾時，乾餾束縛水階段溫度不能太高，此時的溫度大小需根據乾餾出水量與溫度的關係曲線圖來確定，通常曲線上第一個平緩段即時束縛水完全蒸出時所需要的溫度。待乾餾出岩樣內束縛水的後，才能將溫度提高到650℃。
3、色譜法
水與乙醇可以按任意比例互溶，色譜法正是根據這一性質設計的，原理如下：實驗岩心稱質量後，將其放入乙醇溶劑中，使岩心中的水分充分溶解到乙醇中。用色譜儀分析溶解有水分的乙醇，根據原始乙醇與含水乙醇的含水濃度差，可以算出岩樣含水量Vw。再用溶劑抽提法清洗岩心，稱乾岩心質量，用差減法得到含油量，再根據孔隙體積就可分別計算出岩心的油、水飽和度。
上述各方法最關鍵的是要取得能代表儲層中流體原始分布和含量的岩心樣品，這將影響到測定結果的準確性和可靠性。
岩心取至地面過程中，由於壓力下降、岩心中流體會收縮、溢流或被驅出來，一般來說根據岩心所測出的含油飽和度比實際地層的含油飽和度偏小。誤差大小與原油的粘度、溶解油氣比有關，最大可達到70%～80%。因此，實際套用中要校正由於流體的收縮、溢流和被驅出所引起的誤差，例如根據實驗室測得的數據，乘以原油的地層體積係數，再乘以校正係數1.15。
