0 引言
前人在芦草沟组烃源岩特性、岩性、物性评价等方面做了大量研究［3-16］，但多集中于实验分析与测井岩性识别，在利用测井资料评价储层含油性方面的研究相对较少。含油饱和度是评价储层含油性的重要参数之一。匡立春等［17］提出了一种利用核磁共振测井资料计算含油饱和度的方法，该方法的核心是以岩心分析含油饱和度为刻度依据，确定合适的 截止值，大于该截止值的孔隙组分为含油孔隙组分，小于该截止值的孔隙组分为包含束缚水的孔隙组分［17］。PAUL等［18］提出一种利用储层可采性指数（ ）评价页岩油含油性的方法，定义为可采油中碳含量的平方与总有机碳含量的比值。该方法认为，由于地层中的总有机碳含量不仅包括油气，还包括干酪根和沥青，而干酪根和沥青吸附烃类后会膨胀并堵塞孔隙喉道，不利于页岩油的储存与运输，所以在评价页岩油储层时需充分考虑干酪根和沥青的消极影响［18-19］。
目前，研究区主要基于 截止值方法利用核磁共振测井计算含油饱和度，该方法的关键是如何确定 截止值。由于岩心从井下搬运到实验室的过程中原油组分可能会发生散失，严格意义上密闭取心饱和度分析结果可能会偏小，由此确定的 截止值可能偏大，如何确定 截止值的选择是否合适，前人并未给出解决方案。此外，吉木萨尔凹陷页岩油资源主要赋存于陆相地层，适用于北美海相页岩油的 在该研究区的适用性、含油饱和度与 的关系并未有深入研究。本文在前人研究基础上，首先依据密闭取心饱和度分析结果和总有机碳含量与油的碳含量之间的约束关系，改进了确定用于计算含油饱和度的核磁共振测井 截止值的方法，在此基础上利用核磁测井资料计算含油饱和度及储层可采性指数，分析了含油饱和度、储层可采性指数的关系及储层含油性评价效果，取得了较好的应用效果。
1 含油饱和度评价方法
通常利用阿尔奇公式计算含油饱和度，然而芦草沟组储层岩性复杂多样，且纵向变化快、多为过渡性岩类，孔喉结构复杂，物性较差，岩石电学性质复杂，阿尔奇公式中所需的 、 、 、 等参数难以确定，导致该方法在研究区适用性很差。
核磁共振测井在复杂储层评价方面具有独特的优势，可以利用核磁共振测井评价研究区的含油饱和度。核磁共振测井测量的是地层中氢原子的弛豫信号，能够提供与地层岩性无关的孔隙和流体信息。通过对核磁共振谱信号的分析，在 截止值选定合适的情况下， 大于该截止值的孔隙组分为含油孔隙组分，小于该截止值的孔隙组分为包含束缚水的孔隙组分，由此提供准确的含油体积，从而得到含油饱和度的计算结果［17］。计算含油饱和度的公式如下：
截止值的选取对于含油饱和度评价的准确度而言至关重要，国外在砂岩地层一般采用固定的 截止值33 ms。中国石油新疆油田公司的岩心实验结果表明，在准噶尔盆地不同地区、不同层位 截止值的选取并不一样，但普遍小于33 ms［17］，所以初步选择5 ms、10 ms、20 ms、30 ms作为 截止值分别计算含油饱和度。
选择研究区内相关性相对较好的3口井，将计算的含油饱和度与密闭取心结果进行对比分析。文中以X1井为例，如图1所示，为利用核磁共振测井计算含油饱和度成果图。图中第1道为密闭取心孔隙度分析结果与核磁共振测井处理的孔隙度曲线，第2道、第3道、第4道及第5道分别为密闭取心含油饱和度分析结果与以5 ms、10 ms、20 ms、30 ms作为核磁共振 截止值得到的含油饱和度曲线。可以看出，核磁共振测井处理得到的含油饱和度与密闭取心结果趋势一致。以5 ms作为 截止值处理得到的含油饱和度明显偏大，以10 ms作为 截止值处理得到的含油饱和度也略偏大，说明起算时间过小，导致将部分水的信号误认为油的信号；以30 ms作为 截止值得到的含油饱和度略偏小，说明起算时间过大，从而忽略了一部分油的信号。可以将10~30 ms作为 截止值的选取范围进行进一步的精确计算。
以10 ms作为起始时间，以1 ms为间隔在10~30 ms间计算不同 截止值下的含油饱和度，与密闭取心饱和度分析结果进行对比，并计算每一个 截止值得到的含油饱和度与密闭取心饱和度分析结果的相对误差。相对误差由下式计算得到：
由于在利用密闭取心技术得到含油饱和度的过程中，受岩心运输、实验测量等主客观因素影响，部分油可能会散失，导致测得的含油饱和度可能会低于地层真实含油饱和度。所以严格意义上，由此方法计算得到的含油饱和度可能偏小。考虑到需满足计算的含油饱和度基本大于密闭取心饱和度分析结果的条件，选择在相对误差大于0的前提下，相对误差最小的 时间作为计算含油饱和度的 截止值。
分别以小于-10%、-10%~10%、10%~20%、20%~30%、大于30%统计各 截止值相对误差分布情况，直方图如图2所示。由计算结果可知，因需满足计算的含油饱和度基本大于密闭取心饱和度分析结果的条件，24 ms以上平均相对误差小于0，因此不作考虑。在此条件下，以23 ms作为 截止值得到的相对误差平均值最小，相对误差在-10%~10%范围内最多，大于30%部分最少，最能反映含油饱和度的真实情况。
以同样的方法分别分析其他2口井的含油饱和度计算结果， 截止值分别确定为16 ms和18 ms较为合适。综合以上结果并分析研究区内井的核磁测井 谱图，认为该研究区内 截止值选择在15~25 ms的范围内能较真实地反映含油饱和度情况。
由于通过密闭取心结果确定的 截止值可能偏大，可以根据总有机碳含量和油中碳含量的约束关系进一步验证确定的 截止值是否合适。地层中总有机碳含量是孔隙中的油气和干酪根、沥青的综合贡献，因此油中碳的含量应小于等于总有机碳含量。通过将油的含量转换为油中碳的含量，根据总有机碳含量大于等于油中碳含量的关系即可验证确定的 截止值是否过于偏大。
油中碳的含量 利用核磁共振测井确定的计算公式［18］如下：
分别以5 ms、10 ms、15 ms、25 ms作为 截止值计算含油体积，并通过式（3） 将油的体积分数转换为油中的碳含量，与总有机碳含量进行对比，以验证 截止值选择的合理性。如图3所示，为总有机碳含量与油的碳含量关系，其中总有机碳含量由元素测井获得。第4道、第5道、第6道、第7道分别为以5 ms、10 ms、15 ms、30 ms作为 截止值计算的油的碳含量（ ）。从图4中可以看出，在34号油层段，5 ms和10 ms的 明显大于总有机碳含量，这与总有机碳含量和油的碳含量关系（总有机碳含量大于等于油的碳含量）冲突，而从15 ms开始的 满足小于等于总有机碳含量。这一结果表明，以15~25 ms作为 截止值的范围不存在计算含油饱和度过于偏大的情况，该 截止值范围选择合理。
2 储层可采性指数
可以采用 法、多测井响应线性回归法、元素测井等方法进行计算。 如前文所述，主要由核磁测井确定，具体计算方法见式（3） 。
然而，以上储层可采性指数的应用与评价标准是基于北美海相含油气盆地的，对于吉木萨尔凹陷典型的陆相含油气盆地，储层可采性指数的适用性、其与含油饱和度的关系及应用效果还需要通过对实际资料的处理分析进行更加深入的研究。
3 含油饱和度与储层可采性指数应用分析
在前文确定的范围内选择17 ms作为 截止值，对研究区15口井进行含油饱和度和储层可采性指数（ ）计算，并根据试油结论，对15口井的8个干层和37个油层各曲线取点进行分析。
由于该地区岩性复杂，矿物成分多样，孔喉结构复杂，物性较差，岩石电学性质复杂，利用常规的图版对研究区进行含油性评价的效果很差，如图4所示，干层和油层在电阻率—孔隙度交会图上很难被区分开来。
可以看出，当油层和干层的含油饱和度相近时，储层可采性指数有较大差异。对于含油饱和度在40%附近的储层，油层的储层可采性指数明显大于干层，此时利用含油饱和度作为单一标准判断油层和干层可能会出现失误，结合储层可采性指数的大小能有效识别油层和干层。而储层可采性指数虽然整体趋势随着含油饱和度的增大而增大，但并不是完全意义上的含油饱和度越高储层可采性指数也越高，油层中含油饱和度相同的情况下 具有一定的变化范围，这说明储层可采性指数只能定性识别油层和干层，而对含油量的高低没有较好的反映。
因此，相较于利用单个参数识别油层和干层，综合利用含油饱和度和储层可采性指数进行含油性评价有更好的效果。依据交会图，可以将含油饱和度低于40%、 低于0.25的储层段判定为干层，含油饱和度大于40%或 大于0.25的储层段判定为油层。
对研究区实际井进行含油性评价，X2井评价成果图如图6所示。第1道包括井径（CAL）、自然伽马（GR）、自然电位（SP）3条测井曲线；第2道包括3条电阻率曲线；第3道包括密度（DEN）、中子（CNL）、声波时差（AC）3条孔隙度曲线；第5道、第6道、第7道、第8道分别为核磁孔隙度、含油饱和度、总有机碳含量和油的碳含量、储层可采性指数曲线；第9道为核磁曲线。可以看出，常规的电阻率曲线、密度曲线、中子曲线、声波时差曲线测井响应值在4 114.5~4 119 m的油层段比4 088~4 090.5 m和4 094.8~4 104 m的2个干层段略小，从常规曲线很难区分干层和油层。而依据含油饱和度和储层可采性指数曲线可以看出，油层段含油饱和度很高，达到了80%左右， 也远远大于0.25，2个干层段的含油饱和度均低于40%， 均低于0.25。该评价结果与试油结论相符，评价效果很好。还可以看出，油层的孔隙度略高于干层，总有机碳含量并不高，而油的碳含量明显高于干层。此外，根据含油饱和度和 结果指示，4 131.7~4 141.8 m深度段存在油层，可以作为开采的目标。
4 结论
（1）由于准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组储层岩性复杂，矿物成分多样，孔喉结构复杂，物性较差，岩石电学性质复杂，常规测井资料评价含油饱和度方法难度很大，可以利用核磁共振测井评价含油饱和度，T 2截止值的选取至关重要。根据密闭取心饱和度分析资料，计算其与核磁测井得到的含油饱和度的相对误差，选择相对误差最小的T 2时间作为T 2截止值，并通过油的碳含量小于等于总有机碳含量这一约束关系对选择的合理性进行验证，以此最终确定T 2截止值。
（2）利用含油饱和度在该研究区可以有效区分大部分油层和干层，但在油层和干层含油饱和度很接近时利用含油饱和度很难将油层和干层区分开，所以利用含油饱和度作为单一标准存在一定的局限性。储层可采性指数（RPI）是评价页岩油含油性的好方法，在油层和干层的含油饱和度十分接近的情况下，结合储层可采性指数可以准确识别油层和干层。然而储层可采性指数在进行含油性评价时只能定性识别油层和干层，指数值的大小并不能用于评价含油量的高低。
（3）综合利用含油饱和度和储层可采性指数能更有效识别研究区油层和干层，依据含油饱和度—储层可采性指数交会图，可以将含油饱和度低于40%、RPI低于0.25的储层段判定为干层，含油饱和度大于40%或RPI大于0.25的储层段为油层。对研究区实际井进行含油性评价，评价结果得到试油结论证实，在研究区应用效果很好，对研究区及其他页岩油探区的含油性测井评价具有重要意义。
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