原始含油饱和度，指的是油层尚未投入开采，处于原始状态下的含油饱和度。当油层孔隙中没有游离气存在时，孔隙全部为油和水饱和，则含油饱和度=100%-含水饱和度。

从石油二次运移和聚集到形成油藏及其以后的变化分析,在水动力影响不显著的条件下,影响原始含油饱和度变化的因素主要是驱动力和阻力。驱动力通常是油水密度差产生的浮力;阻力主要是储层的毛细管压力,当储层为水湿的时候,油进入油藏必须克服喉道的毛管压力。

可用公式表示为

①

②

式中

F———油柱顶部产生的浮力;

ρw、ρo———地层水、油的密度;

H———油柱高度;

g———重力加速度;

pc———孔隙对油、水两相的毛细管压力;

r———孔隙喉道半径;

δow———地层条件下油和水的界面张力;

θow———油和水对岩石的润湿角。

油藏中油水分布现状是驱动力和毛细管压力平衡的结果。对于油藏中储油层的任意一点,油能进入的最小孔隙半径为rmin,则有

从上式看出,油与水的密度差越大,油柱高度大,驱油的动力(浮力)也越大;储层阻力(毛细管压力)的大小取决于储层的孔隙喉道半径、油水界面张力及其岩石的润湿性。只有当驱动力大于阻力的时候,油才能进入储油层,而且驱动力越大,含油饱和度也越高。随着储集层的大孔隙增加,油水界面张力减小,含油饱和度越高。

在计算一个油藏或一个含油区石油地质储量时,需要求平均的原始含油饱和度,而求取单井油层的原始含油饱和度是其基础。求取油藏原始含油饱和度方法归为岩心直接测定、实验油藏工程方法及地球物理测井方法3类。

求取准确的油层原始含油饱和度数据的最直接方法是采用油基泥浆取心或压力密闭取心。油基泥浆取心是防止泥浆水侵入和束缚水外溢,通过求出岩心颗粒周围不能逸出的束缚水饱和度相应确定原始含油饱和度。压力密闭取心是在水基泥浆钻井时采用保持地层压力的密闭取心工具取出不受泥浆污染且能保持地层压力的岩心,然后使用色谱法或蒸馏法测含水饱和度及含油饱和度,这是当前确定原始含油饱和度最准确的方法,也是建立其他间接方法的基础和对比验证的依据。但是,由于油基泥浆取心井和密闭取心井成本高,通常以实测的原始含油饱和度数据为依据制作。若考虑大油藏油柱高度的影响,可制作空气渗透率乘以压力与含油饱和度关系图版来计算普通取心井的饱和度。

实验油藏工程方法是利用岩心样品进行现代实验技术模拟分析油层的原始含油饱和度。常用的有毛管压力曲线和相渗透率曲线法。

实验室测定毛管压力曲线的方法有半渗隔板法、离心法和压汞法,中国最经常使用的还是压汞法。通常是对多条毛管曲线运用J函数方法确定储层岩石的平均毛管压力曲线,再将水银和空气系统测得的毛管压力曲线换算成油藏条件下油、水系统的毛管压力曲线。然后,采用渗透能力分布值法、沃尔公式法及油柱高度法等求出最小含油喉道半径,最终确定原始含油饱和度。对于大型构造油藏,还可以建立油柱高度与含水饱和度关系图版等。

实验室测定的相渗透率曲线,能够提供一个油层从产纯油只有束缚水到产纯水只有残余油的流体饱和度变化全过程模拟。该实验资料可依据分流方程得出不同含水率与饱和度变化的关系曲线,为确定不同含水率情况下的原始含油饱和度奠定了基础。由大量相渗透率曲线得出不同渗透率类型的含水率与含水饱和度关系如图1所示。

确定油水同层的含油饱和度难度较大,一方面是油水同层的含油饱和度变化范围大,另一方面是油基泥浆和密闭取心资料都不能反映存在自由水的油水同层的饱和度原始状况。利用相渗透率曲线确定油水同层含油饱和度是一种简易、实用的近似方法。

当缺少油基泥浆取心井和密闭取心井的原始含油饱和度资料时,地球物理测井方法是求取砂岩储层流体饱和度的重要方法。1942年,阿尔奇以实验为基础提出了岩层电阻率与孔隙度、岩层电阻与含水饱和度两个公式,人们附加一个岩性系数a并将其合并为一个综合阿尔奇公式：

式中

Rw———地层水电阻率;

Rt———孔隙中含流体时的岩层电阻率;

φ———岩层的孔隙度;

a———岩性系数;

m———胶结指数;

n———饱和度指数;

Sw———岩层的含水饱和度。

在油田开发初期，尚未取得油基泥浆取心资料时，可以参考其他油田的经验公式、图版，结合本油田的实际条件进行计算。如果没有油基泥浆和密闭取心资料，也可以参考含水饱和度和渗透率关系曲线，用有效厚度渗透率的下限值确定束缚水饱和度，而后得到含油饱和度。