随着国际能源供需矛盾的日益突出,致密砂岩储层已成为全球非常规油气勘探开发的重要领域。致密砂岩储层致密,孔隙结构复杂,非均质性强,储层束缚水饱和度难以准确计算。针对致密砂岩储层束缚水饱和度定量评价问题,本文以四川盆地川中地区须家河组致密砂岩储层为例,结合岩心物性分析、核磁共振和压汞等实验资料,对现有的束缚水饱和度确定方法在低渗透致密砂岩中精度较差的原因进行了分析,在此基础上,将分形几何理论引入到束缚水饱和度毛管模型的构建中,提出了一种利用压汞资料定量评价储层束缚水饱和度的方法,并应用到目标区块束缚水饱和度的计算中。利用岩心物性分析资料、压汞实验资料和核磁共振实验资料等,结合前人研究成果,重点分析了压汞法和核磁共振实验法在低渗透致密砂岩储层束缚水饱和度计算中精度不高的原因。研究认为,现有的束缚水饱和度确定方法主要存在两个方面的问题,一是实验都是在常温的条件下进行的,没有考虑温度对岩石束缚水饱和度的影响;二是在目前的方法中临界孔喉半径确定为0.2μm,该值适用于物性较好的中-高孔渗砂岩储层,对于低渗透致密砂岩储层并不适用。通过实验研究与数值模拟相结合的方法,对致密砂岩储层束缚水饱和度的计算问题开展研究。以毛细管束理论为基础,推导出岩石的束缚水饱和度模型,并引入分形几何理论,对毛管束模型中的特征参数进行表征,建立了分形束缚水饱和度毛管模型。选取5块物性差异明显的致密砂岩岩样,对其进行高压压汞和称重实验测量,将传统压汞法和新模型在实验条件下计算的束缚水饱和度与称重法获取到的束缚水饱和度进行对比,对构建的分形束缚水饱和度模型进行验证。结果表明,新模型计算的束缚水饱和度精度更高,可以用来计算致密砂岩储集层岩石的束缚水饱和度。利用压汞和岩心物性分析等实验资料,选取几种不同孔隙结构的代表性岩样,结合构建的分形束缚水饱和度模型,分别模拟不同孔隙结构的致密砂岩岩样在不同温度和不同临界孔喉半径下的束缚水饱和度响应值,总结其影响规律。研究表明在温度一定的情况下,最大驱替压力越大(临界孔喉半径越小),岩石束缚水饱和度越小,且孔隙结构越复杂的岩石,其束缚水饱和度的下降幅度也越大。当最大驱替力(临界孔喉半径)一定时,地层温度越大,岩石束缚水饱和度越小,且束缚水饱和度的下降幅度随岩石孔隙结构复杂程度的增加有一个先增加后减小的过程。本文选取不同区块的低渗致密砂岩岩样,对其进行不同离心力(50psi、100psi、150psi、200psi、250psi和300psi)下的剩余水饱和度实验测量,依据岩样剩余水饱和度下降幅度(低离心力对应剩余水饱和度减去高离心力对应剩余水饱和度)与离心力的交会图,确定出低渗致密砂岩的临界孔喉半径为0.1μm。将新模型应用到四川盆地须家河组致密砂岩气层段束缚水饱和度的计算中,将实验条件下和储层条件下计算的束缚水饱和度与实验室蜡封含水饱和度进行对比,结果表明,在考虑温度和最大驱替压力对束缚水饱和度影响的条件下,分形束缚水饱和度模型计算的束缚水饱和度结果更为准确,对致密砂岩储层束缚水饱和度的评价有一定帮助作用。