鄭松青，劉　東，劉中春，康志江

（1.中國石化勘探開發(fā)研究院，北京100083；2.中國石油塔里木油田分公司勘探開發(fā)部，新疆庫爾勒841000）

塔河油田碳酸鹽巖縫洞型油藏井控儲量計算

鄭松青1，劉東2，劉中春1，康志江1

（1.中國石化勘探開發(fā)研究院，北京100083；2.中國石油塔里木油田分公司勘探開發(fā)部，新疆庫爾勒841000）

從油水相對滲透率比與含水飽和度的關(guān)系出發(fā)，對丁型水驅(qū)特征曲線（納扎洛夫水驅(qū)特征曲線）進(jìn)行了推導(dǎo)，從理論上證明了丁型水驅(qū)特征曲線直線段斜率的倒數(shù)同地質(zhì)儲量呈線性關(guān)系。通過對塔河油田12個單元區(qū)塊的統(tǒng)計，驗(yàn)證了這一結(jié)論，同時確定了縫洞型油藏的線性比例系數(shù)為6.4，建立了利用丁型水驅(qū)特征曲線計算地質(zhì)儲量的方法。利用這一方法，對塔河油田T7-607單元和T7-615單元的單井井控儲量進(jìn)行計算，計算結(jié)果同地質(zhì)認(rèn)識具有較好的一致性。說明利用該方法計算塔河油田碳酸鹽巖縫洞型油藏單井井控儲量是可行的。

塔里木盆地；塔河油田；縫洞型油藏；丁型水驅(qū)特征曲線；單井井控儲量

單井井控儲量是油田開發(fā)方案制定和調(diào)整的重要依據(jù)之一，其計算方法可以分為容積法、動態(tài)法和混合法3種[1-3]。容積法是在地質(zhì)模型的基礎(chǔ)上，采用權(quán)衡法確定單井控制含油面積，進(jìn)而計算單井控制儲量[4]；動態(tài)法是直接依據(jù)地質(zhì)儲量同動態(tài)數(shù)據(jù)的關(guān)系，利用動態(tài)數(shù)據(jù)反推地質(zhì)儲量[2-3，5-7]；混合法在本質(zhì)上也是容積法，但其關(guān)鍵參數(shù)（如泄油面積）需要利用動態(tài)數(shù)據(jù)（如壓力恢復(fù)資料）求取[1，8]。這3種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，其計算精度主要依賴于儲集層特征以及地質(zhì)模型或動態(tài)數(shù)據(jù)的精度。

塔河油田奧陶系油藏是中國目前已發(fā)現(xiàn)的儲量規(guī)模最大的碳酸鹽巖縫洞型油藏，儲集介質(zhì)由溶洞、裂縫和溶孔組成，非均質(zhì)性強(qiáng)，多種流動形式并存。儲集體空間展布的不連續(xù)性導(dǎo)致容積法的應(yīng)用受到限制[9]。本文在對丁型水驅(qū)特征曲線理論推導(dǎo)和塔河油田現(xiàn)場數(shù)據(jù)統(tǒng)計的基礎(chǔ)上，建立了一種新的單井井控儲量計算方法。

1　地質(zhì)概況

塔河油田位于塔里木盆地北部沙雅隆起中段阿克庫勒凸起西部，是一個以奧陶系碳酸鹽巖巖溶縫洞型油氣藏為主體的復(fù)式油氣田，也是中國第一個億噸級古生界海相大油田。截至2013年底，塔河油田探明石油地質(zhì)儲量已超過13×108t.

阿克庫勒凸起是在元古宇變質(zhì)巖基底上發(fā)育的、以寒武—奧陶系為主體的大型古凸起。先后經(jīng)歷了加里東、海西、印支—燕山及喜馬拉雅多期構(gòu)造運(yùn)動。在震旦—奧陶紀(jì)為穩(wěn)定地臺沉積，西高東低。加里東運(yùn)動中晚期，形成北東東向展布的古隆起。構(gòu)造高部位遭剝蝕，艾丁區(qū)西北部，志留系直接覆蓋在中下奧陶統(tǒng)之上。海西運(yùn)動早期，阿克庫勒凸起受區(qū)域性擠壓抬升，形成向西南傾伏的大型鼻凸，凸起經(jīng)歷長期風(fēng)化剝蝕，形成了大量的巖溶縫洞儲集體。印支—燕山運(yùn)動期，該地區(qū)構(gòu)造運(yùn)動相對較弱，主要表現(xiàn)為整體升降。喜馬拉雅運(yùn)動期，上泥盆統(tǒng)底不整合面及之上地層由整體南傾轉(zhuǎn)變?yōu)橄虮毕聝A，阿克庫勒凸起最終定型。多次構(gòu)造運(yùn)動中，對奧陶系碳酸鹽巖巖溶作用影響最大的是海西早期運(yùn)動和加里東中期運(yùn)動。

塔河油田奧陶系碳酸鹽巖縫洞型油氣藏成藏始于加里東運(yùn)動晚期，延續(xù)至喜馬拉雅運(yùn)動期，具有多期油氣充注成藏、多期破壞和調(diào)整改造的特征[10-11]。加里東運(yùn)動晚期—海西運(yùn)動早期、海西運(yùn)動晚期、喜馬拉雅運(yùn)動晚期是3個主要的成藏期。

多期次構(gòu)造運(yùn)動、巖溶疊加改造和油氣充注成藏，導(dǎo)致奧陶系儲集層非均質(zhì)性強(qiáng)，油水關(guān)系復(fù)雜，不存在統(tǒng)一的油水界面。油氣物性分布差異大，自南東到北西，凝析氣、輕質(zhì)油、正常油和重質(zhì)油依次分布，呈現(xiàn)東氣西油、南東輕北西重的特征[12]。

塔河油田奧陶系碳酸鹽巖儲集層埋深大，普遍大于5 500 m，埋深差異大，縫洞單元埋深差異達(dá)1 300 m.儲集空間類型多，幾何形態(tài)多樣，大小懸殊，小到微米級的基質(zhì)粒間溶孔、晶間孔，大到十?dāng)?shù)米，甚至數(shù)十米的大型溶洞，都有分布。有效儲集空間是多次構(gòu)造作用和古巖溶作用形成的構(gòu)造縫、溶蝕縫、大型洞穴和小型溶蝕孔洞，基質(zhì)低孔、低滲，基本不具備儲滲能力[13]。其中溶洞是最重要的儲集空間，通過對塔河油田4區(qū)單井生產(chǎn)動態(tài)資料統(tǒng)計，溶洞型儲集層累計產(chǎn)油比例在90%以上。

塔河油田奧陶系油藏原始壓力系數(shù)1.11，平均地溫梯度2.18℃/hm，由于埋藏深，所以油藏溫度高，多為120~140℃，壓力大，可達(dá)60 MPa.該油藏主力區(qū)塊原油密度在0.98 g/cm3以上，局部地區(qū)高達(dá)1.04 g/cm3；主力區(qū)塊原油黏度（50℃）為1 000 mPa·s，局部地區(qū)高達(dá)1.3×106mPa·s；地層水礦化度為99 592~289385mg/L，其中62.82%的樣品礦化度大于20×104mg/L；另外，由于碳酸鹽巖軟泥中缺少可與硫化氫和硫結(jié)合的鐵元素，成巖階段硫多與有機(jī)質(zhì)組分結(jié)合，形成有機(jī)硫化物，提高了原油的含硫量。因此，塔河油田奧陶系油藏整體呈超深、超稠、高溫、高壓、高黏度、高礦化度和高含硫量的特點(diǎn)[14-15]。

2　理論基礎(chǔ)

文獻(xiàn)［16］指出，油水相對滲透率比值與含水飽和度存在5種關(guān)系。其中一種可表示為

在水驅(qū)的穩(wěn)定流動條件下，水油產(chǎn)量比可表示為

聯(lián)立（1）式和（2）式，產(chǎn)水量為

對產(chǎn)水量積分，可得累計產(chǎn)水量

根據(jù)物質(zhì)平衡原理，累計產(chǎn)油量為

（5）式兩邊對時間求導(dǎo),得

將（6）式代入（4）式，可得

對（7）式積分求解，得

根據(jù)物質(zhì)平衡方程，平均含水飽和度為

將（9）式代入（8）式，有

當(dāng)c=-2時，（10）式可化簡為

（11）式可化簡為

（15）式可進(jìn)一步變形為

（17）式即為丁型水驅(qū)特征曲線。

如果動態(tài)數(shù)據(jù)滿足丁型水驅(qū)特征曲線的形式，即A，B為常數(shù)，則根據(jù)（13）式，地質(zhì)儲量為

通過以上推導(dǎo)可看出，如果累計液油比同累計產(chǎn)水量呈直線關(guān)系（即滿足丁型水驅(qū)特征曲線），則地質(zhì)儲量同直線斜率B的倒數(shù)呈線性關(guān)系，據(jù)此，可利用動態(tài)數(shù)據(jù)計算地質(zhì)儲量。

3　比例系數(shù)的求取

比例系數(shù)m同初始含水飽和度、初始含油飽和度和常數(shù)b有關(guān)，可以通過相滲曲線計算。先計算出實(shí)測油水相對滲透率的比值，再根據(jù)（1）式，通過擬合的方式確定b；將b、初始含油飽和度和初始含水飽和度代入（18）式，即可求得m.在沒有相滲曲線，或者相滲曲線代表性不強(qiáng)的情況下，也可以根據(jù)已知區(qū)塊地質(zhì)儲量同B的關(guān)系，通過統(tǒng)計的方法獲取。本文采用后者。

為了驗(yàn)證方法的合理性，并進(jìn)一步求取系數(shù)m，繪制了塔河油田4區(qū)、6區(qū)、7區(qū)主要縫洞單元以及3個區(qū)塊的地質(zhì)儲量與斜率的倒數(shù)的關(guān)系圖（圖1）。

圖1　地質(zhì)儲量與斜率倒數(shù)的關(guān)系

由圖1可以發(fā)現(xiàn)，地質(zhì)儲量同1/B呈現(xiàn)明顯的線性關(guān)系，比例系數(shù)為6.434 9，擬合相關(guān)系數(shù)R2=0.970 5，說明本文方法是合理的。對于縫洞型碳酸鹽巖油藏，地質(zhì)儲量同斜率的倒數(shù)的比例系數(shù)在6.4左右。

4　單井井控儲量計算

利用前面建立的方法，對塔河油田T7-615單元和T7-607單元共19口井的單井井控儲量進(jìn)行了計算（表1和表2）。

單井井控儲量相加，可得T7-615單元和T7-607單元動態(tài)地質(zhì)儲量分別為226.49×104t和1 086.23× 104t，通過地質(zhì)建模得到的地質(zhì)儲量分別為231×104t和1 260×104t，誤差分別為1.95%和13.79%.

因此，利用丁型水驅(qū)特征曲線計算單井井控儲量是可行的。

表1　T7-615單元單井井控儲量計算

表2　T7-607單元單井井控儲量計算

5　結(jié)論

如果累計液油比同累計產(chǎn)水量呈線性關(guān)系（即滿足丁型水驅(qū)特征曲線），則地質(zhì)儲量同直線斜率的倒數(shù)呈線性關(guān)系，對于塔河油田碳酸鹽巖縫洞型油藏，線性比例系數(shù)為6.4，據(jù)此，可計算單井井控儲量。

符號注釋

a，b，c，m——常數(shù)；

Bo——原油體積系數(shù)，m3/m3；

Bw——地層水的體積系數(shù)，m3/m3；

Krw——水的相對滲透率，無因次；

Kro——油的相對滲透率，無因次；

Lp——累計產(chǎn)液量，104t；

N——地質(zhì)儲量，104t；

Np——累計產(chǎn)油量，104t；

Qw——地面水產(chǎn)量，t/mon；

Qo——地面原油產(chǎn)量，t/mon；

Sw——平均含水飽和度，f；

Swi——初始含水飽和度，f；

Soi——初始含油飽和度，f；

Wp——累計產(chǎn)水量，104t；

μo——地層原油黏度，mPa·s；

μw——地層水黏度，mPa·s；

γo——地面原油的相對密度，f；

γw——地面水的相對密度，f.

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Well Controlled Reserve Calculation for Fractured?Vuggy Carbonate Reservoirs in Tahe Oilfield,Tarim Basin

ZHENG Songqing1,LIU Dong2,LIU Zhongchun1,KANG Zhijiang1

(1.Research Institute of Petroleum Exploration and Development,Sinopec,Beijing 100083,China;2.Department of Exploration and Development,Tarim Oilfield Company,PetroChina,Korla,Xinjiang 841000,China)

Nazalov water flooding characteristic curve(Type?D curve for short)was derived from the relationship between oil?water relative permeability ratio and water saturation.It was proved that there was a good linear relation between the reciprocal of the slope of the linear part in Type?D curve and the original oil in?place(OOIP).This conclusion was verified through the statistics of 12 units in Tahe oilfield, and the proportional coefficient of 6.4 was determined for the fractured?vuggy reservoir.Using this method,the single well controlled re?serve was calculated for wells of T7?607 unit and T7?615 unit in Tahe oilfield.The results are consistent with the geological knowledge, which shows that the method proposed in this paper is feasible for calculation of such a carbonate reservoir’s well controlled reserves in Ta?he oilfield.

Tarim basin;Tahe oilfield;fractured?vuggy reservoir;Type?D curve;well controlled reserve

TE331;TE344

A

1001-3873（2015）01-0078-04DOI：10.7657/XJPG20150115

2014-02-20

2014-11-04

國家973項(xiàng)目（2011CB201006）

鄭松青（1982-），男，山東壽光人，高級工程師，博士，油氣田開發(fā)，（Tel）010-82311035（E-mail）521zhsq@163.com.