彭文豐，劉土亮，張喬良，方小宇

（中海石油<中國>有限公司湛江分公司，廣東湛江524057）

低阻低飽和油層地質油藏新模型研究及應用

彭文豐*，劉土亮，張喬良，方小宇

（中海石油<中國>有限公司湛江分公司，廣東湛江524057）

基于北部灣A油田低阻低飽和油藏開發(fā)初期含水難以擬合，提出通過J函數(shù)建立原始含油飽和度場的方法，該方法考慮儲層中含水飽和度的分布受儲層的物性及油柱高度等多種因素影響，所建立的飽和度數(shù)據(jù)體更符合地下油水的特征。在此基礎上建立的地質油藏新模型可以較好的擬合各生產(chǎn)井的含水率，指導油田的開發(fā)調整。

北部灣A油田；低阻低飽和油藏；J函數(shù)；新模型；含水率；開發(fā)調整

北部灣A油田為海相低幅背斜構造。儲層上部巖性以粉細砂巖、泥質粉砂巖為主，油層電阻率2.0～3.2Ω·m，下部以中細砂巖為主，為標準水層，其電阻率1.4Ω·m，油層整體解釋含水飽和度61.3%，因此油層為低阻低飽和油藏［1-6］。油田探明儲量336.70×104m3，2013年1月試投產(chǎn)2口水平井，開井即含水，其含水經(jīng)歷2個階段（圖1）：第一個階段為含水率期迅速上升階段，例如WZA-15H井投產(chǎn)后含水率從10%上升到78%，WZ-A16H井含水率從8%上升到55%；第二個階段為回落并平穩(wěn)階段，例如WZ-A15H和WZ-A16H井含水率分別回落到55%和38%，含水率趨于平穩(wěn)，因此2井生產(chǎn)動態(tài)表明低阻油藏和常規(guī)油藏開發(fā)差異大，其實際含水難以擬合，開發(fā)指標偏差大。

前人針對低阻低飽和油藏的成因機理及滲流特征做了許多研究［7-10］，有學者［10］認為低阻低飽和油藏受構

造幅度低、地層傾角小、儲層物性差、油水密度差異小等綜合原因，大部分油層均為油水同層，油層存在自由可動水，開發(fā)早期的油水含水變化規(guī)律是由油藏內初始含水飽和度決定的。常規(guī)的飽和度模型是基于井點測井解釋的含油飽和度參數(shù)，采用隨機建模方法建立，其模型大多與油藏的實際含油飽和度分布有較大的差別，難以擬合低阻低飽和油藏含水。采用J函數(shù)建立的飽和度模型則能考慮儲層中含水飽和度的分布主要受儲層的物性及距離自由水面高度等多種因素影響，所建立的飽和度數(shù)據(jù)體更符合地下油水的分異特征，能避免因單純地質統(tǒng)計隨機模擬導致的矛盾，因此選擇J函數(shù)計算儲層飽和度方法，建立低阻低飽和油地質油藏模型，新模型更接近油田開發(fā)實際情況，更有效指導油田的開發(fā)調整。

1　利用J函數(shù)確定含油飽和度模型

圖1　WZA—15H/16H井投產(chǎn)初期含水測試曲線

本方法主要包括4個步驟：包括建立J函數(shù)、擬合J函數(shù)、求解井點飽和度、建立油藏飽和度模型。

（1）建立J函數(shù)。根據(jù)測井曲線解釋的孔滲數(shù)據(jù)點及自由水面高度，按如下公式求?。?/p>

式中：pcr、pcl——油藏和實驗條件下油水毛管力，MPa；

σr、σl——油藏和實驗條件下界面張力，mN/m；

θr、θl——油藏和實驗條件下潤濕角，（°）；

K——油藏滲透率，mD；

φ——油藏孔隙度，f；

Hfwl——自由水面深度，m；

How——油層過渡帶內任一點深度，m；

ρw、ρo——地層水和地層原油密度，g/cm3；

Swr——油藏情況下含水飽和度，f。

計算所需的參數(shù)見表1。

表1　計算J函數(shù)的基本參數(shù)

（2）擬合J函數(shù)。對巖芯毛管力實驗數(shù)據(jù)進行回歸，并換算到油藏條件下的J函數(shù)。

由于開發(fā)井投產(chǎn)初期含水異常，北部灣A油田2014年在開發(fā)調整前部署1口井密閉取芯，其中有15顆巖芯進行半滲透隔板實驗。折算到地層情況下，回歸得到與含水飽和度相關的J函數(shù)，如圖2所示，公式如式（2）所示：

（3）求解井點飽和度。由式（1）和式（2）聯(lián)合得（3）式求解Sw，根據(jù)（3）式求取油藏中任意一點含水飽和度數(shù)值。

密閉取芯井進行了多個巖芯飽和度度試驗，例如蒸餾法、庫侖法。儲層段還進行了核磁共振電纜測井。通過J函數(shù)回歸計算含水飽和度、蒸餾法、庫侖法測定的含水飽和度和核磁共振解釋的含水飽和度。

圖2　北部灣A油田巖芯平均J函數(shù)與含水飽和度關系圖

蒸餾法和庫侖法測定的含水飽和度比較離散，但測定的數(shù)據(jù)基本上以J函數(shù)計算的含水飽和度軸為中心。和核磁共振計算得出的含水飽和度曲線比較，J函數(shù)計算的飽和度也比較接近。另外密閉取芯井縱向加權后，J函數(shù)計算平均含水飽和度30.3%，蒸餾法試驗測定平均含水飽和度為30.0%，庫侖法試驗測定平均含水飽和度為31.1%，核磁共振計算平均含水飽和度為30.4%，這表明由J函數(shù)得出的單井含水飽和度數(shù)據(jù)是較為可靠的。

（4）建立油藏飽和度模型。應用Petrel軟件建立精細三維地質模型，流程包括建立三維構造模型、相模型、相控屬性模型。相控屬性模型中的含油飽和度模型采用J函數(shù)方法建立，采用人工干預方法對屬性模型修改，結合動靜態(tài)資料進行地質約束。例如考慮已生產(chǎn)油井含水率變化，適當降低油層中有效儲層下限，使得部分泥質含量高，含水飽和度超過90%的小層在地質模型中成為有效層。最終根據(jù)J函數(shù)建立的三維含水飽和度場見圖3。

由圖3可知，油藏油相含油飽和度主要和距離油水界面的高度和儲層物性有關。低阻油藏頂部有一套物性較好的油層，油相飽和度相對較高。

2　低阻低飽和油層地質油藏新模型的應用

為了擬合投產(chǎn)初期的含水，新模型中初始飽和度場利用J函數(shù)建立，代表儲層各個網(wǎng)格的原始含水飽和度，相滲實驗束縛水飽和度31.8%～48.0%，生產(chǎn)井鉆遇網(wǎng)格的含水飽和度大部分高于相滲曲線的束縛水飽和度，數(shù)值模擬開發(fā)早期有含水。另外由于油水流度較大以及毛管力的作用，投產(chǎn)初期水滲流能力強于油，油層內可動水快速流入井底，導致油井含水率迅速上升，隨著油層內可動水逐步采出，而底水尚未侵入油井，油井含水率回落，最后由于底水局部入侵水平井，含水率再次上升。通過地質油藏模型的修正，改進了北部灣A油田低阻低飽和油藏兩井初期含水率擬合（見圖4），提高預測的準確度，有利于剩余油研究和開發(fā)調整。

圖3　北部灣A油田原始含水飽和度分布圖

圖4　北部灣A油田開發(fā)井歷史擬合圖

圖5　北部灣A油田4口調整井歷史擬合曲線

經(jīng)過剩余油研究分析，由于低阻層油水流度比較高，油井平面控制范圍有限，縱向上受強底水影響，動用儲量沿水平井的水平段成錐形，單井平面上動用范圍最大400m左右，單井控制動用地質儲量50×104m3左右。以此為基礎，建議加密4口水平調整井，水平井段要求部署在頂部物性較好的部位。2014年7月北部灣A油田4口水平井投產(chǎn)，采用新地質油藏模型擬合各井的情況見圖5，各井含水率擬合較好，投產(chǎn)初期各井配產(chǎn)和含水率在設計范圍內。4口調整井設計累產(chǎn)油33.4×104m3，投產(chǎn)后預計累產(chǎn)油36.4×104m3，較為準確的預測低阻層的開發(fā)指標，有效指導油田的開發(fā)調整。

3　結論和認識

（1）J函數(shù)建立含油飽和度模型方法為低阻低飽和油藏提供了很好的建模新方法，所建立的飽和度數(shù)據(jù)體符合地下油水的特征。

（2）采用以J函數(shù)建立的飽和度場為基礎的三維地質油藏模型可以很好地擬合油藏油井的含水情況，和現(xiàn)場實際生產(chǎn)動態(tài)吻合，有效指導油田開發(fā)調整。

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TE142

A

1004-5716（2016）04-0043-04

2015-12-31

2016-01-04

中海石油（中國）有限公司生產(chǎn)科研項目（CCL2014ZJFN0920）。

彭文豐（1978-），男（漢族），湖南雙峰人，工程師，現(xiàn)從事油氣田開發(fā)研究工作。