陽曉燕，王月杰，郭 誠(chéng)，雷 源，吳小張

(中海石油(中國(guó))有限公司天津分公司，天津 300452)

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電阻率校正比采油指數(shù)在輕質(zhì)油藏中的應(yīng)用

陽曉燕，王月杰，郭 誠(chéng)，雷 源，吳小張

(中海石油(中國(guó))有限公司天津分公司，天津 300452)

針對(duì)渤海南部輕質(zhì)油藏測(cè)井滲透率校正比采油指數(shù)精度不高、單井實(shí)際產(chǎn)能與初始開發(fā)方案的產(chǎn)能差異較大的問題。利用油田靜態(tài)數(shù)據(jù)，經(jīng)過非線性回歸以及理論公式推導(dǎo)，得到利用電阻率校正比采油指數(shù)的新方法。研究結(jié)果表明：該成果可有效指導(dǎo)渤南KL油田群?jiǎn)尉洚a(chǎn)、調(diào)整井部署及開發(fā)方案編制，計(jì)算產(chǎn)能與實(shí)際產(chǎn)能誤差小于5%。研究成果對(duì)油田的產(chǎn)能評(píng)價(jià)、綜合調(diào)整油井的產(chǎn)能評(píng)價(jià)具有指導(dǎo)意義。

產(chǎn)能評(píng)價(jià)；電阻率；比采油指數(shù)；中輕質(zhì)油田；渤南KL油田群

0 引 言

產(chǎn)能是油氣儲(chǔ)層動(dòng)態(tài)特征的一個(gè)綜合指標(biāo)，是油藏工程研究至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，在油價(jià)持續(xù)低迷的情況下，準(zhǔn)確的產(chǎn)能評(píng)價(jià)對(duì)油藏方案的編制至關(guān)重要[1-4]。KL油田群位于渤海南部海域，構(gòu)造均受斷層控制，形成眾多的斷鼻、斷塊及斷背斜圈閉，斷裂系統(tǒng)復(fù)雜。根據(jù)層序地層劃分結(jié)果，目的層自上而下依次是明化鎮(zhèn)組、館陶組、東營(yíng)組、沙河街組。目的層位不同，儲(chǔ)層物性不同，平均孔隙度為26.7%，平均滲透率為736×10-3μm2，為中、高孔滲儲(chǔ)層。原油密度為0.841～0.930 g/cm3，地層原油黏度為1.4～16.1 mPa·s，為輕質(zhì)油藏。海上油田測(cè)試成本高，監(jiān)測(cè)資料少，準(zhǔn)確評(píng)價(jià)產(chǎn)能難度大[5]。

1 利用測(cè)井滲透率求取比采油指數(shù)存在的問題

由比采油指數(shù)的定義可知[6]，比采油指數(shù)與流度具有較好的線性相關(guān)性，然而從實(shí)際數(shù)據(jù)可知(圖1)，KL油田群開發(fā)井的比采油指數(shù)與流度的線性關(guān)系并不好，主要是因?yàn)闇y(cè)井滲透率與油井產(chǎn)能之間沒有較好的宏觀對(duì)應(yīng)關(guān)系。

(1)

式中：Jo為比采油指數(shù)，m3/(d·MPa·m)；K為測(cè)試層滲透率，10-3μm2；μo為地層原油黏度，mPa·s；Rw為油井半徑，m；Re為供給半徑，m；S為表皮系數(shù)。

圖1 比采油指數(shù)與流度關(guān)系

常規(guī)測(cè)井解釋的滲透率求解方法是先根據(jù)中子曲線得出孔隙度，再根據(jù)實(shí)驗(yàn)室?guī)r心分析的孔隙度和滲透率建立巖石物性解釋模型求取滲透率，滲透率求取過程中存在一定局限，滲透率的大小取決于巖石孔隙特征，孔隙度只是孔隙結(jié)構(gòu)特征的一種表征方式，利用孔滲回歸并不能反映復(fù)雜的地層物性情況，并且孔滲回歸過程中本身存在誤差，回歸精度不高。

2 基于電阻率校正比采油指數(shù)

渤海油田南部地區(qū)儲(chǔ)層中的泥質(zhì)主要是層狀泥質(zhì)、分散泥質(zhì)混合形式，飽和度計(jì)算公式中的印度尼西亞公式計(jì)算結(jié)果與實(shí)際密閉取心分析的飽和度吻合效果較好，該區(qū)域求取含水飽和度時(shí)，印度尼西亞方程被廣泛應(yīng)用[7]，整體來看，含水飽和度與電阻率成冪函數(shù)關(guān)系：

(2)

其中，Ro=aRwφ-m；C=0.5(2-Vclay)。

式中：Sw為含水飽和度；Vclay為儲(chǔ)層泥質(zhì)含量；Rclay為泥巖電阻率，Ω·m；Rt為地層電阻率，Ω·m；R0為100%含水純巖石電阻率，Ω·m；Rw為地層水電阻率，Ω·m；φ為有效孔隙度；a、m、n為系數(shù)。

根據(jù)式(2)進(jìn)一步推導(dǎo)，得儲(chǔ)層電阻率表達(dá)式：

(3)

統(tǒng)計(jì)KL區(qū)域各個(gè)油田開發(fā)井實(shí)際測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，分析可知電阻率與含水飽和度成冪函數(shù)關(guān)系(圖2)，與理論公式一致。原始含油飽和度主要受儲(chǔ)層巖石的孔隙結(jié)構(gòu)及表面性質(zhì)影響[8]，統(tǒng)計(jì)KL區(qū)域各個(gè)油田水驅(qū)油實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，建立含水飽和度與滲透率關(guān)系曲線。分析發(fā)現(xiàn)，含水飽和度隨著滲透率的增加而單調(diào)遞減，整體成冪函數(shù)關(guān)系(圖3)。

圖2 含水飽和度與電阻率關(guān)系

建立含水飽和度與電阻率、含水飽和度與滲透率的數(shù)學(xué)模型：

Sw=ARtB

(4)

Sw=CKD

(5)

式中：A、B、C、D均為常數(shù)，與油田流體性質(zhì)、儲(chǔ)層物性有關(guān)。

圖3 含水飽和度與滲透率關(guān)系曲線

聯(lián)立式(4)、(5)，可得：

(6)

(7)

將式(7)代入式(1)，以流度和比采油指數(shù)為橋梁，進(jìn)一步可求出比采油指數(shù)與電阻率的相關(guān)關(guān)系，建立電阻率校正比采油指數(shù)的數(shù)學(xué)模型：

(8)

3 實(shí)例應(yīng)用

3.1 油田產(chǎn)能評(píng)價(jià)

KL3油田主力層位為東營(yíng)組，分析該油田巖心，孔隙度與滲透率回歸相關(guān)性差，相關(guān)系數(shù)僅為0.5，利用測(cè)井滲透率校正比采油指數(shù)，精度難以保證。故用文中方法確定比采油指數(shù)，指導(dǎo)油田合理配產(chǎn)。投產(chǎn)結(jié)果表明，該方法配產(chǎn)與實(shí)際數(shù)據(jù)吻合效果較好(表1)，誤差率小于5%。

由表1可知，常規(guī)方法校正比采油指數(shù)所獲取的產(chǎn)能整體偏低，這將造成兩方面影響：一方面在完井過程中，泵型的選擇可能存在誤差，油田產(chǎn)能不能合理釋放；另一方面，產(chǎn)能評(píng)價(jià)不合理，將對(duì)地質(zhì)油藏認(rèn)識(shí)和后期的生產(chǎn)管理帶來誤差，不能合理制訂油田的開發(fā)技術(shù)政策，難以保證油田的高效開發(fā)，應(yīng)用合適的方法精確配產(chǎn)至關(guān)重要。

表1 KL3油田開發(fā)井產(chǎn)能分析

3.2 油田調(diào)整井部署

KL3油田在沙河街組只鉆遇一套油層，埋深為2 900 m，測(cè)井解釋為低滲儲(chǔ)層，開發(fā)初期考慮沙河街組儲(chǔ)量規(guī)模較大，設(shè)計(jì)一口開發(fā)井A加深評(píng)價(jià)，該井在沙河街組鉆遇參數(shù)：厚度為13.5 m，電阻率為18.7 Ω·m，孔隙度為19.6%，滲透率為42×10-3μm2。

鉆后產(chǎn)能評(píng)價(jià)過程中，若利用滲透率校正比采油指數(shù)，該井單獨(dú)生產(chǎn)產(chǎn)能不到10 m3/d，考慮海上高成本、高風(fēng)險(xiǎn)問題，該沙河街組將有300×104m3石油地質(zhì)儲(chǔ)量不能動(dòng)用。對(duì)此，利用文中方法重新校正比采油指數(shù)，單井產(chǎn)能達(dá)到80 m3/d。開發(fā)井完鉆后，保留沙河街組單獨(dú)開采，試采效果良好(圖4)，初期產(chǎn)能超過80 m3/d，利用該方法配產(chǎn)具有較高精準(zhǔn)度。

圖4 開發(fā)井A試采曲線

結(jié)合區(qū)域產(chǎn)能潛力和儲(chǔ)量規(guī)模，部署3口調(diào)整井(一注兩釆)，調(diào)整井已于2016年2月1日投產(chǎn)，2口生產(chǎn)井初期產(chǎn)能均超過60 m3/d，截至2016年9月1日，累計(jì)產(chǎn)油約為2.4×104m3。

3.3 油田開發(fā)方案編制

F井區(qū)為KL3油田的擴(kuò)邊區(qū)塊，探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量約為300×104m3，F(xiàn)1井作為評(píng)價(jià)井保留生產(chǎn)，該區(qū)域無地面原油及PVT樣品，也無產(chǎn)能測(cè)試，在開發(fā)方案編制過程中，只能根據(jù)F1井生產(chǎn)情況確定比采油指數(shù)。該井投產(chǎn)初期生產(chǎn)效果差、壓差大、產(chǎn)能低，懷疑儲(chǔ)層有污染，關(guān)井進(jìn)行壓力恢復(fù)測(cè)試。利用常規(guī)試井技術(shù)解釋分析，儲(chǔ)層滲透率僅為48×10-3μm2，表皮系數(shù)為-2.73，儲(chǔ)層為低滲透儲(chǔ)層，這與地質(zhì)認(rèn)識(shí)相違背。

將F1井電阻率代入鄰井區(qū)域電阻率與比采油指數(shù)的回歸公式，計(jì)算F1井產(chǎn)能可達(dá)100 m3/d。綜合分析認(rèn)為，該井儲(chǔ)層受到污染。對(duì)F1井進(jìn)行酸化，酸化后日產(chǎn)油達(dá)到105 m3/d，壓差大幅下降。重新計(jì)算的比采油指數(shù)與周邊老井區(qū)域較為一致，也進(jìn)一步確定了該區(qū)域的可開發(fā)性。結(jié)合該井的生產(chǎn)情況，合理確定了F井區(qū)各生產(chǎn)井產(chǎn)能，指導(dǎo)該井區(qū)開發(fā)方案的編制，為油田的穩(wěn)產(chǎn)、上產(chǎn)提供了保障。

利用電阻率校正比采油指數(shù)，方法簡(jiǎn)單，但也有一定局限性，其主要是一個(gè)非線性回歸過程，需要建立區(qū)域的含水飽和度與滲透率關(guān)系曲線，若實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不充足或者建立模型相關(guān)性差，應(yīng)用該方法會(huì)帶來誤差。

4 結(jié) 論

(1) 利用滲透率校正比采油指數(shù)誤差較大，主要是因?yàn)闇y(cè)井滲透率為絕對(duì)滲透率，地下滲流反應(yīng)的是有效滲透率。

(2) 渤南區(qū)域?qū)嵺`證明，電阻率校正比采油指數(shù)準(zhǔn)確性較高，可用于油田產(chǎn)能評(píng)價(jià)、調(diào)整井實(shí)施、開發(fā)方案編制等。

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編輯 張耀星

20160420；改回日期：20160905

國(guó)家科技重大專項(xiàng)“海上油田叢式井網(wǎng)整體加密及綜合調(diào)整油藏工程技術(shù)應(yīng)用研究”(2011ZX05024-002-007)

陽曉燕(1986-)，女，工程師，2008年畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)(北京)石油工程專業(yè)，2011畢業(yè)于該校流體力學(xué)專業(yè)，獲碩士學(xué)位，現(xiàn)主要從事油藏工程方面的研究。

10.3969/j.issn.1006-6535.2016.06.020

TE349

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1006-6535(2016)06-0090-03