王超

(中石油大慶油田有限責(zé)任公司第五采油廠，黑龍江 大慶 163513)

在油田開發(fā)階段，產(chǎn)量持續(xù)下降，為了穩(wěn)定產(chǎn)量，提高采收率，剩余油的分布一直是石油工作者追尋的主要目標(biāo)，也是油氣田開發(fā)過程中的一項極為重要的任務(wù)。國內(nèi)對此開展的研究比較多，目前確定剩余油分布的方法主要分定性和定量兩種。定量方法主要是通過數(shù)模進(jìn)行計算，該方法是首先建立油藏數(shù)值模型，其中產(chǎn)量劈分考慮了實際射孔井段厚度及井底流動壓力差，對研究區(qū)塊的地質(zhì)儲量、含水率及單井生產(chǎn)歷史進(jìn)行擬合。剩余油的分布精度取決于擬合公式，且擬合時間長。范子菲等[1]將4種儲集類型劃分為6類流動單元，建立流動單元三維地質(zhì)模型和數(shù)值模擬類型，表征剩余油分布規(guī)律；劉國靜[2]將已開發(fā)區(qū)塊分成4類，分析各類區(qū)塊的水驅(qū)特征和產(chǎn)量變化規(guī)律，給出各類區(qū)塊產(chǎn)量預(yù)測的優(yōu)選模型，并在該基礎(chǔ)上將水驅(qū)特征曲線與產(chǎn)量預(yù)測模型進(jìn)行聯(lián)解，對典型區(qū)塊開發(fā)指標(biāo)進(jìn)行預(yù)測。定性方法主要是依據(jù)地質(zhì)及開發(fā)特征確定剩余油富集規(guī)律。李會蘭[3]從水淹前后儲層特征對比分析入手，總結(jié)剩余油分布類型、形成原因及相應(yīng)的測井評價方法，并利用不同方法求取混合液地層水電阻率，計算水淹后儲層含油飽和度及產(chǎn)水率，進(jìn)行平面展布分布規(guī)律研究，充分挖掘?qū)觾?nèi)剩余油。但該方法耗時長、工作量大、對技術(shù)人員技術(shù)要求高，因此研究成果精度不高。隨著油田開發(fā)工作的不斷深入，為了解決儲采失衡的矛盾，對剩余油的計算要求必須精細(xì)到小層[4]。為此，筆者開展了剩余油精細(xì)計算方法研究，探討在細(xì)分小層后，根據(jù)沉積相邊界進(jìn)行剩余油精細(xì)計算，從而定量確定剩余油分布，為進(jìn)一步挖潛提供依據(jù)。

1 剩余油儲量確定

國內(nèi)外儲量計算方法有很多種，但就地質(zhì)儲量而言，目前在油田上應(yīng)用最廣泛的仍然是容積法[5,6]。該方法的原理是利用靜態(tài)資料計算油氣在儲層中所占的孔隙體積，其精確性取決于所提供靜態(tài)資料的精確程度及數(shù)量。該方法適用于任何勘探開發(fā)階段的油田，且無論油、氣藏屬于哪種圈閉類型、驅(qū)動方式以及儲集類型等，因此得到廣泛應(yīng)用。應(yīng)用容積法計算地質(zhì)儲量是先通過油氣藏產(chǎn)油層有效厚度、孔隙度、含油飽和度以及儲層在平面上的展布確定含油氣面積，并明確油氣藏的溫壓條件及地層條件下的孔隙流體性質(zhì)，以此來計算油氣的地質(zhì)儲量[7～9]。剩余油儲量是已開發(fā)油氣藏油層中尚未采出的油氣，可以直接用容積法計算剩余油儲量。單井單層剩余油儲量的計算公式為：

式中：Ni為單井單層剩余油儲量，t；A為單井控制含油面積，km2；h為小層有效厚度，m；φ為單井單層有效孔隙度，%；So為含油飽和度，%；ρo為地面脫氣原油密度，t/m3；Boi為地面原油體積系數(shù)，1。

則小層剩余油儲量為：

式中：N為小層剩余油儲量，t；n為井點數(shù)量，口。

區(qū)塊剩余油儲量就等于各小層剩余油儲量之和。

1.1 單井單層剩余油儲量確定

h、φ及So，均可以通過解釋數(shù)據(jù)庫提取；ρo、Boi，同一油藏取值相同，通過測量容易確定；A與區(qū)塊井點的疏密程度有關(guān)，在井點密集的地方A小，而在井點稀疏的地方A大。關(guān)于A的確定，于潤濤等[10]提出利用三角網(wǎng)法確定，羅銀富等[11]提出從穩(wěn)態(tài)滲流方程出發(fā)，通過推導(dǎo)直接確定油井單井控制儲量。根據(jù)油田開發(fā)實際，提出利用2條原則確定A：①油井走中點，水井走邊；②將相邊界連線所劃分的區(qū)域連接起來。以圖1中的單井Y為例，陰影部分就是Y井的單井控制含油面積AY。AY的形狀是任意多邊形，由不同沉積相(相Ⅰ、相Ⅱ、相Ⅲ)的面積AⅠ、AⅡ、AⅢ組成：

AY=AⅠ+AⅡ+AⅢ

(3)

那么單井Y的小層剩余油儲量為：

NY=NⅠ+NⅡ+NⅢ

由于ρoⅠ/BoiⅠ、ρoⅡ/BoiⅡ、ρoⅢ/BoiⅢ在同一油藏，取值相同，因此式(4)可簡化為：

圖1 單井控制面積示意圖

1.2 參數(shù)確定

計算NⅠ所用的φⅠ、SoⅠ、hⅠ采用Y井的參數(shù)。計算NⅡ所用的φⅡ、SoⅡ、hⅡ應(yīng)采用AⅡ的中心點——虛擬井點Y1的參數(shù)(見圖1)。Y1井參數(shù)取值應(yīng)遵循3個原則：①取同相鄰井；②考慮砂體聯(lián)通；③井點最近原則。與Y1井相鄰的井有X1井、X2井、X3井、X4井、X5井等，依據(jù)上述3條原則，Y1井取井點X2的參數(shù)。同理，計算NⅢ時，采用井點X5的參數(shù)。

AⅠ、AⅡ、AⅢ都是不規(guī)則形狀，可以采用三角網(wǎng)格法[12,13]計算任意面積，即把區(qū)域的邊界曲線離散成多邊形，然后每條邊與原點組成三角形，求得矢量面積相加。

2 應(yīng)用實例分析

2.1 Y區(qū)塊概況

圖2 Y區(qū)塊P3層沉積微相平面圖

研究區(qū)Y區(qū)塊位于大慶長垣南部，于1971年投入開發(fā)，到2007年加密調(diào)整前，綜合含水率上升到81.05%。精細(xì)油藏描述研究表明，Y區(qū)塊P3層的沉積環(huán)境為三角洲內(nèi)前緣相，主要發(fā)育水下分流河道、分流河道、河道間主體薄層砂、河道間非主體薄層砂、濱淺湖，油層非均質(zhì)性嚴(yán)重(見圖2)，主要表現(xiàn)為垂向上不同油層差異較大，砂體發(fā)育、儲層物性及隔層變化較大；平面上受沉積環(huán)境及構(gòu)造影響，外前緣相滲透率方向性不明顯，而河道砂方向性明顯，直接影響水驅(qū)油方向及均勻性，致使剩余油分布較為復(fù)雜。應(yīng)用基于沉積微相小層剩余油儲量計算方法，確定了剩余油分布規(guī)律，指導(dǎo)了區(qū)塊加密調(diào)整。

2.2 基于沉積單元的剩余油儲量計算

采用基于沉積微相小層的剩余油儲量計算方法設(shè)計的儲量精細(xì)計算軟件，對Y區(qū)塊P3層的剩余油地質(zhì)儲量進(jìn)行計算。共整理了178口油、水井的數(shù)據(jù)，經(jīng)過軟件的數(shù)據(jù)處理功能生成小層數(shù)據(jù)庫，采用數(shù)據(jù)庫中各井目前的So及φ，由任意多邊形面積計算方法得到A，從而進(jìn)行N的計算。

1)計算單元劃分 Y區(qū)塊P3層按儲量精細(xì)計算要求，將砂體類型合并劃分為表內(nèi)砂體和表外砂體。其中，對表內(nèi)砂體細(xì)分為河道砂體和非河道砂體；對表外砂體細(xì)分為Ⅰ類表外砂體和Ⅱ類表外砂體。河道砂體和非河道砂體又按h可進(jìn)一步劃分為5種類型：≥4.0m，2.0～4.0m，1.0～2.0m，1.0～0.4m，≤0.4m。對Ⅰ類表外砂體和Ⅱ類表外砂體可進(jìn)一步劃分為漸變和獨立2種砂體類型。按照河道薄層、河道厚層、非河道薄層砂和非河道厚層砂，獨立一類、獨立二類、漸變一類、漸變二類等類型，將單井的砂體厚度進(jìn)行劈分。其中薄層、厚層的劃分標(biāo)準(zhǔn)：厚層h≥0.5m，薄層h≤0.4m。Y區(qū)塊基本不會出現(xiàn)兩位小數(shù)的分層數(shù)據(jù)。

2)建立井網(wǎng) 目前應(yīng)用最廣泛的建立井網(wǎng)方法分別是分割歸并法[14]和井網(wǎng)生長法[15]。該次計算采用井網(wǎng)生長法，其基本思路是，先找出相對位置最近的兩點連接成一條直線，然后按照Delauny井網(wǎng)判別法找出第3個連接點，依據(jù)該原則繼續(xù)將全部區(qū)域內(nèi)的點連接起來形成井網(wǎng)，再用沉積相帶線和斷層邊界控制不同沉積相的含油面積，最后采用三角網(wǎng)格法[16,17]計算任意面積，即把區(qū)域的邊界曲線離散成多變形，然后每條邊與原點組成三角形，求得三角矢量面積相加。

3)數(shù)據(jù)處理 在進(jìn)行地質(zhì)儲量精細(xì)計算之前，需要先將各項數(shù)據(jù)庫資料進(jìn)行整理，處理成儲量精細(xì)計算軟件可識別的標(biāo)準(zhǔn)格式，如，將井信息數(shù)據(jù)庫和區(qū)塊邊界文件按照要求導(dǎo)出為*.dbf格式文件(圖3)。

4)地質(zhì)儲量計算結(jié)果 根據(jù)容積法計算儲量和確定任意形狀面積原理，編制了任意面積儲量計算軟件，該軟件在Windows XP、Windows 2003、Windows 2007環(huán)境下，采用C++開發(fā)，界面如圖4所示。運行儲量精細(xì)計算軟件，導(dǎo)入數(shù)據(jù)和邊界等信息，軟件先計算出單井控制面積，然后采用容積法計算出單井地質(zhì)儲量，經(jīng)過累加得到該區(qū)塊的小層剩余油地質(zhì)儲量。

圖3 井信息數(shù)據(jù)庫 圖4 儲量計算軟件界面

該次研究所需計算的P3層剩余油儲量計算統(tǒng)計結(jié)果見表1、2。最終計算得到研究區(qū)內(nèi)河道的N為172.336×104t，非河道的N為11.902×104t。

表1 純油區(qū)河道砂體儲量計算結(jié)果表

表2 純油區(qū)非河道砂體儲量計算結(jié)果表

2.3 儲量分析

根據(jù)單井剩余油儲量計算結(jié)果繪制剩余油分布圖(圖5)，從圖5上可以看出，Y區(qū)塊P3層剩余油主要呈條帶狀和點狀分布，分布在斷層、廢棄河道附近，河道邊部及內(nèi)部物性突變帶。具體可分為3種類型。

1)砂體構(gòu)型控制型剩余油 P3層為近岸水下分流河道，研究區(qū)密閉取心井P3層的單元夾層傾角為0～3°，垂向夾層間隔23～48cm，受河道內(nèi)部近水平夾層控制，剩余油分布于河道中上部。

2)河道邊部型剩余油 在河道邊部，因河道砂體側(cè)向變?yōu)楹拥篱g泥巖而尖滅，當(dāng)鉆井距河道砂體尖滅線幾十米、甚至數(shù)百米時，在河道砂體尖滅線與井之間，可形成豐富的剩余油。

3)差油層型剩余油 由于儲層厚度小、物性差，P3層的表外砂巖厚度1.5m，一類砂巖厚度0.4m，有效厚度0.3m，孔隙度21.6%，滲透率194mD，且位于井的分流線上，動用差，形成差油層型剩余油。

斷層附近注采關(guān)系不完善，且上升盤斷層附近一般構(gòu)造較高，注入水不易在重力作用下形成水淹[18]。根據(jù)研究成果，在剩余油富集區(qū)加密完鉆新井11口(見圖6)。

圖5 Y區(qū)塊P3層剩余油分布圖 圖6 Y區(qū)塊P3層沉積微相及加密井位圖

井號單井有效厚度/m日產(chǎn)液/m3日產(chǎn)油/t含水率/%J11.718.04.774.0J25.132.06.878.9J33.225.07.86.8J44.218.07.956.1J52.080.06.292.3J63.351.012.874.9J74.838.028.525.0J84.935.06.38.0J93.041.027.233.8J105.130.014.751.0J112.47.06.515.0平均值3.634.111.865.5

投產(chǎn)情況如表3所示，平均單井有效厚度3.6m，投產(chǎn)初期日產(chǎn)液34.1t，日產(chǎn)油11.8t，綜合含水率65.5%。其中，含水率小于50%的井有5口，主要位于上升盤斷層附近；含水率50%～90%的井有5口，主要位于分流河道附近和河道邊部或變差帶，由分流河道遮擋和物性突變控制。投產(chǎn)結(jié)果表明，基于沉積微相小層剩余油儲量計算方法計算的剩余油分布狀況與實際地質(zhì)分析結(jié)果和生產(chǎn)實際相符合。

3 結(jié)論

1)基于沉積微相小層剩余油儲量計算方法，精確確定單井控制面積，實現(xiàn)定量計算單井單層剩余油儲量，使剩余油儲量計算更加合理。

2)基于沉積微相小層剩余油儲量計算方法，利用油田開發(fā)靜態(tài)數(shù)據(jù)庫資料，可以計算出單井不同類型砂體地質(zhì)儲量，實現(xiàn)了對沉積單元和不同沉積相分別進(jìn)行剩余油儲量精細(xì)計算的要求。

3)通過實例計算和儲量分析，在剩余油富集區(qū)設(shè)計并完鉆加密井11口，平均單井有效厚度3.6m，投產(chǎn)初期平均日產(chǎn)液34.1t、日產(chǎn)油11.8t、綜合含水率65.5%。