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        海上多層疏松砂巖儲層滲透率級差計算

        2018-10-09 03:19:22劉玉洋康曉東未志杰郝俊蘭張晶
        斷塊油氣田 2018年5期
        關(guān)鍵詞:開發(fā)方式級差損失率

        劉玉洋 ,康曉東 ,未志杰 ,郝俊蘭 ,張晶

        (1.中海石油高效開發(fā)國家重點(diǎn)實(shí)驗室,北京 100028;2.中海油研究總院有限責(zé)任公司,北京 100028;3.中國石油大學(xué)(北京)石油工程學(xué)院,北京 102200;4.中國石油大慶油田有限責(zé)任公司,黑龍江 大慶 163000)

        儲層縱向非均質(zhì)性是制約海上油田開發(fā)的重要因素,滲透率級差則是反映儲層縱向非均質(zhì)性的關(guān)鍵參數(shù)[1-3]。在油田注水注聚開發(fā)過程中,儲層滲透率級差的合理計算對于預(yù)測吸水剖面、評價注入效果至關(guān)重要[4-9]。滲透率級差為目標(biāo)層段內(nèi)儲層最大滲透率與最小滲透率的比值[10]。目前,計算滲透率級差的過程中只關(guān)注最大滲透率與最小滲透率,沒有考慮中間值的影響以及評判極值的有效性,缺少滲透率極值篩選,導(dǎo)致滲透率級差計算結(jié)果可信程度差。對于海上疏松砂巖油田,儲層層數(shù)多,并且滲透率縱向非均質(zhì)性強(qiáng),計算級差可達(dá)成百至上千,并且結(jié)果往往不能真實(shí)反映儲層縱向非均質(zhì)性[11]。針對上述問題,本文以渤海A油田和B油田為例,基于儲層物性下限法中的經(jīng)驗統(tǒng)計法,提出了一種合理評價海上油田儲層注水注聚滲透率級差的新方法。這種方法對于海上油田合理選井選層、優(yōu)化注入?yún)?shù)具有重要的參考意義。

        1 滲透率級差計算

        1.1 基本原理

        滲透率級差計算過程中,低滲薄層是影響滲透率級差計算的有效性和準(zhǔn)確性的最大阻礙。油田統(tǒng)計結(jié)果顯示,注水過程中高達(dá)33%的油層無法注入,因此必須通過一定的方法消除低滲薄層的影響?;趦游镄韵孪薹ㄖ械慕?jīng)驗統(tǒng)計法,以巖心分析孔隙度、滲透率資料為基礎(chǔ),按低孔低滲段累積儲滲能力丟失占累積的5%為界限(根據(jù)目標(biāo)區(qū)塊地質(zhì)特征可以制定不同標(biāo)準(zhǔn)值),得出一種累積頻率統(tǒng)計法[12-16]。

        儲油能力、產(chǎn)油能力計算公式為

        式中:qφi為i樣品孔隙度儲油能力;qKi為i樣品滲透率產(chǎn)油能力;φi為 i樣品孔隙度;Ki為 i樣品滲透率,μm2;hi為 i樣品長度,m。

        馬松華等[17]以低滲段累積產(chǎn)能損失率的3%為標(biāo)準(zhǔn),確定東營凹陷南部沙河街組儲層的滲透率下限為6.430 μm2。付金華等[18]以累積產(chǎn)能丟失5%為標(biāo)準(zhǔn),確定鄂爾多斯盆地研究區(qū)滲透率下限值為0.035 μm2??梢钥闯?,通過舍棄下限值之下的低滲透層,可以避免低滲段對儲層評價的影響,提高儲層評價的合理性和準(zhǔn)確性。

        1.2 計算模型建立

        以儲層物性下限中的經(jīng)驗統(tǒng)計法為基礎(chǔ),并對此加以改進(jìn),將其創(chuàng)新性地應(yīng)用于單井滲透率級差的計算。通過綜合參考累積產(chǎn)能損失率、累積儲量損失率和開發(fā)方式,確定出合理的儲層滲透率下限,然后再根據(jù)相應(yīng)的滲透率下限值計算滲透率級差。以測井解釋的儲層孔滲數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),參考射孔數(shù)據(jù),建立篩選模型(見圖 1):

        1)通過處理測井解釋基礎(chǔ)數(shù)據(jù),篩選出儲層孔滲、有效厚度等基本數(shù)據(jù)。

        2)將各層滲透率從小到大排列,計算得到各層的hiKi,∑hiKi,hiφi,∑hiφi和對應(yīng)的 Kmin(最小滲透率)。

        3)依據(jù)篩選標(biāo)準(zhǔn)(累積產(chǎn)能損失、累積儲量損失和選取的開發(fā)方式),篩選滲透率下限值。

        4)綜合考慮高滲層和低滲層對應(yīng)的厚度,確定出合理的儲層滲透率下限,按給定的下限值,計算儲層滲透率級差,并統(tǒng)計結(jié)果。

        圖1 滲透率級差篩選流程

        1.3 模型篩選標(biāo)準(zhǔn)建立

        1.3.1 儲量、產(chǎn)能損失率

        根據(jù)滲透率級差計算模型,繪制A油田某井的累積產(chǎn)能損失率與滲透率關(guān)系曲線(見圖2)。由圖2可知,選取不同的累積產(chǎn)能損失率,對應(yīng)不同的滲透率下限值,進(jìn)而可計算出不同的滲透率級差。在滲透率較小時,隨滲透率增大,累積產(chǎn)能損失率增加很??;當(dāng)累積產(chǎn)能損失率達(dá)到3%后,累積產(chǎn)能損失率會隨滲透率增加而急劇增加。因此,選取合適的產(chǎn)能損失率標(biāo)準(zhǔn),是確定滲透率下限值、計算滲透率級差的關(guān)鍵。

        圖2 累積產(chǎn)能損失率和滲透率關(guān)系

        圖3為A1井和A3井滲透率級差與儲量損失率和產(chǎn)能損失率關(guān)系曲線。由圖3可知:隨儲量損失率和產(chǎn)能損失率增加,滲透率級差值變小;儲量損失率小于20%時,滲透率級差值下降較快,當(dāng)儲量損失率大于20%時,滲透率級差值下降較緩慢(見圖3a,3c);產(chǎn)能損失率小于3%時,滲透率級差值隨產(chǎn)能損失率增加急劇下降(見圖3b,3d),而后下降趨勢變緩。

        圖3 滲透率級差與儲量、產(chǎn)能損失率關(guān)系

        由圖3可以看出,滲透率級差的計算受一定條件限制,選取的儲量產(chǎn)能損失率不同,計算出的滲透率級差也各不相同,說明滲透率級差是損失率的函數(shù)。結(jié)合曲線特征,考慮到注入過程中部分儲層無法注入流體,并綜合油田地質(zhì)特征,選取產(chǎn)能損失率3%為界限。這樣既可以避免低滲段對儲層評價的影響,又不會對評價井的產(chǎn)能產(chǎn)生影響。

        1.3.2 開發(fā)方式

        在油田開發(fā)過程中,選取注水或注聚2種開發(fā)方式,對滲透率下限值的選取提出不同限定條件。對于注水開發(fā),可依據(jù)累積產(chǎn)能損失率3%計算滲透率下限;對于注聚開發(fā),根據(jù)A油田和B油田所采用的聚合物分子量及聚注滲透率實(shí)驗研究成果,在累積產(chǎn)能損失率3%計算的基礎(chǔ)上再加上限制條件。按上述方法,確定A油田注聚對應(yīng)滲透率下限為0.100 μm2(聚注質(zhì)量濃度為1 200 mg/L),B油田注聚對應(yīng)滲透率下限值為0.500 μm2(聚注質(zhì)量濃度為 1 750 mg/L),對不符合限定條件的井進(jìn)行修正。

        根據(jù)滲透率級差與儲量產(chǎn)能損失率和開發(fā)方式的關(guān)系,可以得出滲透率級差是儲量產(chǎn)能損失率的函數(shù),同時也與開發(fā)方式有關(guān)。合理滲透率級差計算的前提是:1)油藏地質(zhì)特征決定儲量產(chǎn)能損失率取值,模型中綜合各因素取累積產(chǎn)能損失率3%。2)對于注水方式,選取累積產(chǎn)能損失率3%為界;對于注聚方式,依據(jù)聚合物注入滲透率下限實(shí)驗結(jié)果,在累積產(chǎn)能損失率3%的基礎(chǔ)上進(jìn)行限定。

        2 應(yīng)用實(shí)例

        根據(jù)滲透率級差計算模型及篩選標(biāo)準(zhǔn),以產(chǎn)層測井解釋數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),對渤海A油田、B油田部分井滲透率級差進(jìn)行計算。此次計算,共統(tǒng)計了A油田52口井,B油田51口井。

        2.1 注入滲透率級差統(tǒng)計

        2.1.1 水驅(qū)開發(fā)方式

        表1為模型計算水驅(qū)滲透率級差計算結(jié)果,A,B油田滲透率級差平均值分別為10.9和8.3,對應(yīng)儲量損失率分別為18.35%和11.07%。根據(jù)礦場經(jīng)驗及模型統(tǒng)計,滲透率下限值、儲量損失率值在合理范圍內(nèi)。2.1.2 聚驅(qū)開發(fā)方式

        表1 水驅(qū)滲透率級差計算

        表2為聚驅(qū)滲透率級差統(tǒng)計結(jié)果。從表2可以看出,通過加入限定條件,注聚滲透率級差要小于注水滲透率級差,因此,滲透率級差的計算過程中要考慮油田開發(fā)方式的差異性。

        表2 聚驅(qū)滲透率級差計算

        2.2 分層注入滲透率級差統(tǒng)計

        為了解決縱向非均質(zhì)性、波及面積差等問題,油田中采用分層注入工藝提高垂向波及面積,改善開發(fā)效果[19-20]。A,B 油田主力含油層系分為I,Ⅱ,Ⅲ油組,由于海上注聚設(shè)備及注入工藝的復(fù)雜性和特殊性,注水可細(xì)分為I,Ⅱ,Ⅲ三個油組分注,注聚采用I油組單注,Ⅱ,Ⅲ油組合注。圖4、圖5為A,B油田部分井分注滲透率級差計算結(jié)果。

        圖4 水驅(qū)分注滲透率級差統(tǒng)計

        圖5 聚驅(qū)分注滲透率級差統(tǒng)計

        由圖4、圖5可知,通過采用分層注入,能夠顯著降低層間滲透率級差,減小高低滲層差異程度,有利于提高中低滲層的動用程度,擴(kuò)大注入流體垂向波及系數(shù),改善注水和注聚開發(fā)效果。

        3 結(jié)論

        1)滲透率級差與儲量、產(chǎn)能損失率和開發(fā)方式有關(guān),選取的儲量產(chǎn)能損失率值和開發(fā)方式不同,滲透率級差計算結(jié)果也不相同。基于函數(shù)關(guān)系,提出了一種合理評價海上多層疏松砂巖儲層滲透率級差的新方法。油田應(yīng)用結(jié)果證明,該方法具有較強(qiáng)的可行性。

        2)通過模型分別計算了A油田和B油田的注水注聚籠統(tǒng)滲透率級差:A油田注水級差10.4,注聚級差8.3;B油田注水級差8.3,注聚級差8.1。

        3)分層注入能夠顯著降低層間滲透率級差,采用分層注水注聚工藝有利于提高中低滲儲層動用程度,擴(kuò)大注入流體垂向波及系數(shù),改善開發(fā)效果。

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