湯明光，劉清華，張芨強，查玉強，馬 帥

（中海石油（中國）有限公司湛江分公司，廣東湛江 524057）

南海西部北部灣盆地油藏類型以復(fù)雜斷塊油藏為主，斷裂系統(tǒng)復(fù)雜[1]。具有縱向含油層系多、斷塊多、油品多、儲量規(guī)模小等特點，使得獲取各油藏地層條件下的高壓物性資料難度很大，同時受投資成本控制、開發(fā)井井斜角大，取樣儀器無法下入等因素制約，多數(shù)油藏單元取樣少甚至無取樣。而地層原油黏度是油田開發(fā)初期產(chǎn)能評價、油田開發(fā)效果預(yù)測的關(guān)鍵參數(shù)[2]，國內(nèi)外常用的地層原油黏度經(jīng)驗公式受回歸樣本影響，公式中經(jīng)驗系數(shù)對北部灣區(qū)域適用性差，如利用Beggs-Robinson 公式[3]對區(qū)域58 個樣本點計算結(jié)果表明公式計算結(jié)果偏小，且樣本點原油黏度越大偏差越大。同時區(qū)域上油藏流體性質(zhì)變化較大，地面脫氣原油黏度4.82 mPa·s～1 735 mPa·s，地層原油黏度0.21 mPa·s～181.47 mPa·s，采用類比借用相鄰油田流體性質(zhì)的方法不確定性大，從而影響開發(fā)方案編制和采收率預(yù)測。

本文通過收集北部灣盆地潿西南凹陷已開發(fā)油藏地面（樣本233 個）及地層流體性質(zhì)（樣本122 個）資料，建立區(qū)域流體資料庫，篩選影響原油黏度的主控因素，并運用數(shù)理統(tǒng)計學建立了3 種地層原油黏度預(yù)測方法，實現(xiàn)了對區(qū)域地層原油黏度的科學預(yù)測。

1 原油黏度影響因素研究

石油是由烴類和非烴類等組成的混合物，地層條件下的原油黏度分布范圍很廣，化學組成是決定原油黏度高低的內(nèi)在因素，主要受非烴組分中膠質(zhì)、瀝青質(zhì)、硫含量等以及溶解氣油比的影響[4]，同時外界條件也對地層原油黏度影響較大。

1.1 原油化學組成對原油黏度的影響

通過回歸北部灣區(qū)域233 個地面樣本點地面脫氣原油黏度與非烴組分關(guān)系發(fā)現(xiàn)，膠質(zhì)、瀝青質(zhì)、含硫量與地面脫氣原油黏度相關(guān)性較好，呈現(xiàn)較好的指數(shù)式關(guān)系，是影響原油黏度的主控因素，而含蠟量與地面脫氣原油黏度相關(guān)性較差，是影響地面原油黏度的次要因素（見圖1）。溶解氣油比與地層原油黏度有一定相關(guān)性，隨氣油比增加，地層原油黏度降低。進一步對主控因素進行組合評價：膠質(zhì)+瀝青質(zhì)、膠質(zhì)+瀝青質(zhì)+硫、膠質(zhì)+瀝青質(zhì)+蠟、膠質(zhì)+瀝青質(zhì)+蠟+硫，回歸結(jié)果表明膠質(zhì)含量+瀝青質(zhì)含量+含硫量組合因素對原油性質(zhì)影響最顯著（見圖2）。

1.2 外界條件（溫度、壓力）對原油黏度的影響

圖1 原油黏度單因素分析Fig.1 Single factor analysis of crude oil viscosity

圖2 原油黏度組合因素分析Fig.2 Combinition factors analysis of crude oil viscosity

原油黏度對溫度較為敏感，勝利油田通過實驗曾得出溫度每升高10 ℃，原油黏度下降一半的結(jié)論[5]。壓力對地層原油黏度的影響，以飽和壓力為界，在不同區(qū)間段壓力對黏度的影響不同。當壓力高于飽和壓力時，壓力的增加引起地層油的彈性壓縮，原油密度增大，液層間摩擦阻力也增大，原油黏度相應(yīng)增大；當?shù)貙訅毫π∮陲柡蛪毫r，隨著地層壓力的降低，原油中溶解氣不斷析出，地層原油黏度急劇增加[6]。

北部灣區(qū)域地層原油黏度對溫度較為敏感，兩者呈現(xiàn)較好的指數(shù)關(guān)系，溫度每升高10 ℃，地層原油黏度約下降40 %（見圖3）；北部灣區(qū)域已開發(fā)油藏以未飽和油藏為主，地飽壓差大，且天然能量不充足的油藏開發(fā)過程采取注水保壓開發(fā)方式，原始地層壓力均保持較高水平。從122 個地下樣本點地層壓力下原油黏度和飽和壓力下原油黏度回歸關(guān)系看，兩者基本處于45°線上（見圖4），因此，原油脫氣前，地層壓力對地下原油黏度影響是可以忽略的。

圖3 溫度對原油黏度影響分析Fig.3 Influence of temperature on the crude oil viscosity

2 地層原油黏度預(yù)測方法

地層原油黏度預(yù)測方法的研究思路是利用地面已有參數(shù)建立起與地層未知參數(shù)之間的關(guān)系，從而求得地層流體參數(shù)[7-10]。本文共建立了3 種地層原油黏度預(yù)測方法。

2.1 地面原油參數(shù)團與地層原油黏度關(guān)系方程

根據(jù)原油黏度影響因素分析結(jié)果，原油黏度受膠質(zhì)含量、瀝青質(zhì)含量和含硫量、溶解氣以及溫度影響較大，基于此，本文篩選出膠質(zhì)、瀝青質(zhì)、含硫量、氣油比、溫度、地面原油密度、地面脫氣原油黏度共計7 個參數(shù)，利用有井下PVT 樣同時在相應(yīng)井段有地面原油分析樣品的58 個樣本點資料用于經(jīng)驗公式回歸，結(jié)果表明（見圖5），地層原油黏度與地面參數(shù)團有較好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)達到0.98，公式可適用于0.27 mPa·s～130 mPa·s 范圍內(nèi)的地下原油黏度預(yù)測。

圖4 壓力對原油黏度影響分析Fig.4 Influence of pressure on the crude oil viscosity

式中：μo-地層原油黏度，mPa·s；μoa-地面脫氣原油黏度，mPa·s；ρoa-地面原油密度，g/cm3；ψ-膠瀝含量，%；s-含硫量，%；T-地層溫度，℃；Rsi-原始溶解氣油比，m3/m3。

圖5 地層原油黏度與地面原油參數(shù)團回歸關(guān)系曲線Fig.5 Regression curve of formation oil viscosity and combination of formation oil properties

2.2 原油密度與地層原油黏度關(guān)系方程

通過對北部灣區(qū)域油田的地層/地面原油密度與地層原油黏度的數(shù)據(jù)進行分析，兩者有較好的指數(shù)關(guān)系（見圖6，圖7），回歸公式相關(guān)系數(shù)均達到0.7 以上。北部灣區(qū)域原油以低黏為主，利用公式推出地層原油黏度5 mPa·s 對應(yīng)地面原油密度0.88 g/cm3、對應(yīng)地層原油密度0.81 g/cm3，計算結(jié)果與區(qū)域常規(guī)認識較為一致。

圖6 地層原油黏度與地面原油密度回歸關(guān)系曲線Fig.6 Regression curve of formation oil viscosity and surface oil density

式中：μo-地層原油黏度，mPa·s；ρoa-地面原油密度，g/cm3。

式中：μo-地層原油黏度，mPa·s；ρo-地層原油密度，g/cm3。

2.3 地面脫氣原油黏度與地層原油黏度關(guān)系方程

通過對北部灣區(qū)域油田的地面脫氣原油黏度與地層原油黏度的數(shù)據(jù)進行分析，兩者有較好的指數(shù)關(guān)系（見圖8），回歸公式相關(guān)系數(shù)達到0.75。北部灣區(qū)域原油以低黏油為主，地層原油黏度多為1 mPa·s～5 mPa·s，對應(yīng)地面脫氣原油黏度2.6 mPa·s～31.7 mPa·s，計算結(jié)果與區(qū)域常規(guī)認識較為一致。

式中：μo-地層原油黏度，mPa·s；μoa-地面脫氣原油黏度，mPa·s。

2.4 預(yù)測方法檢驗

利用同屬北部灣盆地烏石凹陷的15 個樣本點對本次建立的3 種預(yù)測方法進行檢驗，結(jié)果表明在公式適用范圍內(nèi)，預(yù)測地層原油黏度絕對誤差均在1.5 mPa·s以內(nèi)（見圖9），平均絕對誤差在0.5 mPa·s 左右：方法一絕對誤差在0.008 mPa·s～1.34 mPa·s；方法二絕對誤差在0.053 mPa·s～1.337 mPa·s；方法三絕對誤差在0.165 mPa·s～1.031 mPa·s。

3 應(yīng)用實例

3.1 前期開發(fā)方案研究

圖7 地層原油黏度與地層原油密度回歸關(guān)系曲線Fig.7 Regression curve of formation oil viscosity and formation oil density

圖8 地層原油黏度與地面脫氣原油黏度回歸關(guān)系曲線Fig.8 Regression curve of formation oil viscosity and degassed surface oil viscosity

圖9 預(yù)測方法檢驗Fig.9 Methods test of the three regression curves

潿洲A 油田12d 井區(qū)探明儲量近400×108m3，因鉆探過程中未取流體樣，相鄰油田的地層原油黏度在0.29 mPa·s～4.18 mPa·s。數(shù)模研究表明，地層原油黏度在0.5 mPa·s～5 mPa·s 范圍內(nèi)采收率變化8 %，地層原油黏度對該井區(qū)開發(fā)指標影響較大。利用該井區(qū)隨鉆測壓回歸的地層原油密度，按原油密度與地層原油黏度關(guān)系方程預(yù)測12d 井區(qū)地層原油黏度在0.39 mPa·s～0.81 mPa·s，類比同物源體系相鄰B 油田實測數(shù)據(jù)，經(jīng)深度校正，在0.53 mPa·s，兩種方法相差僅0.1 mPa·s～0.3 mPa·s。

3.2 生產(chǎn)動態(tài)研究

潿洲A 油田B2H 井鉆遇油層有效段長度275 m，孔隙度為31.8 %，滲透率為3 000 mD，但實際產(chǎn)能僅61 m3/（d·MPa·m），遠低于理論值，由于該井沒有取地下流體樣，且壓力計損壞，無法判斷低效原因。根據(jù)地面原油性質(zhì)，由三種方法預(yù)測地下原油黏度4.2 mPa·s～8.1 mPa·s，由此明確了產(chǎn)能低是因儲層污染導致，該井計劃2020 年解堵，預(yù)測累增油3.1×108m3。

4 結(jié)論

（1）北部灣區(qū)域影響油藏原油黏度的內(nèi)在因素從主到次依次是含硫量、膠質(zhì)含量、瀝青質(zhì)含量、含蠟量，其中膠質(zhì)含量、瀝青質(zhì)含量和含硫量組合因素對原油性質(zhì)影響最為顯著。

（2）基于區(qū)域流體資料庫，建立了北部灣區(qū)域3 種地層原油黏度預(yù)測方法，經(jīng)烏石油田群15 個樣本點檢驗，平均絕對誤差在0.5 mPa·s 左右，經(jīng)驗公式適用于0.3 mPa·s～130 mPa·s 范圍內(nèi)地層原油黏度預(yù)測。

（3）預(yù)測方法可在地下流體資料不足情況下，為前期開發(fā)方案研究及生產(chǎn)動態(tài)分析提供較為科學可靠的地層原油黏度資料。