稠油油藏類比方法研究

丁祖鵬，田 冀，張曉亮

(中海油研究總院，北京 100027)

引 言

中國目前4大類特殊油氣資源包括特殊區域、特殊階段、特殊介質和特殊流體油氣資源(如深海、海外油氣田;高含水期、特高含水期等油氣田;裂縫性、低滲透、復雜斷塊等油氣田和稠油、頁巖氣、可燃冰等油氣田)。這些特殊油氣資源的前期研究中，開發方案制訂與開發指標預測均面臨較大困難。常用的研究方法有油藏工程、油藏數值模擬、類比等方法。類比法可以彌補油藏工程、數值模擬方法的不足，為特殊油氣田產能、采收率等開發指標預測提供有力工具［1－3］。本文介紹了類比工作基本原理，嘗試給出了相似油藏篩選、評價和待開發油藏指標預測方法。

1 油田類比原理

1.1 相似理論

根據相似理論，如果2個滲流系統具備幾何相似、運動相似、動力相似3個條件，則滿足相似關系［4－7］。滲流速度等于動力比流體黏滯阻力，所以運動相似等價于動力與流體黏滯阻力分別相似。因此，2個滲流系統相似條件等價于靜態相似、動態相似2個因素。其中，靜態相似包括幾何相似和流體相似。

1.2 類比原理

根據相似原理，如果2個油藏滿足地質特征相似、油藏流體相似、開發方式相似，則油藏之間滿足相似關系。其中，地質特征相似近似等價于幾何相似，油藏流體相似近似等價于流體黏滯阻力相似，開發方式相似近似等價于動力相似。進而可理解為，如果2個油藏滿足油藏靜態參數相似、開發動態參數相似，則油藏之間滿足相似關系。其中，油藏靜態參數包括地質特征參數和油藏流體參數。因此，根據相似原理，如果同一類型的2個油藏同時滿足油藏靜態參數相似和開發動態參數相似，則2個油藏滿足相似關系，可以進行類比研究。

1.3 相似度

嘗試將油田相似度分成3個級別:初步相似、中度相似、高度相似。①初步相似:如果2個油藏滿足油藏類型相似，則定義油藏為初步相似;②中度相似:如果2個油藏同時滿足油藏類型和油藏靜態分別相似，則定義油藏為中度相似;③高度相似:如果2個油藏同時滿足油藏類型、油藏靜態和油藏動態分別相似，則定義油藏為高度相似。

2 油田類比方法

2.1 類比油田篩選

2.1.1 類比數據庫范圍

按照從近到遠(海上、陸上、國外)的原則，考慮資料詳盡程度，擬分為3個類比油田篩選層次:海上油氣田、國內油氣田、世界油氣田。進行類比篩選時，在不同層次的數據庫范圍內，都可以篩選得到高度相似的類比油田，分別將其定義為海上高度相似油田、國內高度相似油田和世界高度相似油田［8－13］。

2.1.2 確定類比相似度

(1)篩選油藏類型——初步相似。為目標油田尋找類比對象時，首先要進行油藏類型篩選。按照油藏類型，中國海上油氣田可劃分為5類:常規稠油油氣田、海相砂巖油氣田、斷塊油氣田、超常規稠油油氣田，以及低滲油氣田。與目標油田具有相同油藏類型的油田，為初步相似油田。

(2)篩選油藏靜態參數——中度相似。滿足初步相似的油田，需要進一步進行油藏靜態參數篩選。油藏靜態參數分為儲層參數、流體參數、溫壓系統表征參數、儲量規模、天然能量類型等。其中，儲層參數包括滲透率、儲層厚度、沉積相(表征連通性)、埋深等;流體參數包括地層原油黏度等;溫壓系統表征參數包括正常溫壓系統、異常高壓、異常低壓等;天然能量類型包括邊水、底水、氣頂等。在初步相似的基礎上，與目標油田具有相似油藏靜態參數的油田，為中度相似油田。

(3)篩選開發參數——高度相似。滿足中度相似的油田，需要進一步進行開發參數篩選。開發參數分為開發方式、開發層系、井網參數、配產參數等。其中，開發方式包括注水、熱采、冷采、三采、衰竭等;開發層系包括分層開采、多層合采等;井網參數包括井網、井型、井距等;配產參數包括壓差、單井最大液量、采油速度等。在中度相似的基礎上，與目標油田具有相似開發參數的油田，為高度相似油田。

2.1.3 靜態參數排序

油藏靜態參數優先考慮地層原油黏度、埋深、天然能量類型、儲層厚度。

(1)不同稠油油田地層原油黏度高于350 mPa·s時，與低于350 mPa·s時的水驅開發效果差別很大。例如，C油田7井區地層原油黏度為271 mPa·s，調整方案標定采收率為25%，E油田地層原油黏度為437 mPa·s，調整方案標定采收率為10%。因此，對于稠油油田，地層原油黏度是決定其開發效果的關鍵因素，優先級別高。

(2)稠油熱采蒸汽吞吐要求埋深小于1600 m，蒸汽驅要求埋深小于1400 m，SAGD要求埋深小于1000 m。因此，對于稠油油田，埋深優先級別高。

(3)對于稠油油田，有無邊底水，開發效果差別較大。因此，對于稠油油田，天然能量類型優先級別高。

(4)稠油熱采蒸汽吞吐要求油層厚度大于10 m，蒸汽驅要求油層厚度大于8 m，SAGD要求油層厚度大于20 m，稠油冷采水平井布井區厚度要求大于5 m。因此，對于稠油油田，儲層厚度優先級別高。

2.1.4 動態參數排序

油藏動態參數優先考慮開發方式、井型、井網。對于稠油油田，冷采和熱采開發效果差別很大。因此，開發方式優先級高。同時，無論是熱采還是冷采，水平井和定向井開發效果差別較大，所以井型優先級別高。關于井網，由于不同井網井距會影響油田整體開發效果，故井網優先級別較高。

2.2 類比油田定量評價

篩選出高度相似的類比油田之后，需要對類比油田進行定量評價，即進行相似程度的打分。采用模糊物元法進行相似油田定量評價。該方法既是1種客觀方法，又體現了一定的用戶主觀性，以體現不同工作人員對油藏各參數具有不同程度的認識。

假設需要評價的油藏共有m個，分別為M1，M2，…，Mm。每個油藏都有n個動態或靜態參數，分別為C1，C2，…，Cn。第i個油藏的第j個參數用相應的模糊量值 μ(xij)(i=1，2，…，m;j=1，2，…，n)來描述。則稱為m個油藏n維復合模糊物元，記為Rmn，則有:

第i個油藏與目標油藏之間的相似度Ki(i=1，2，…，m)用 Mi的模糊量值 μ(xij)與各參數相應權重ρj乘積之和來表示。

2.3 開發指標定量預測

如果類比油田與目標油田具有較高的相似程度，即可使用類比油田對目標油田開發指標進行定量預測;如果篩選出的類比油田只有1個，則直接折算得到目標油田的開發指標;如果篩選出的類比油田有2個，則可推薦目標油田開發指標的高低方案;如果篩選出的類比油田有多個，則可確定目標油田的高低方案和推薦方案。

當實際油藏與類比油藏滿足相似關系時，根據體積與時間的相似比例關系，實際油藏產能與采收率由式(3)、(4)求出。

式中:Q油藏、Q相似分別為實際油藏日產量、類比油藏日產量，m3/d;R油藏、R相似分別為實際油藏采收率、類比油藏采收率，%;V油藏、V相似分別為實際油藏體積、類比油藏體積，m3;t油藏、t相似分別為實際油藏開發時間、類比油藏開發時間，d;Re油藏、Re相似分別為實際油藏供給半徑、類比油藏供給半徑，m;h油藏、h相似為實際油藏油層厚度、類比油藏油層厚度，m;φ油藏、φ相似分別為實際油藏孔隙度、類比油藏孔隙度;K油藏、K相似分別為實際油藏滲透率、類比油藏滲透率，μm2;μo油藏、μo相似分別為實際油藏原油黏度、類比油藏原油黏度，mPa·s;Δp油藏、Δp相似分別為實際油藏生產壓差、類比油藏生產壓差，MPa;Swc油藏、Swc相似、Sor油藏、Sor相似分別為實際油藏的束縛水飽和度、相似油藏的束縛水飽和度、實際油藏的殘余油飽和度、類比油藏的殘余油飽和度。

3 實例應用

原始油藏A稠油油藏儲量為461×104m3，μo為440 mPa·s，存在邊底水，油層厚度為14.7 m，埋深為1000 ～1100 m，K 為 8222 ×10－3μm2，曲流河沉積，正常溫壓系統。計劃布置水平井五點井網，采用冷采方式開發。需要通過類比確定其產能和采收率等開發指標。

第1步:篩選高度相似的類比油田。選擇國內海上油氣田為類比數據庫范圍。根據油藏類型進行初步篩選，得到與原始油藏A初步相似油田(表1);在初步相似的基礎上，對表1中油田進行靜態參數篩選，得到與原始油藏A中度相似油田(表2);在中度相似的基礎上，對表2中油田進行動態參數篩選，得到與原始油藏A高度相似油田(表3)。

表1 與原始油氣藏A之間滿足初步相似的油田

表2 與原始油氣藏A滿足中度相似油田

表3 與原始油氣藏A滿足高度相似油田

第2步:對類比油田進行定量評價。采用2.2節所述軟件對相似程度進行定量評價，得E油藏與A油藏的相似度為73.36%。

第3步:對A油藏開發指標進行定量預測。采用2.3節開發指標定量預測方法，已知E油藏初期產能為62 m3/d，采收率為10%，可計算得到A油藏初期產能為94 m3/d，采收率為13.5%。

4 結論

(1)基于相似理論，闡述了油田類比的原理，給出了類比油田相似度的定義。

(2)初步建立了油田類比方法。應用該方法，可最終確定高度相似的類比油田，并對實際油田開發指標進行定量預測。

(3)對A稠油油藏進行了實例應用，說明該方法具有較好的實用性。

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