現代生產數據分析方法在復雜油藏儲層特性評價中的應用

孫紅杰，金寶強，冉明偉，周 蓉

（1.中海油田服務股份有限公司天津分公司，天津塘沽 300452；2.中海石油（中國）有限公司天津分公司勘探開發研究院；3.中國石油西南油氣田分公司蜀南氣礦；4.中國石油吉林油田公司新民采油廠）

目前常用的評價油氣井儲層特性的方法有常規試井分析和產量不穩定法兩種。相對于前者，后者是一種更新的方法［1－4］，該方法的本質是將實際生產井的產量、流壓等實際動態數據和時間一起擬合，應用成熟的典型曲線圖版進行歷史擬合，以選擇合適的理論模型來預測油氣井的最終地質儲量和儲層特性。該技術不用通過復雜的測試工藝，也不用關井測試，既解決了生產井試井施工成本高、影響產量的問題，也可以充分發揮油田開發過程中積累的大量產量、流壓等歷史生產數據的作用［5－11］。

1 現代生產數據分析方法基本原理

現代生產數據分析方法，主要包括Blasingame等人［4］和 Agarwal、Gardner等人［8］所提出的方法。與Fetkovich方法相似，他們也使用典型曲線進行生產數據分析，主要區別在于現代生產數據分析方法綜合了流動壓力數據和生產數據，并使用解析解來計算油氣地質儲量。這樣，就可以在不受生產條件限制的情況下預測可采儲量。

Blasingame現代遞減曲線分析的基本思路是以瞬時采油指數（PI）形式綜合表示壓力／產量生產數據，并且通過引入擬物質平衡時間（te）來消除產量及壓力波動的影響，從而建立起變產量生產與定產量生產之間的等效關系（圖1），然后把瞬時采油指數（PI）及其變化形式（積分PIi、導數PIid形式）與擬物質平衡時間（te）在雙對數坐標上作圖，使邊界流階段的遞減曲線變成了一條斜率為－1的調和遞減曲線，這樣就可以處理壓力變化的情況。

圖1 物質平衡等效時間的幾何意義示意圖

對于使用生產數據分析技術來評價油氣井的生產動態，其分析步驟概況如下：

（1）確定等效時間，將變流量和壓力進行重整。

（2）為了更好地分析導數曲線，消除生產數據噪音的影響，對重整流量積分和積分求導。

瞬時采油指數積分：

瞬時采油指數積分導數：

（3）將瞬時采油指數、瞬時采油指數積分及瞬時采油指數積分導數共同繪制在以等效時間為時間軸的雙對數坐標中，生成分析圖。

（4）有時為了更好地符合常規曲線擬合方法，還可以同時分析瞬時采油指數倒數、瞬時采油指數倒數積分、及瞬時采油指數倒數積分導數的變化特征。這樣可以充分利用試井分析方法中壓降試井雙對數曲線特征分析：不穩定段將會出現一個直線段，等同于試井解釋中的徑向流段，據此可以計算獲得流度。晚期積分導數45°的上翹段為封閉油藏擬穩定流態特征反映段，其上翹的早晚一定程度上反映了油藏彈性儲集空間的大小。

2 儲層特性參數的確定方法

由油藏原始壓力、實測井底流壓數據以及對應的日產油量數據，可以計算實測數據的q／Δp和te，并求取曲線積分和導數，然后把這3組數據繪制到無量綱雙對數圖上。通過移動實測曲線，使實測曲線與理論圖版曲線擬合，之后計算出擬合參數：［（q／Δp）／qDd／］match（產量擬合參數）、（te／tDd）match（時間擬合參數）和（rw／rwa）match，從而最終可以計算出油井儲層滲透率K和表皮系數S，如下：

3 應用實例分析

S油田位于渤海遼東灣海域，其主力含油層系為上部古近系沙河街組砂巖氣頂油藏及下部太古界潛山油藏。其中，古近系沙河街組沙二段是一個受構造控制的短軸背斜氣頂油藏，該油藏是一個以帶大氣頂、窄油環、弱邊水為典型特征的砂巖油藏（氣頂指數2.03、水體倍數5～8倍、油環平面寬度小于600 m）。油藏含油面積3.22 km2，其主要發育辮狀河三角洲沉積，巖性以細砂巖為主，儲集層平均滲透率325×10－3μm2，平均孔隙度25%，屬于中高孔中滲儲層。原油屬于中等膠質瀝青含量輕質原油，地面原油密度0.878 g／cm3，地層原油粘度0.71 mPa·s，含硫量0.15%，含蠟6.8%，凝固點－18°C。油藏原始地層壓力16.5 MPa，原始氣油比為70 m3／m3。

B15h井為該區油環中部一口水平井生產井，2010年4月15號投產，投產時即下入永久式壓力計監測井底流動壓力，高峰產油時基本上以大于300 m3／d的日產油量生產（圖2），由于具有一定的地飽壓差及大氣頂能量供應，該井油壓及流壓一直在緩慢下降，說明該井產能高、儲集性能好。該井基礎信息參見表1。

圖2 B15h井生產歷史曲線

表1 B15h井基礎數據

采用現代生產數據分析法對B15h井進行產量分析，典型曲線分析擬合結果見圖3。基于特征曲線擬合結果，采用水平井模型對整個生產歷史進行擬合，從擬合圖中可以明顯看出，B15h井的生產是受邊界控制的，最終計算得到滲透率、表皮系數和油井控制地質儲量等參數（表2）。

表2 B15h井現代生產數據解釋成果

此外，該井在生產225天左右時進行過一次關井壓恢測試，對比生產數據分析及試井解釋結果后發現，生產分析計算的滲透率、表皮系數與試井解釋結果非常接近（表3），由此可以說明現代生產數據分析方法對復雜油藏儲層特性評價的準確性，從另外一個方面也說明了對于未能進行壓力不穩定測試的油井來說，可以直接采用現代生產數據分析方法對其儲層參數進行評價。

表3 B15h井生產分析與試井解釋計算結果

圖3 B15h井現代產量分析典型曲線擬合

4 結論與認識

（1）生產數據分析是在不影響生產的情況下，通過對生產資料（流壓、產量）分析，達到獲得地層動態參數、了解油藏邊界情況，預測油氣藏產能的目的，易于在油田規模開展實施。

（2）生產數據分析技術將試井分析中的曲線擬合技術成功地應用進來，充分考慮了影響產能的壓力變化特征，而且成功地解決了常規產能分析技術中壓力等信息必須保持穩定的局限性，有著更強的適用性，能更大程度地滿足油田動態分析的需要。

（3）通過生產數據分析技術在渤海某油田的初步應用表明，該技術可為油氣井產能預測及油氣藏儲層特性評價提供一種新的技術手段，將為油氣田開發規劃編制和方案調整提供更加準確、豐富的動態資料。

符號注釋

te——等效時間，無量綱；q（t）——瞬時產油量，103ft3／d；Q（t）——累積產油量，103ft3／d；△P——生產壓差，lb／in2；β——體 積 系 數，bbl／kft3；μ——原 油 粘 度，mPa·s；re——泄油 半 徑，ft；rwa——井 筒 半 徑，ft；K——滲 透 率，10－3μm2；S——表皮系數，無量綱。

［1］Arps J J.Analysis of decline curves［J］.Trans.AIME，1945，160：228－247.

［2］Fetkovich M J.Decline curve analysis using type curves［J］.JPT，1980：1065－1077.

［3］Blasingame T A，McCray T I，Lee W J.Decline curve analysis for variable pressure drop／variable flow rate systems［R］.SPE21513，1991.

［4］Blasingame T A，Johnston J L，Lee W J.Type－curve analysis using the pressure integral method［A］.SPE 18799，1989.

［5］劉曉華，鄒春梅，姜艷東，等.現代產量遞減分析基本原理與應用［J］.天然氣工業，2010，30（5）：50－54.

［6］王曉冬，胡永樂，丁一萍.水平井生產數據分析模型［J］.石油勘探與開發，2010，37（1）：99－103.

［7］蘇海芳.變壓力變流量生產動態分析新方法研究［J］.石油天然氣學報，2010，32（2）：313－314.

［8］Agarwal RG，Gardner DC，Kleinsteiber SW，et al.Analyzing well production data using combined type curve and decline curve Concepts［R］.SPE 57916，1998.

［9］李東安，寧俊瑞，劉振峰.用神經網絡和地質統計學綜合多元信息進行儲層預測［J］.石油與天然氣地質，2010，31（4）：493－498，503.

［10］劉宏，吳興波，譚秀成 ，等.多旋回復雜碳酸鹽巖儲層滲透率測井評價［J］.石油與天然氣地質，2010，31（5）：678－684.

［11］陳偉，李鵬，彭承文，等.大慶油田肇35區塊葡萄花油層儲層特征及控制因素［J］.石油與天然氣地質，2010，31（6）：802－809.