海上多層合采油藏原油性質評價方法
——以PL油田M區為例

傅 英，解 婷

(中海石油(中國)有限公司天津分公司，天津塘沽 300452)

作為一項基礎研究工作，原油性質評價貫穿著油田開發全過程，如儲量評價、開發方案編制、開發動態監測與開發模擬。受海上油田鉆完井成本、儲量分布特征等因素影響，目前國內海上油田多以多層合采開發方式為主。對于多層合采開發油藏，評價階段樣品分析資料少，只能以點帶面、定性評價油藏整體原油性質；隨著油田開發進程的推進，地面原油樣品資料不斷豐富，但其分析結果僅能代表合采層段原油性質，難以識別單層流體性質。本文基于PL油田M區應用實踐，采用“歸一化”與統計回歸相結合的原油性質評價方法體系，實現了對地面與地層原油性質的合理、準確評價，有效解決了多層合采油藏原油性質分析所面臨的瓶頸，為油田后續開發決策提供依據。

1 油田基本信息

PL油田M區為渤海典型多層合采油藏，其探明石油地質儲量上千萬噸。該油藏一次開發井網采用定向井合采合注開發，采油井生產層段跨度介于200～300 m，生產層段內單油層平均分布密度為10層/段。隨著區塊開發的不斷推進，一次開發井網的弊端(如大段合采層間干擾嚴重等)逐漸顯現，區塊面臨著二次開發井網調整。PL油田早期開發實踐證實，油田區塊間、區塊內原油性質在平面與縱向上均存在較大變化，借用油田鄰區或者同區鄰層原油參數會導致認識失真，進而影響M區后續開發調整決策。

M區評價階段僅有1口評價井，獲取地層、地面原油樣品各5支；投入開發后，M區僅地面原油樣品增加97支，且新增樣品均來自合采儲層段。此外，PL油田其他區塊共計獲取了地層原油樣品47支。地面原油分析資料無法識別單油層流體性質，地層原油資料不足，成為擺在M區原油性質評價工作面前的兩大屏障。

2 “歸一化”方法評價地面原油性質

圖1為基于單井取樣層段垂深折中處理后的地面原油密度-垂深關系圖。由圖可知，M區地面原油密度變化范圍較大，介于0.900～0.970 g/cm3，側面反映了M區原油性質在縱向上存在一定差異；原油密度-垂深數據點雜亂，規律性差：同一深度段往往對應多個原油密度，同一原油密度也往往對應不同深度值。

圖1 M區地面原油密度-垂深關系

資料豐富是M區塊地面原油性質評價的優勢，大層段合采取樣是其弱勢。將“歸一化”思想[1]引入到評價工作中，可實現資料的以優補弱、揚長避短。其評價思想為：對具有相同原油密度值的生產井，取其公有井段作為該密度值的載體。如圖2所示，假設有4口合采生產井，分別是井1、井2、 井3、井4，4口井合采生產層段均不相同，其對應的生產層段頂、底垂深分別為D1t與D1b、D2t與D2b、D3t與D3b、D4t與D4b；4口井地面分析原油密度均為0.945 g/cm3，按照常規的單井垂深折中處理方法，該密度值將對應4個不同的深度值。采用“歸一化”處理，取其公有井段，即井3頂深(D3t)井2底深(D2b)為地面原油密度0.945 g/cm3的載體。在此基礎上再進行中深平均，最后確定一個唯一深度值Dρ=0.945=(D3t+D2b)/2與地面原油密度值0.945 g/cm3相對應。

圖2 地面原油密度歸一化處理示意圖

采用“歸一化”思想對M區地面原油密度資料進行處理，最終得到如圖3所示的地面原油密度-垂深關系曲線。對比處理前的關系曲線(圖1)可知，歸一化處理后地面原油密度與垂深之間存在較好的線性回歸關系。利用歸一化回歸確定關系式(1)就可以計算出任意深度油層的地面原油密度。

圖3 M區“歸一化”處理地面原油密度-垂深關系

地面原油密度-垂深關系式：

ρo=-2.505×10-4H+1.252

(1)

式中：ρo——地面原油密度，g/cm3；H——油藏中深，m，1000m

分析表明，對于有單層取樣油層而言，回歸計算原油地面密度與單層取樣分析值基本一致；對于全區而言，回歸確定的原油密度變化區(0.909～0.989 g/cm3)與地面監測變化區間吻合，很好地證明了本文方法具有較高的合理性與適用性。

3 “統計回歸”方法評價地層原油性質

油田間、區塊間、油層間地層原油性質千差萬別，但蘊含在地層原油各參數之間的規律性應是一致的[2]。基于上述思想，本文以PL油田范圍內獲取的地層原油樣品分析資料為基礎評價M區地層原油性質，有效解決了M區地層原油資料的缺乏。

利用PL油田地層原油分析數據，統計分析建立了各參數之間的關系圖(圖4～圖7)。從關系圖可知，PL油田各地層原油參數實測值變化范圍廣，參數間規律性較強。以地層原油黏度參數為例，其實測值為10.0～600.0 mPa·s不等，但其與地層原油密度之間存在較強的指數函數關系。

圖4 地層原油密度-地面原油密度關系

圖5 地層原油黏度-地層原油密度關系

基于統計關系圖進行回歸分析，最終確定PL油田各原油性質參數間的回歸關系式：

地層原油密度-地面原油密度關系式：

ρoi=1.3344 ρo-0.367

(2)

地層原油黏度-地層原油密度關系式：

μoi=1.0×10-3e37.716ρoi

(3)

原始原油體積系數-地層原油密度關系式：

Boi=-0.6976ρoi+1.7066

(4)

原始溶解氣油比-原始原油體積系數關系式：

Rsi=330.3Boi-329.29

(5)

式中：ρoi——地層原油密度，g/cm3；μoi——地層原油黏度，mPa·s；Boi——原始原油體積系數；Rsi——原始溶解氣油比，m3/m3。

其中，地層原油密度-地面原油密度關系式(2)為聯系地面原油性質與地層原油性質的橋梁：對于每一個合理確定地面原油密度的儲量計算單元，都能通過該關系式預測其對應地層原油評價參數。

圖6 原始原油體積系數-氣油比關系

圖7 原始溶解氣油比-地層原油密度關系

基于上述統計回歸關系式計算了M區地層原油參數，對比分析各參數的計算值與實測值表明，基于油田資料統計回歸確定的參數值與單層測試值較為接近，驗證了本方法在PL油田M區適用性。

統計回歸分析確定的M區地層原油黏度介于7.0～403.0 mPa·s，自下而上從下部油層的常規原油漸變為上部油層的普通稠油，縱向變化較快，而這一結論是僅依靠M區稀少的地層原油樣品分析資料所認識不到的。基于這一認識，建議后續二次開發調整決策時考慮層間流體性質差異、合理細分開發層系。

4 結論與建議

(1)原油性質評價為貫穿油田儲量評價、開發方案編制、開發管理全過程的一項基礎研究工作。對于海上多層合采開發油藏而言，地層原油分析資料少、地面原油分析資料單層識別性差是原油性質系統評價面臨的兩大瓶頸。借助于有效的油藏工程分析方法，可克服這兩大瓶頸，從而找到適合目標油田的原油性質分析方法。

(2)本文采用“歸一化”思想與統計回歸分析方法分別評價PL油田M區塊地面與地層原油性質，理論計算值與實測值對比分析證實，此方法在本區塊是合理而適用的。

(3)采用本文方法預測M區原油性質在縱向存在較大差異：自下而上從下部油層的常規原油漸變為上部油層的普通稠油，建議后續二次開發調整決策時充分考慮此層間差異，細分開發層系。

[1] 黃炳光.實用油藏工程與動態分析方法[M].北京:石油工業出版社,1998:31-34．

[2] 何更生.油藏工程[M].北京:石油工業出版社,1994:127-133.