電阻率校正比采油指數在輕質油藏中的應用

陽曉燕，王月杰，郭 誠，雷 源，吳小張

(中海石油(中國)有限公司天津分公司，天津 300452)

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電阻率校正比采油指數在輕質油藏中的應用

陽曉燕，王月杰，郭 誠，雷 源，吳小張

(中海石油(中國)有限公司天津分公司，天津 300452)

針對渤海南部輕質油藏測井滲透率校正比采油指數精度不高、單井實際產能與初始開發方案的產能差異較大的問題。利用油田靜態數據，經過非線性回歸以及理論公式推導，得到利用電阻率校正比采油指數的新方法。研究結果表明：該成果可有效指導渤南KL油田群單井配產、調整井部署及開發方案編制，計算產能與實際產能誤差小于5%。研究成果對油田的產能評價、綜合調整油井的產能評價具有指導意義。

產能評價；電阻率；比采油指數；中輕質油田；渤南KL油田群

0 引 言

產能是油氣儲層動態特征的一個綜合指標，是油藏工程研究至關重要的環節，在油價持續低迷的情況下，準確的產能評價對油藏方案的編制至關重要[1-4]。KL油田群位于渤海南部海域，構造均受斷層控制，形成眾多的斷鼻、斷塊及斷背斜圈閉，斷裂系統復雜。根據層序地層劃分結果，目的層自上而下依次是明化鎮組、館陶組、東營組、沙河街組。目的層位不同，儲層物性不同，平均孔隙度為26.7%，平均滲透率為736×10-3μm2，為中、高孔滲儲層。原油密度為0.841～0.930 g/cm3，地層原油黏度為1.4～16.1 mPa·s，為輕質油藏。海上油田測試成本高，監測資料少，準確評價產能難度大[5]。

1 利用測井滲透率求取比采油指數存在的問題

由比采油指數的定義可知[6]，比采油指數與流度具有較好的線性相關性，然而從實際數據可知(圖1)，KL油田群開發井的比采油指數與流度的線性關系并不好，主要是因為測井滲透率與油井產能之間沒有較好的宏觀對應關系。

(1)

式中：Jo為比采油指數，m3/(d·MPa·m)；K為測試層滲透率，10-3μm2；μo為地層原油黏度，mPa·s；Rw為油井半徑，m；Re為供給半徑，m；S為表皮系數。

圖1 比采油指數與流度關系

常規測井解釋的滲透率求解方法是先根據中子曲線得出孔隙度，再根據實驗室巖心分析的孔隙度和滲透率建立巖石物性解釋模型求取滲透率，滲透率求取過程中存在一定局限，滲透率的大小取決于巖石孔隙特征，孔隙度只是孔隙結構特征的一種表征方式，利用孔滲回歸并不能反映復雜的地層物性情況，并且孔滲回歸過程中本身存在誤差，回歸精度不高。

2 基于電阻率校正比采油指數

渤海油田南部地區儲層中的泥質主要是層狀泥質、分散泥質混合形式，飽和度計算公式中的印度尼西亞公式計算結果與實際密閉取心分析的飽和度吻合效果較好，該區域求取含水飽和度時，印度尼西亞方程被廣泛應用[7]，整體來看，含水飽和度與電阻率成冪函數關系：

(2)

其中，Ro=aRwφ-m；C=0.5(2-Vclay)。

式中：Sw為含水飽和度；Vclay為儲層泥質含量；Rclay為泥巖電阻率，Ω·m；Rt為地層電阻率，Ω·m；R0為100%含水純巖石電阻率，Ω·m；Rw為地層水電阻率，Ω·m；φ為有效孔隙度；a、m、n為系數。

根據式(2)進一步推導，得儲層電阻率表達式：

(3)

統計KL區域各個油田開發井實際測井數據，分析可知電阻率與含水飽和度成冪函數關系(圖2)，與理論公式一致。原始含油飽和度主要受儲層巖石的孔隙結構及表面性質影響[8]，統計KL區域各個油田水驅油實驗數據，建立含水飽和度與滲透率關系曲線。分析發現，含水飽和度隨著滲透率的增加而單調遞減，整體成冪函數關系(圖3)。

圖2 含水飽和度與電阻率關系

建立含水飽和度與電阻率、含水飽和度與滲透率的數學模型：

Sw=ARtB

(4)

Sw=CKD

(5)

式中：A、B、C、D均為常數，與油田流體性質、儲層物性有關。

圖3 含水飽和度與滲透率關系曲線

聯立式(4)、(5)，可得：

(6)

(7)

將式(7)代入式(1)，以流度和比采油指數為橋梁，進一步可求出比采油指數與電阻率的相關關系，建立電阻率校正比采油指數的數學模型：

(8)

3 實例應用

3.1 油田產能評價

KL3油田主力層位為東營組，分析該油田巖心，孔隙度與滲透率回歸相關性差，相關系數僅為0.5，利用測井滲透率校正比采油指數，精度難以保證。故用文中方法確定比采油指數，指導油田合理配產。投產結果表明，該方法配產與實際數據吻合效果較好(表1)，誤差率小于5%。

由表1可知，常規方法校正比采油指數所獲取的產能整體偏低，這將造成兩方面影響：一方面在完井過程中，泵型的選擇可能存在誤差，油田產能不能合理釋放；另一方面，產能評價不合理，將對地質油藏認識和后期的生產管理帶來誤差，不能合理制訂油田的開發技術政策，難以保證油田的高效開發，應用合適的方法精確配產至關重要。

表1 KL3油田開發井產能分析

3.2 油田調整井部署

KL3油田在沙河街組只鉆遇一套油層，埋深為2 900 m，測井解釋為低滲儲層，開發初期考慮沙河街組儲量規模較大，設計一口開發井A加深評價，該井在沙河街組鉆遇參數：厚度為13.5 m，電阻率為18.7 Ω·m，孔隙度為19.6%，滲透率為42×10-3μm2。

鉆后產能評價過程中，若利用滲透率校正比采油指數，該井單獨生產產能不到10 m3/d，考慮海上高成本、高風險問題，該沙河街組將有300×104m3石油地質儲量不能動用。對此，利用文中方法重新校正比采油指數，單井產能達到80 m3/d。開發井完鉆后，保留沙河街組單獨開采，試采效果良好(圖4)，初期產能超過80 m3/d，利用該方法配產具有較高精準度。

圖4 開發井A試采曲線

結合區域產能潛力和儲量規模，部署3口調整井(一注兩釆)，調整井已于2016年2月1日投產，2口生產井初期產能均超過60 m3/d，截至2016年9月1日，累計產油約為2.4×104m3。

3.3 油田開發方案編制

F井區為KL3油田的擴邊區塊，探明石油地質儲量約為300×104m3，F1井作為評價井保留生產，該區域無地面原油及PVT樣品，也無產能測試，在開發方案編制過程中，只能根據F1井生產情況確定比采油指數。該井投產初期生產效果差、壓差大、產能低，懷疑儲層有污染，關井進行壓力恢復測試。利用常規試井技術解釋分析，儲層滲透率僅為48×10-3μm2，表皮系數為-2.73，儲層為低滲透儲層，這與地質認識相違背。

將F1井電阻率代入鄰井區域電阻率與比采油指數的回歸公式，計算F1井產能可達100 m3/d。綜合分析認為，該井儲層受到污染。對F1井進行酸化，酸化后日產油達到105 m3/d，壓差大幅下降。重新計算的比采油指數與周邊老井區域較為一致，也進一步確定了該區域的可開發性。結合該井的生產情況，合理確定了F井區各生產井產能，指導該井區開發方案的編制，為油田的穩產、上產提供了保障。

利用電阻率校正比采油指數，方法簡單，但也有一定局限性，其主要是一個非線性回歸過程，需要建立區域的含水飽和度與滲透率關系曲線，若實驗數據不充足或者建立模型相關性差，應用該方法會帶來誤差。

4 結 論

(1) 利用滲透率校正比采油指數誤差較大，主要是因為測井滲透率為絕對滲透率，地下滲流反應的是有效滲透率。

(2) 渤南區域實踐證明，電阻率校正比采油指數準確性較高，可用于油田產能評價、調整井實施、開發方案編制等。

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[5] 羅憲波，趙春明，劉英.海上稠油油田投產初期產能評價研究[J].斷塊油氣田，2011，18(5)：630-633.

[6] 李傳亮.油藏工程[M].北京：石油工業出版社，2005：169-172.

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編輯 張耀星

20160420；改回日期：20160905

國家科技重大專項“海上油田叢式井網整體加密及綜合調整油藏工程技術應用研究”(2011ZX05024-002-007)

陽曉燕(1986-)，女，工程師，2008年畢業于中國石油大學(北京)石油工程專業，2011畢業于該校流體力學專業，獲碩士學位，現主要從事油藏工程方面的研究。

10.3969/j.issn.1006-6535.2016.06.020

TE349

A

1006-6535(2016)06-0090-03