利用氣測錄井資料預測渤海P油田原油API及地層原油黏度的新方法

張博文，王海更，王慶龍，魏 焜，孟憲偉，李亦白

（中海石油（中國）有限公司蓬勃作業公司，天津 300452）

P油田位于渤海東南部，構造形態為一發育在渤南凸起帶基底隆起背景之上，受兩組走滑斷層控制，內部被NE或EW向次生斷層復雜化的斷裂背斜，屬于海上大型復雜河流相水驅開發油田。該油田含油層系多、含油層段長，主要采用多層合注合采方式開發。海上油田受開發投資成本、開發井井斜較大等因素限制，油藏地層條件下的高壓物性資料獲取難度較大，每一個主力油氣層都進行地層流體取樣更是難以實現。相關研究表明，地面原油密度和地層原油黏度具有較好的回歸關系，可利用地面原油密度來預測地層原油黏度[1-5]。但對采用多層合注合采開發方式的油田而言，其井口取樣化驗的地面原油密度為多個油氣層產出的原油脫氣后的混合密度，由此回歸的地層原油黏度無法表征單一油氣層，特別是主力油氣層的原油性質。因此，如何在海上油田取樣受多因素制約的基礎上，充分結合現有流體資料，建立一種針對單一油氣層地面原油密度的預測方法，具有一定意義。

1 基本原理

油氣藏在形成過程中，烴類的運移、散失及生物降解等作用均會使原油性質發生變化[6-7]。P油田原油具有低蠟、低硫、高酸值等特征，生物降解作用十分活躍且降解規模巨大[8]，其原油的黏度與其所遭受的生物降解作用密切相關。Wenger等[9]提出在生物降解作用加強的過程中，C1-C5氣態烴類也會逐步降解（圖1），其中甲烷（C1）最為穩定。基于此，氣測錄井檢測出的氣體組分和含量不同，說明原油遭受生物降解作用的強度不同，從而原油的性質也會發生變化，作為表征原油性質重要參數的原油API也會有所差別。因此，可利用氣測錄井的烴類組分比值和原油API的回歸關系進行原油API的預測（以下簡稱新方法）。

圖1 氣態烴隨生物降解作用加強的相對降解順序（Wenger et al.2002）

2 預測方法

P油田歷史上共進行過57個井下PVT取樣，同時在對應井段進行了地面原油分析。基于這些井段的氣測錄井資料，建立了兩個氣測錄井的組分比值參數（C2+ C3+ iC4+ nC4+ iC5+ nC5）/C1、（C3+ iC4+ nC4+iC5+ nC5）/C1，并對樣本點的上述參數與實測原油API進行了回歸分析。通過回歸分析發現，上述兩個氣測錄井的組分比值參數均與原油API具有較好相關性，即原油受生物降解作用越強，其對應的組分比值參數越小，相應的原油API也越小（圖2）。

圖2 氣測組分比值參數與原油API關系

利用P油田進行過單一油組取樣的17個樣本點對新方法進行檢驗，樣本點來自油田各區塊的水平生產井，層位分別來自L40-L80等多個油組，具有較好的代表性。檢驗結果表明，對單一油組，新方法預測原油API與實測原油API的相對誤差僅為1%～9%（表1），具有較高的可靠性。

3 應用分析

3.1 預測單層原油API

P42井為2021年6月投產的一口定向生產井，生產層位L50-L90小組。其L40小層鉆遇一套17.5 m的厚油層，和鄰井P52井橫向對比較好。考慮后期采用水平井單獨開發該層，P42井L40小層未打開生產。因該井區歷史上L40小層無流體取樣資料，為了加深該層流體性質認識，利用新方法預測L40小層原油API為13.7，通過和南側區塊已實施水平井L40小層的實測原油API對比，預測原油API和實測原油API的相對誤差較小（表1）。

表1 17個樣本點預測原油API和實測原油API對比

3.2 預測單層地層原油黏度

通過對P油田各油組的57個井下PVT取樣的原油API和地層原油黏度進行回歸，發現當原油API＞14時，兩者具有較好的回歸關系（圖3）。對于單一油層，可先根據該層的氣測錄井資料預測該層原油API，然后再根據原油API預測該層原油黏度。

圖3 P油田各油組原油API和地層原油黏度回歸關系

P28井為P油田東北側斷塊內實施的第一口開發井，生產層位為L50-L80油組。基于儲層厚度及物性，選取該井L70及L80油組主力儲層氣測錄井資料（表2），應用新方法對地層原油黏度進行預測，預測值和該區塊相鄰評價井實測的地層原油黏度相近（表3）。

表2 P28井L70及L80油組主力儲層氣測組分

表3 P28井L70及L80油組主力儲層預測原油黏度與實測原油黏度對比

3.3 深化生產動態認識

P07井為P油田2020年實施的一口北區邊部開發井，生產層位為L70-L100油組，其鄰井P06井 于2014年投產，生產層位為L50-L70油組（圖4）。兩井對比顯示，除P07井在L108小層鉆遇一套厚8 m的儲層、P06井未鉆至該層位外，其他主力層位L60、L76等小層砂體橫向展布均較穩定。

圖4 P06井/P07井井位展布

該區塊已有近十年的注水開發歷史，隨著注水程度加強，油藏含水率上升，相應地層原油黏度增加，原油API應呈降低趨勢。但通過P07井、P06井與該區塊高部位實施的評價井P04井的原油API化驗結果對比（表4），發現P04井和P06井化驗結果較為一致，P07井的API則明顯偏高。

表4 P04/P06/P07井實測原油API對比

為了驗證P07井化驗結果的準確性，平臺取樣送往陸地實驗室進行核實，同時根據P07井的氣測錄井資料，運用新方法對P07井主力小層進行了原油API的計算（表5）。結果表明，L60小層和L76小層的預測API與P04井和P06井相近，L108小層的預測API則相對較高。認為L108小層是導致P07井井口取樣原油API偏高的主要原因。

表5 P07井主力小層預測原油API

經分析，L108小層處于主體區油水界面之下，鉆前認識為水層，結合鉆后構造形態和儲層展布，認為該砂體為受斷層控制的巖性-構造油藏。雖砂體展布范圍有限，但油層壓力為原始地層壓力，有充足邊水能量支持，計算結果顯示該層的地層流體性質也明顯優于其他小層，說明該層是P07井目前主要的產出層，因此井口取樣的原油API較鄰井偏高。最終陸地實驗室測定P07井原油API為22.6，也進一步證實了以上分析結論與測試結論的一致性，從而驗證了新方法預測結果的可靠性。

4 結論

（1）P油田在形成過程中，生物降解作用十分活躍且降解規模巨大，原油的黏度與其所遭受的生物降解作用密切相關。生物降解作用不同，氣測錄井中的烴類組分會具有不同的組成和含量，其組分比值也會呈現明顯不同的特征。

（2）結合油田歷史流體資料，建立了基于氣測錄井資料的單一油氣層原油API預測方法（新方法），結果表明氣測錄井的組分比值參數與原油API具有較好的相關性。經油田其他樣本點檢驗，利用新方法預測原油API和實測原油API相對誤差較小，具有較高的可靠性；且新方法無需額外成本，并可在海上油田取樣受限的條件下對單一油氣層的原油API進行預測，具有一定的推廣價值。