渤海油田水平井采收率經驗公式研究

趙蘊昌，牟春榮，侯亞偉，龍 明，陳曉祺

（中海石油（中國）天津分公司渤海石油研究院，天津 300450）

渤海油田廣泛使用水平井進行開發，隨著二次調整的深化，水平井占比逐漸增大，以水平井開發為主的水驅油藏采收率評價對渤海油田的開發具有重要意義。

采收率經驗公式法是國內外油田開發中廣泛應用的采收率標定方法[1]。石油行業標準SY/T 5367-2010《石油可采儲量計算方法》[2]規定了多個類型油田的采收率經驗公式，國內油田廣泛使用的有俞啟泰公式、陳元千公式、中國石油勘探院公式以及國家油氣儲委專委公式。中海石油研究人員結合油田情況開展了采收率經驗公式的相關研究[3-6]，段宇[7]考慮海上油田“少井高產”開發模式，建立了渤海水驅砂巖油藏采收率經驗公式，提高了海上油田采收率標定精度。

基于當前研究現狀，文中利用行標以及渤海油田水驅砂巖油藏采收率經驗公式[7]，對渤海油田水驅砂巖油藏（以水平井開發為主）進行采收率試算（圖1），發現適用性較差，誤差為26.6%～50.4%。分析認為，石油行業標準中的采收率經驗公式主要是以陸地油田的定向井采收率數據為依據所構建，而渤海油田水驅砂巖油藏采收率公式是以渤海油田采收率數據為依據，包含定向井及水平井的開發數據，因此不適用于渤海油田水平井開發單元。

圖1 采收率計算誤差

為了適應海洋石油發展，降低開發風險，更準確地表征渤海油田以水平井開發為主的水驅油藏采收率，文中結合油田實際數據與數值模擬，對渤海油田水平井開發單元采收率影響因素開展分析研究，構建渤海油田水平井開發單元采收率經驗公式，并在渤海油田進行驗證，為渤海油田水平井開發單元采收率計算提供一種新的方法。

1 影響因素

油田采收率影響因素復雜多樣，一般從油藏地質因素、儲層類型、井網井型及產能公式等方面開展相關研究[8-12]。文中選取渤海油田若干個以水平井開發為主的開發單元流體物性及采收率相關數據，結合開發現狀，確定了渤海油田水平井開發單元采收率的主要影響因素為滲透率、地層原油黏度、孔隙度、滲透率變異系數和井網密度，并開展單因素相關性分析（圖2），采收率與滲透率的對數、地層原油黏度的對數、滲透率變異系數、孔隙度、井網密度大致成線性趨勢。

圖2 不同影響因素與采收率關系

利用商業數值模擬軟件Petrel 開展水平井開發單元數值模擬研究，探究滲透率、地層原油黏度、孔隙度、滲透率變異系數、井網密度對水平井開發單元采收率的影響。構建的機理模型為水平井開發底水油藏模型，模型尺寸1 000 m×1 000 m×50 m，網格數為100×100×50，底水厚度為20 m，水體能量充足，剛性水驅，水平井部署在油藏頂部（圖3）。如表1 所示，改變不同影響因素的數值并開展相關數值模擬，得到不同影響因素下的采收率變化規律及含油飽和度情況，相關結果驗證了實際數據的單因素影響規律，且形成了基于數值模擬方法的水平井開發機理模型影響因素圖版（圖4）。

圖3 水平井開發的底水油藏機理模型

圖4 水平井開發機理模型影響因素圖版

表1 不同影響因素的參數設置

2 經驗公式建立

基于單因素相關性分析結果，構建了采收率與滲透率、地層原油黏度、孔隙度、滲透率變異系數、井網密度的數學模型，形式如式1 所示。

利用數理統計方法對擬合公式進行分析，經計算，新經驗公式的平均相對誤差為8.3%，決定系數為88.5%，決定系數表示擬合公式能夠解釋實際數據88.5%的變化情況，結合45°誤差檢驗圖（圖5），初步得出擬合效果較好。利用SPSS 軟件進一步分析，變量自相關性檢驗的德斌沃森檢驗值為1.9，德斌沃森檢驗值是2020 年公布的經濟學名詞，能夠體現模型中變量自相關性的強弱，數理統計中規定，該值越接近2.0，各數據間獨立性代表性越強，模型設計越好。統計采收率回歸標準化殘差，按照數理統計方法，回歸標準化殘差體現的是所構建模型和實際數據的匹配情況，如果殘差越是隨機散亂，整體分布越符合正態分布，模型擬合效果越好，回歸標準化殘差整體比較符合正態分布特征（圖6）。

圖5 45°誤差檢驗

圖6 采收率回歸標準化殘差

通過對比分析新構建的采收率經驗公式與現有經驗公式發現，滲透率變異系數較大時敏感性較強，滲透率變異系數較小時敏感性較弱（表2）。在相同油藏條件下，采用水平井開發，動用范圍較大、控制儲量較多、與儲層接觸面積較廣，滲透率絕對值的改變導致水平井產量變化明顯，而滲透率變異系數的改變對水平井產量影響較弱。因此，由新建的采收率經驗公式可知，渤海油田水平井開發單元采收率受滲透率影響大，受變異系數影響小。

表2 經驗公式對比

3 應用

利用新構建的渤海油田水平井采收率經驗公式，對渤海油田部分水平井開發單元進行采收率計算，開發單元的相關參數見表3。

表3 開發單元相關參數

B 開發單元兩個砂體經過二次調整后，F 砂體增加1 注1 采、S 砂體增加2 注6 采，采收率發生相應變化。利用新構建的經驗公式進行計算，F 砂體和S 砂體的采收率分別為38.6%和39.3%，而數值模擬的采收率分別為41.6%和41.4%，計算結果與數值模擬結果比較接近。

Z 開發單元兩個砂體經過綜合調整后，O 砂體增加2 注4 采、E 砂體增加1 采。利用新構建的經驗公式進行計算，O 砂體和E 砂體的采收率分別為35.7%和38.9%，而數值模擬的采收率分別為34.3%和41.1%，與數值模擬結果進行對比，相對誤差較小，證明新建經驗公式結果較為可靠。

4 結論

（1）現有采收率經驗公式主要以渤海油田或者陸地油田的定向井采收率數據為依據，對于渤海油田水平井開發單元采收率計算相對誤差較大，存在不適用性。

（2）構建了渤海油田水平井開發為主的水驅開發單元采收率經驗公式，相對誤差8.3%，為水平井采收率預測提供了一個新方法。

（3）渤海油田水驅開發單元水平井開發的采收率與滲透率、地層原油黏度、孔隙度、滲透率變異系數、井網密度有關。這些因素中，受滲透率影響較大，受變異系數影響較小。