南海某油田水平井鉆遇儲層品質及其在油藏中的位置與產量的關系研究

何理鵬，田 翔，邊環玲

（1.中海石油<中國>有限公司深圳分公司開發部，廣東 深圳 518000；2.貝克休斯<中國>油田技術服務有限公司深圳分公司，廣東 深圳 518000）

1 概述

目前，為了提高油井產量，往往采用水平井進行開發、生產。該方法在致密地層，配以酸化、壓裂等增產手段，對于提高油井產量等具有顯著的效果。我國南海某油田中高孔滲碎屑巖地層，在未采用增產措施前提下，采用了水平井開發。過程中，出現兩種現象：①井間產量差異明顯，高產井和低產井日產量差異大；②井間流體性質變化較大。厘清產生這些現象的原因及控制因素，對于制定合理的生產措施和提高產量具有重要指導作用。

油氣藏形成過程中，儲層品質控制了油氣的充注程度和體積，而儲層在油藏中的位置則控制了油氣充注的能量或動力。兩者共同決定了儲層的含油氣量[1-2]。下面以南海A、B油田為例，闡述上述因素對儲層流體性質及產量的影響。

2 儲層品質特征

A 油田巖芯粘土礦物X 衍射（XRD）資料分析表明，含油層系（J&K）的主要礦物成分以石英和長石為主，方解石以及粘土礦物含量較低；儲層孔隙發育，連通性好。單片狀伊蒙混層以及高嶺石充填復雜化了巖石孔隙結構，降低了滲流能力（圖1a）。L 層系的主要礦物成分除了石英和長石外，方解石和鐵白云石的含量也較高。孔隙發育，但鐵白云石、石英等填充孔隙吼道，導致其孔隙結構變差（圖1b）。相對而言，鄰近的B油田L 層系的主要礦物成分為石英、長石和巖屑，部分長石顆粒發生溶蝕，導致儲層孔隙及連通性均較好，儲層品質高（圖1c）[3-5]。

層系間礦物成分及微觀結構上的差異，直接體現在巖芯的孔滲關系和毛管壓力曲線的形態上（圖2）。由圖2可知，A油田的J&K層與L層的孔隙度均分布在10.0%～26.0%之間，但L 層系的滲透率較J&K 層系高。而對于B油田而言，其孔滲分布區間更寬，且滲透率也較A油田的J&K和L層系高。通過對比兩口井三個層系的孔滲關系可知，B 油田的儲層最佳、A 油田的L層次之，而J&K層最差。

為了進一步分析儲層的品質對成藏及充注程度的影響，做了A、B 兩個油田三個含油層系的含油飽和度與油柱高度交會圖，其結果分別如圖3和圖4所示。從圖中可以看到，對于儲層品質相對較好的A 油田L 油層而言，當油柱高度等于10m時，相應的含油飽和度達到78%，而儲層品質相對較差的J&K油層，對應的含油飽和度小于70%。對于品質最好的B油田L油層而言，在相同的油柱高度（10m）條件下，對應的含油飽和度可達90%，明顯較A油田J&K和L油層好。這充分說明，長達幾百米甚至上千米的水平井段內，儲層在油藏中的位置（油柱高度）及儲層品質的好壞，直接決定了油藏的 充注程度和含油體積，必將對產量產生重要影響[6-8]。

3 產量與儲層品質及其在油藏中的位置關系

基于毛管壓力理論[9]，巖石的孔喉半徑、油水密度差、兩相潤界面張力、潤濕接觸角和油藏高度之間滿足如式（1）所示的相關關系。對于油水兩項系統，油水密度差、界面張力、潤濕接觸角為常數。因此，形成某個已知飽和度的油藏所需要的油柱高度與孔喉半徑成反比。即隨著巖石孔喉半徑（儲層品質或者孔隙結構）變小，形成相同含油飽和度所需要的油柱高度會增高（如圖3豎線所示）。同樣的，在相同的油柱高度下，巖石的孔喉半徑越大、油充注到巖石孔隙空間越飽滿，相應的含油飽和度也較大。對于非均質性較強的油藏，在水平段鉆遇的幾百米地層中，不可避免的同時存在儲層品質（孔喉半徑）和油柱高度的變化。儲層品質越好、油柱高度越高，對應的含油飽和度也越高，產量相應較大。反之，則含油不飽滿，導致產油量較低，儲層開發甚至出水。

式中：h——油水界面以上油柱高度，m；

σR——油藏條件下油—水兩相界面張力，mN/cm；

θR——油藏條件下油—水兩相潤濕接觸角，（°）；

ρo、ρw——油藏條件下的油、水的密度，g/cm3；

r——孔喉半徑，μm。

表1 和圖5 為該油田水平井開發的相關參數。由圖表可見，該油田水平井的地層品質、油藏中的位置和生產數據的關系：第一，儲層的巖性及微觀結構決定了儲層的品質，控制儲層的產液能力，例如B2H的儲層品質最佳，產液7005bbl/d；A10H 井儲層品質其次，產液2107bbl/d；A7H 和A11H 井鉆遇儲層品質最差，產液量為1000～1500bbl/d。第二，儲層品質決定了流體在油藏中的分布規律。儲層品質越好，產純油所需的油柱高度越低。例如B 油田I 類儲層含油飽和度達50%所需的油柱高度為1～2m；儲層品質越差，產純油所需的油柱高度越高，例如A、B油田的Ⅲ類儲層，含油飽和度達50%所需的油柱高度為5m。第三，儲層品質和其在油藏中的位置共同控制著儲層的產量和產液性質。例如B2H井的好儲層位于油藏中10～14m的油柱高度上，產純油，產量達7005bbl/d。A 油田的A10H 和A7H，儲層品質遜于B2H井，且在油藏中的油柱高度在4～7m 之間（距離過渡帶很近），產油為主、產水為輔，產量在2000～3000bbl/d。A11H 井鉆遇儲層品質差，在油藏中的位置偏低（油柱高度2.5～4m），處于油水過渡帶中，產水1000bbl/d。即儲層品質越好、油藏中的位置越高，相應的日產油量也越好。反之，儲層品質越差、在油藏中位置越低的油藏，相應的日產油量也較低，而且在部分井中，還產水。這一試采結果與基于理論分析結果具有較好的一致性。

表1 A、B油田不同水平井儲層參數與產出流體性質對比統計表

4 結論

（1）儲層品質和有效儲層在油藏中的位置，控制著水平井的單井產量和產出流體性質。儲層品質越好、在油藏中的位置越高（油柱高度越大），油氣充注越飽滿，相應的含油飽和度越高，日產量也越大；反之，儲層品質越差、在油藏中位置越低，油氣充注不飽滿，對應的儲層含油飽和度不高，開發日產量也較低，在部分井中甚至產水。

（2）在進行水平井設計時，在預測出儲層品質的前提下，應充分考慮不同品質儲層水平井在油藏中的位置，以合理的擺放水平井段，方能獲得理想的開發效果。