層內縱向強非均質性低滲油藏產能評價方法
——以恩平凹陷M油藏為例

侯博恒，謝明英，李 偉，宋 偉，孫曉娜

(中海石油(中國)有限公司深圳分公司，廣東深圳 518000)

產能評價是油藏工程研究至關重要的環(huán)節(jié)，不僅決定著油藏的工業(yè)開發(fā)價值，還決定著油田開發(fā)的投資規(guī)模。海上油田開發(fā)投資巨大，產能評價過高或過低都會影響油田的勘探開發(fā)工作。近年來，南海珠江口盆地恩平凹陷和陽江東凹先后發(fā)現(xiàn)恩平10A、恩平15B、恩平20A等油田，探明石油地質儲量超過 7 000×104m3，其中測井解釋平均滲透率小于50×10-3μm2的探明儲量超過2 600×104m3。與常規(guī)低滲油藏相比，這類低滲油藏具有縱向非均質性強、鉆桿地層測試(DST)產能高的特點。海上油田多采用“少井高產”開發(fā)策略，對低滲儲層的開發(fā)相對較少，因此，準確評價該類儲層的產能是其開發(fā)動用的關鍵。

目前，油井產能預測的方法[1-10]主要包括公式法、統(tǒng)計分析法以及智能算法等。這些方法具有很強的區(qū)域性，預測精度取決于測試樣本的代表性和覆蓋面。恩平凹陷低滲儲層縱向非均質性強，測井解釋平均滲透率與試井解釋滲透率差異大，利用已有產能預測方法預測效果較差，難以滿足海上勘探開發(fā)需求。

根據縱向強非均質性低滲油藏特征，提出分段產能評價方法。首先，建立層內縱向強非均質性油藏滲流正演模型，分析不同滲透率級差對產能的影響；然后，根據縱向滲透率級差對儲層進行分段測井解釋，再根據不同滲透率級別下流度與比采油指數的關系計算各段產能；最后，采用水電相似原理并聯(lián)求解油藏產能。

1 概況

M油藏為恩平凹陷恩平20A油田的主力油藏，為三角洲前緣河口壩沉積，儲層巖性以細砂巖為主，儲層局部鈣質膠結發(fā)育，測井解釋平均孔隙度為20.0%，平均滲透率為37×10-3μm2，整體屬于中孔、低滲儲層。

對探井EP20A-1在M油藏進行了DST測試，射孔井段為1 737.2～1 753.5 m，射孔厚度16.3 m，有效厚度8.9 m，在油嘴直徑為19.05 mm下自噴求產，測試折算穩(wěn)定日產油為245.8 m3，比采油指數為8.71 m3/(d·MPa·m)，試井解釋有效滲透率為617×10-3μm2。測試產能、試井解釋有效滲透率與測井解釋平均滲透率不符。

儲層受非均質性和各向異性的影響[11]，不同探測尺度條件下獲得的滲透率相差較大，不同尺度滲透率的選取和使用嚴重影響到產能預測精度。同一射孔層段的測井滲透率和測試滲透率絕對數值存在明顯差異，主要原因有以下兩個方面：①探測深度不同，常規(guī)電纜測井徑向探測深度為0.30～2.00 m，微電阻率成像測井深度為厘米級，主要反映沖洗帶和侵入帶地層的滲透性，而DST探測范圍能夠達到1 000 m，反映油藏的整體滲透性[12]；②DST滲透率反映的是測試層段有效產出段平均滲透率，測井滲透率反映的是測試層段有效儲層(儲層參數在有效厚度下限之上)的平均滲透率。上述分析表明，如果直接用測井解釋平均滲透率進行產能預測，預測結果存在較大誤差。

2 機理模型研究

采用油藏數值模擬軟件tNavigator建立不同油藏類型、不同滲透率級差的滲流正演模型，縱向上每個網格為1 m，平面上每個網格為50 m。根據流線分布特征，分析滲透率級差對產能的影響，結果見圖1、圖2(流向井眼流線的疏密程度表示射孔層段內不同滲透率的儲層對產能貢獻的大小)。

圖1 底水油藏不同滲透率級差儲層流線分布特征

圖2 邊水油藏不同滲透率級差儲層流線分布特征

模擬結果表明，當縱向滲透率級差為1時，即為均質儲層，射孔層段內的流線分布均勻，上、下段儲層對產能的貢獻基本相同；當縱向滲透率級差為5時，上部物性較差的儲層段流線零星分布，下部物性較好的儲層段流線密集分布，即射孔層段物性較差的儲層產能被明顯壓制；當縱向滲透率級差為10時，上部物性較差的儲層段流線鮮有分布，射孔層段的產能基本來自物性較好的儲層。這與陳民峰、周延軍等人[13-14]研究的不同開發(fā)層系滲透率級差界限基本一致，即對于邊水油藏或者底水油藏，當滲透率級差大于5時，層內壓制現(xiàn)象比較明顯。

3 分段產能評價方法

針對層內縱向強非均質性油藏，利用流線模擬正演結果，并結合測井曲線形態(tài)及滲透率級差在縱向細分小段評價，建議各小段間滲透率級差大于5。在分段測井解釋結果基礎上，利用不同滲透率級別下流度與比采油指數的關系，求取各小段產量貢獻，再根據水電相似原理，求取油藏綜合產能。

由于不可壓縮流體在地下通過多孔介質流動的微分方程與電荷通過導體材料流動的微分方程之間具有相似性[15-16]，電流與產量相似，層內不同小段產量按并聯(lián)電路處理，總產量等于不同小段的產量之和，即：

(1)

式中：Q為油藏總產量，m3/d；i為小段序號；n為小段總數；qi為第i小段產量，m3/d。

由平面徑向流穩(wěn)定滲流的產量公式[17]可以得到每小段的產量公式(2)：

(2)

式中：Pe為供給壓力，MPa；Pw為井底流壓，MPa；Ki為第i小段滲透率，μm2；hi為第i小段油層厚度，m；μ為地下原油黏度，mPa·s；re為油藏供給半徑，m；rw為井筒半徑，m。

將公式(2)變形，可以得到公式(3)：

(3)

式中：A為流動相關系數，小數；J為比采油指數，m3/(d·MPa·m)。

由公式(3)可知，油藏流度K/μ與比采油指數J呈線形關系。因此，可以根據流度與比采油指數的關系預測油藏產能。

按照儲層物性劃分標準，結合區(qū)域動靜態(tài)資料，繪制油田群不同滲透率級別下儲層流度與比采油指數的關系圖版(圖3)，并建立相應的計算公式，進而確定不同小層的產能。

圖3 不同滲透率級別對應的流度與比采油指數的關系圖版

4 實例應用

根據上述分段產能評價方法，將M油藏縱向劃分為5小段。其中，第1小段與第3小段為低滲層，滲透率分別為4×10-3μm2、39×10-3μm2；第2小段和第4小段為高滲層，滲透率分別為577×10-3μm2、637×10-3μm2；第5小段為中滲層，滲透率為96×10-3μm2。按照不同滲透率級別下流度與比采油指數關系圖版對各段進行產能預測，結果見表1。

表1 M油藏分段測井解釋結果與產能預測

由表1可知，M油藏第1小段與第3小段低滲層對油藏產能的貢獻不足1.0%，第5小段中滲層對產能的貢獻為5.5%，第2小段與第4小段高滲層對產能的貢獻占比超過90%。因此，對于層內縱向強非均質性低滲油藏，縱向甜點段為產能的主要來源，該段的測井解釋結果與試井解釋滲透率也基本一致。

為進一步驗證分段產能評價結果的準確性，將測井解釋平均滲透率產能預測、分段產能預測與DST測試產量進行對比。結果表明，在相同生產壓差下，M油藏DST測試產能為245.8 m3/d，測井解釋平均滲透率評價產能僅5.8 m3/d，約是實測產能的2.4%；而分段產能評價方法預測產能為300.6 m3/d，是實際測試產能的1.2倍，有效地提高了預測精度。

5 結論及建議

對于層內縱向強非均質性低滲油藏，測井解釋平均滲透率反映的是儲層的平均滲透率，直接采用測井解釋平均滲透率進行產能預測導致預測結果偏低，采用分段產能評價方法進行精細產能評價，能夠有效提高該類油藏產能預測精度。考慮層內壓制現(xiàn)象，采用分段產能評價方法時建議不同小段間縱向滲透率級差大于5。