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      基于超低滲透儲層分類的油層產(chǎn)能預測方法研究與應用

      2013-11-04 06:43:52程玉梅中石油長慶油田分公司勘探部陜西西安710018
      石油天然氣學報 2013年1期
      關鍵詞:試油井區(qū)油層

      程玉梅(中石油長慶油田分公司勘探部,陜西 西安 710018)

      李高仁,湯宏平(中石油長慶油田分公司勘探開發(fā)研究院,陜西 西安 710018)

      趙興,李海龍,林忠霞(中國石油測井有限公司長慶事業(yè)部,陜西 西安 710201)

      鄂爾多斯盆地中生界三疊系延長組長6~8油層組儲層孔隙度主要分布在8%~12%,滲透率主要分布在0.1~1.5mD,屬于典型的超低滲透儲層。儲層縱向非均質(zhì)性強,影響產(chǎn)能的因素很多,不同類型儲層產(chǎn)能變化大,存在較多測井解釋為致密油層、干層,試油獲得工業(yè)油流,或解釋為油層,試油為低產(chǎn)的現(xiàn)象,產(chǎn)能預測難度大。因此,建立有效的油層試油產(chǎn)能預測方法對油藏快速評價具有十分重要的意義。針對該問題,筆者基于超低滲透儲層的分類評價標準的建立,創(chuàng)新引入加權儲能系數(shù)建立超低滲透儲層產(chǎn)能預測方法,通過現(xiàn)場應用,效果良好,為油藏富集區(qū)優(yōu)選和快速建產(chǎn)提供依據(jù)。

      1 分類參數(shù)選取

      基于超低滲透儲層孔隙結(jié)構(gòu)的評價,從油氣的成藏能力、儲層的儲集能力和滲油能力出發(fā),優(yōu)選含油孔隙體積、可動流體飽和度、峰點喉道半徑、油相滲透率為儲層分類參數(shù),這些參數(shù)主要從4個方面表現(xiàn)超低滲透儲層的特征。

      1)含油孔隙體積 表征超低滲儲層儲集空間的有效性,扣除了不被原油占據(jù)的那部分孔隙空間,注重儲層的有效性評價。最大有效含油體積計算公式為:

      式中:eo 為儲層最大有效含油體積,%;為巖心分析孔隙度,%;So為含油飽和度,1;Swi為束縛水飽和度,1。

      圖1為8口井的密閉取心資料作的分析孔隙度有效含油體積的交會圖,圖1中A 族為高充注高飽和度油藏,B族為低充注低飽和度油藏。相同孔隙空間時,高充注高飽和油藏含油體積較大,壓裂試油產(chǎn)量較高,低充注低飽和度油藏的含油體積相對較小,壓裂試油產(chǎn)量相對較低。

      2)可動流體飽和度 表述非平衡鉆井條件下儲層存在鉆井液侵入的這一現(xiàn)象,強調(diào)了孔隙空間中流體的可動用程度。利用核磁共振測井資料可以準確的確定儲層地可動流體飽和度。利用常規(guī)測井資料可以確定沖洗帶含水孔隙度與原狀地層含水孔隙度[1],從而也可以確定儲層可動流體飽和度。從圖2可以看出,由核磁共振測井確定的儲層可動流體飽和度與單位厚度日產(chǎn)油量相關性較好。一般情況下,隨可動流體飽和度均值的增大,油層的產(chǎn)量增大,可動流體飽和度對油層的產(chǎn)油能力有一定的控制作用。

      圖1 X地區(qū)總孔隙度與含油孔隙度關系圖

      圖2 單位厚度日產(chǎn)液量與核磁共振可動流體飽和度關系圖版

      3)峰點喉道半徑 指單位壓差下最大進汞量處的喉道半徑,代表油氣成藏的難易程度,油氣只有突破該點,才能成為有效儲層,體現(xiàn)了儲層中油氣聚集成藏的能力。峰點喉道半徑通過壓汞資料的進汞飽和度與壓力之商為縱坐標,進汞飽和度為橫坐標,繪制成圖得到的雙曲線頂點對應的孔隙半徑為峰點喉道半徑[2](rapex)。由研究區(qū)15口井38個樣品點的壓汞資料求取峰點喉道半徑(圖3),可以得到峰點喉道半徑與滲透率的經(jīng)驗公式為:

      式中:rapex為峰點喉道半徑,μm;K為氣測滲透率,mD;R為相關系數(shù)。

      4)油相滲透率 相滲透率由非穩(wěn)態(tài)法油水相對滲透率分析得到,它反映了巖石-流體間相互作用的動態(tài)特性[3]。應用研究區(qū)長6油層組的12塊樣品的氣測滲透率與油相滲透率擬合得到的估算公式為(圖4):

      式中:Ko為油相滲透率,mD。

      圖3 峰點喉道半徑與滲透率關系圖

      圖4 油相滲透率與氣測滲透率關系圖

      2 儲層綜合分類標準的建立

      由于儲層強非均質(zhì)性的影響,同一砂體單元中不同物性、電性的小層對儲層產(chǎn)能的貢獻權值不同,要準確預測儲層產(chǎn)能,首先要開展儲層精細分類,確定同一砂體單元不同類儲層對產(chǎn)能的貢獻權值。研究中利用數(shù)據(jù)分析軟件SPSS的聚類分析模塊,結(jié)合優(yōu)選的超低滲透儲層特征參數(shù)、測井響應特征與試油結(jié)果,將研究區(qū)有效儲層綜合分為3類(圖5、表1),各類儲層特征如下:

      表1 X油田長6油層組分類標準

      1)Ⅰ類儲層為同一砂體單元中最好的儲層,以低孔特低滲到超低滲的中、細喉型細粒巖屑長石砂巖為主,發(fā)育溶孔、粒間孔,對儲層產(chǎn)能貢獻最大;

      2)Ⅱ類儲層為同一砂體單元中較好的儲層,以低孔超低滲細喉細粒巖屑長石砂巖為主,發(fā)育溶孔-粒間孔,部分發(fā)育微孔隙,對儲層產(chǎn)能貢獻次之;

      3)Ⅲ類儲層為相對較差的儲層,以超低滲到致密的細、微細喉的粉砂-細粒巖屑長石砂巖為主,發(fā)育微孔隙,對儲層產(chǎn)能貢獻較小。如圖5所示,根據(jù)計算的儲層特征參數(shù)與表1的儲層分類標準,將X井長6油層組的53號、54號、56號層分為Ⅰ類儲層,55號層分為Ⅲ類儲層。

      3 加權儲能系數(shù)產(chǎn)能預測方法

      低滲透儲層的產(chǎn)能影響因素很多,歸納起來有:①儲層的品質(zhì),包括儲層的巖性、物性、含油性、電性、地層壓力等;②儲集空間中流體性質(zhì),主要為原油的黏度、氣油比、流體的類型;③外在因素,主要包括鉆井、井下作業(yè)對儲層的污染情況、射孔的完善程度、酸化壓裂規(guī)模的大小等。儲層產(chǎn)能是這些因素共同作用的結(jié)果。另外,測井資料獲得的儲層參數(shù)僅僅是靜態(tài)的參數(shù),并沒有考慮到鉆井、完井、改造的規(guī)模和類型等因素,因此利用測井資料預測產(chǎn)能有一定的不確定性和難度。如果不考慮其他因素或者條件近似的情況下,儲層的自身特征將對儲層的產(chǎn)能高低起決定作用。筆者以鄂爾多斯盆地某油田長6油層組為例,基于儲層分類建立超低滲透儲層產(chǎn)能預測模型。

      3.1 加權儲能系數(shù)產(chǎn)能預測模型的建立

      儲能系數(shù)反映了某一井點的含油富集程度,是預測油井產(chǎn)能的重要參數(shù),與地層系數(shù)相比,更能反映低滲透油層壓裂試油產(chǎn)能[4]。研究中針對某油田長6油層組孔隙結(jié)構(gòu)復雜、非均質(zhì)性強、油水關系相對簡單、砂巖整體含油的特點,在儲層精細分類的基礎上,與壓裂試油產(chǎn)量結(jié)合求取每類小層對儲層產(chǎn)能的貢獻值,建立加權儲能系數(shù)產(chǎn)能預測模型。加權儲能系數(shù)產(chǎn)能預測方法的思路:在測井精細解釋的基礎上,視同一砂體單元不同小層對產(chǎn)能貢獻的大小不同,按照表1的儲層分類標準對同一砂體單元精細分類,縱向上分段、分類劃分儲層(圖5),然后確定每個小層的儲能系數(shù),進而確定不同類儲層對產(chǎn)能的權重。應用求取的不同類型儲層權重與儲能系數(shù),可以確定目的層段的累計產(chǎn)能。因此,測井產(chǎn)能預測主要考慮以下3個關鍵參數(shù):①各貢獻層分類級別(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類);②精細解釋小層儲能系數(shù);③不同級別小層對產(chǎn)能的貢獻率(權重)。產(chǎn)能預測回歸公式如下:

      式中:Sj為第j類儲層儲能系數(shù);為第i個小層孔隙度,1;Soi為第i個小層含油飽和度,1;Hi為第i個小層的有效厚度,m;Q為儲層的預測產(chǎn)能,t/d;Aj為第j類儲層的儲能系數(shù)的加權值。

      根據(jù)上述思路和方法,對某油田31口試油井的長6油層組按照儲層分類標準對儲層進行分類,利用試油資料(樣品數(shù)31)進行標定,應用多元線性回歸并經(jīng)過歸一化處理得到壓裂試油產(chǎn)能預測公式為:

      式中:SⅠ、SⅡ、SⅢ分別為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類儲層儲能系數(shù)和。

      從式(6)可以看出:Ⅰ類儲層的儲能系數(shù)加權值為0.46,對產(chǎn)能的貢獻率為46%;Ⅱ類儲層的儲能系數(shù)加權值為0.30,對產(chǎn)能的貢獻率為30%;Ⅲ類儲層的儲能系數(shù)加權值為0.24,對產(chǎn)能的貢獻率為24%,儲能系數(shù)大的儲層對產(chǎn)能貢獻較大。利用某油田長6油層組已試油井對上述產(chǎn)能預測模型進行驗證,從圖6可以看出,預測產(chǎn)能與實際產(chǎn)能相關性很好,隨產(chǎn)量增加,誤差呈發(fā)散性分布在45°線兩側(cè),模型符合率達到81.8%,能滿足產(chǎn)能預測的要求。

      圖6 某油田長6油層組產(chǎn)能預測驗證圖

      3.2 應用效果

      將表1的儲層分類標準與線性回歸公式利用Fortran語言編寫成軟件PORQ 掛接于Forward.NET測井解釋平臺上,實現(xiàn)了儲層壓裂試油產(chǎn)能的快速預測,產(chǎn)能預測精度較高。統(tǒng)計某油田64口探井、評價井長6段64個試油層,預測符合55層,產(chǎn)能分級預測符合率為85.94%,實現(xiàn)了油井產(chǎn)能快速預測。

      在某油田規(guī)模建設區(qū)推廣應用加權儲能系數(shù)產(chǎn)能預測技術,在單井產(chǎn)能預測的基礎上進行了平面產(chǎn)能分布評價,優(yōu)選了6 個產(chǎn)建目標區(qū),分別為Y414-Y284井區(qū)、B209井區(qū)、B155井區(qū)、B256井區(qū)、B239井區(qū)和B216井區(qū);優(yōu)選了4 個后備產(chǎn)建目標區(qū),分別為B462 井區(qū)、B194 井區(qū)、B423 井區(qū)和S156井區(qū);優(yōu)選了6個產(chǎn)建潛力區(qū),分別為W58井區(qū)、W61井區(qū)、B117井區(qū)、S138井區(qū)、S111井區(qū)及L72井區(qū)。儲層產(chǎn)能的平面分布避免了低產(chǎn)低效井的出現(xiàn),有效指導了產(chǎn)建整體部署和快速高效開發(fā),降低了產(chǎn)建風險。

      4 結(jié) 論

      1)非均質(zhì)性強的儲層,同一砂體單元不同類型的小層對儲層的產(chǎn)能貢獻權重不同,基于儲層精細分類標準的建立,并引入加權儲能系數(shù)建立的測井產(chǎn)能預測方法能滿足超低滲透砂巖儲層的壓裂試油產(chǎn)能預測需求,實現(xiàn)了油井產(chǎn)能快速預測,應用效果良好。

      2)準確、快速的測井產(chǎn)能預測能為試油層位與射孔井段的優(yōu)選,為油田產(chǎn)能建設富集區(qū)的優(yōu)選提供測井技術支持。

      [1]陸大衛(wèi),施振飛.中國石油學會第十四屆測井年會論文集 [M].北京:石油工業(yè)出版社,2006.

      [2]林景曄.砂巖儲集層孔隙結(jié)構(gòu)與油氣運聚的關系 [J].石油學報,2004,25(1):44~47.

      [3]何更生.油層物理 [M].北京:石油工業(yè)出版社,1999.

      [4]李少發(fā).儲能系數(shù)在低滲透油藏開發(fā)中的應用 [J].低滲透油氣田,1999,3(4):31~33.

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