靖邊油田青陽(yáng)岔區(qū)塊長(zhǎng)6油藏油井生產(chǎn)能力評(píng)價(jià)及預(yù)測(cè)

劉玲 云電江 周冕 劉杰 舒幸寧 強(qiáng)少雄 賀震

1. 延長(zhǎng)油田股份有限公司勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)研究中心 陜西 延安 716000 2. 延長(zhǎng)油田股份有限公司靖邊采油廠(chǎng) 陜西 榆林 718500

靖邊油田青陽(yáng)岔區(qū)位于陜西省榆林市靖邊縣境內(nèi)，其構(gòu)造位置屬于鄂爾多斯盆地陜北斜坡中部，研究區(qū)主力生產(chǎn)層位為長(zhǎng)2、長(zhǎng)4+5和長(zhǎng)6油藏。長(zhǎng)6油藏屬于三角洲平原沉積亞相，儲(chǔ)層巖性以長(zhǎng)石砂巖為主，平均埋深1350，孔滲條件較好。但是研究區(qū)長(zhǎng)6油藏在生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)物性、電性差不多的油井在求產(chǎn)過(guò)程中各油井產(chǎn)量差別較大，含水率也參差不齊，為有效指導(dǎo)生產(chǎn)，亟需對(duì)該區(qū)長(zhǎng)6儲(chǔ)層完鉆的生產(chǎn)井進(jìn)行產(chǎn)能評(píng)價(jià)，以節(jié)約投資，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化。

油藏的儲(chǔ)層評(píng)價(jià)在生產(chǎn)中主要針對(duì)儲(chǔ)層流體的性質(zhì)和儲(chǔ)層的產(chǎn)量?jī)煞矫孢M(jìn)行評(píng)價(jià)。長(zhǎng)期以來(lái)我們首先關(guān)注的是儲(chǔ)層的含油性，因此含油飽和度的大小常常被認(rèn)為是判別油氣層的主要尺度，甚至是唯一尺度。事實(shí)上任何油藏的含油飽和度都達(dá)不到100%，但是在油藏的生產(chǎn)過(guò)程中，部分儲(chǔ)層的產(chǎn)量卻能達(dá)到含水率為零。因此我們?cè)趯?duì)儲(chǔ)層進(jìn)行生產(chǎn)能力評(píng)價(jià)的時(shí)候不能只參考含油飽和度這一個(gè)靜態(tài)參數(shù)，還要考慮儲(chǔ)層的孔滲參數(shù)和滲流的動(dòng)態(tài)規(guī)律。因此我們?cè)u(píng)價(jià)油氣層必須建立在油藏物理學(xué)的基礎(chǔ)上，把測(cè)井學(xué)、油藏物理學(xué)和滲流力學(xué)結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)油氣層的評(píng)價(jià)即產(chǎn)能評(píng)價(jià)。

1 流體滲流特征

通常情況下，地層產(chǎn)出流體的動(dòng)態(tài)規(guī)律，主要服從于多項(xiàng)流體在多孔介質(zhì)微觀(guān)孔隙中的分布及滲流特性[1，2]。根據(jù)這一規(guī)律，地層所產(chǎn)流體的性質(zhì)主要取決于油水在孔隙中的流動(dòng)能力，即遵從達(dá)西定律[2，3]。

對(duì)于水平狀儲(chǔ)層，油水各相分流量可表示為：

式中：QO、Qw—分別表示油水的分流量，m3；

KO、Kw—分別表示油水的有效滲透率，um2；

μO(píng)、μw—分別為油水的黏度，mPa.s

A—為滲流截面面積，cm2

由上述公式可見(jiàn)含油性好的儲(chǔ)層在生產(chǎn)過(guò)程中含水率的多少由油水兩相各自的有效滲透率決定。為了更好的了解青陽(yáng)岔區(qū)塊長(zhǎng)6儲(chǔ)層油水兩相流體的流動(dòng)過(guò)程和相對(duì)流動(dòng)能力，根據(jù)前人研究成果往往采用相對(duì)滲透率來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)。即：

式中Krw、Kro—分別表示水和油的相對(duì)滲透率。

對(duì)于油水共滲體系，地層的產(chǎn)水率Fw可以由上式進(jìn)一步推導(dǎo)為：

對(duì)于青陽(yáng)岔區(qū)塊長(zhǎng)6儲(chǔ)層油水共滲體系，根據(jù)它們各自的滲透率變化，則可以建立評(píng)價(jià)油水層的概念模型。

（1）當(dāng)儲(chǔ)層中水的Krw趨于0，而油的Kro趨于1，這時(shí)地層內(nèi)部孔隙流體的物理狀態(tài)為：水以束縛水形式分布于儲(chǔ)層中不易流動(dòng)[4-6]，油則主要分布在結(jié)構(gòu)較好的孔道或孔道內(nèi)流動(dòng)阻力較小的部位，形成只有油流動(dòng)而水不能流動(dòng)的狀態(tài)[4-6]。根據(jù)上式，則Qw趨于0，F(xiàn)w趨于0，表明儲(chǔ)層只產(chǎn)油，不產(chǎn)水，屬于油層。

（2）若儲(chǔ)層中油的Kro趨于0，而水的Krw趨于，這時(shí)地層的儲(chǔ)集空間或者被水完全充滿(mǎn)（不含油），或者只有處于孤立狀態(tài)的殘余油，形成只有水能夠流動(dòng)的物理狀態(tài)[4]。根據(jù)上式，則Qo趨于0，F(xiàn)w=1，表明儲(chǔ)層只產(chǎn)水，不產(chǎn)油，屬于水層。

（3）若0＜（Kro，Krw）＜1，或0＜（Kro，Krw）＜K，即Sw＞Swb，Swm＞0，同理可導(dǎo)出Qw＞0，Qo＞0，也即Fw＞0，F(xiàn)o＞0，顯然屬于油水同層的情況。

2 生產(chǎn)能力評(píng)價(jià)模式

根據(jù)以上原理，可建立兩種評(píng)價(jià)模式：一是分析產(chǎn)層Sw與Swi關(guān)系的可動(dòng)水分析法；二是通過(guò)計(jì)算儲(chǔ)層的產(chǎn)水率定量平均儲(chǔ)層的生產(chǎn)能力。

2.1 可動(dòng)水分析法

我國(guó)著名測(cè)井專(zhuān)家曾文沖提出應(yīng)用可動(dòng)水分析法與相對(duì)滲透率分析法來(lái)評(píng)價(jià)油水層的解釋理論和方法[7]。跟據(jù)曾文沖的研究成果對(duì)于青陽(yáng)岔區(qū)長(zhǎng)6儲(chǔ)層油水共滲體系，可建立以下概念模型：

（1）油層：當(dāng)儲(chǔ)層中Sw=Swb，Swm=0，無(wú)可動(dòng)水時(shí)，則Krw=0，Kro→1，儲(chǔ)層只產(chǎn)油，不出水。

（2）油水同層：當(dāng)儲(chǔ)層中Sw＞Swb，Swm＞0，有可動(dòng)水時(shí)，則0＜Krw＜1，0＜Kro＜1，地層既產(chǎn)油，又產(chǎn)水。

（3）水層：當(dāng)儲(chǔ)層中Sw＞＞Swb，Swm→1，So≈Sor，即地層中不含油或只含殘余油而無(wú)有可動(dòng)油時(shí)，則Krw→1，Kro→0，地層不產(chǎn)油，只產(chǎn)水。

可動(dòng)水分析法的關(guān)鍵是求取有關(guān)含水飽和度參數(shù)：地層含水飽和度Sw，束縛水飽和度Swb，可動(dòng)水飽和度Swm；含油飽和度So，殘余油飽和度Sor，可動(dòng)油飽和度Som。

含水飽和度：主要采用阿爾奇公式及印度尼西亞公式。

含油飽和度：So=1-Sw。

殘余油飽和度：Sor=1-Sxo

可動(dòng)油飽和度：Som=Sxo-Sw

可動(dòng)水飽和度：Swm=Sw-Swb

在評(píng)價(jià)油氣層生產(chǎn)能力時(shí)，可動(dòng)油飽和度Smo是一個(gè)十分重要的參數(shù)[8]。一般認(rèn)為沖洗帶內(nèi)的油是不可動(dòng)的殘余油，因此沖洗帶內(nèi)的含水飽和度Sxo與原狀地層含水飽和度Sw的差值，為可動(dòng)油飽和度Som[8]。

束縛水飽和度：本次研究通過(guò)青陽(yáng)岔區(qū)密閉取心資料的水驅(qū)油實(shí)驗(yàn)所得束縛水飽和度與測(cè)井解釋有效孔隙度、泥質(zhì)含量分別建立回歸關(guān)系，通過(guò)公式可用于解釋其他井的束縛水飽和度。

利用以上解釋方法，對(duì)研究區(qū)198口井進(jìn)行了解釋?zhuān)C合解釋了儲(chǔ)層含水飽和度、束縛水飽和度、可動(dòng)水飽和度、殘余油飽和度、可動(dòng)油飽和度，并根據(jù)流體識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)對(duì)產(chǎn)層性質(zhì)進(jìn)行了解釋?zhuān)瑘D1。

圖1 靖邊油田青陽(yáng)岔區(qū)X井長(zhǎng)6儲(chǔ)層可動(dòng)水法解釋產(chǎn)層性質(zhì)成果圖

通過(guò)與測(cè)試資料井的對(duì)比，本次解釋結(jié)論與測(cè)試結(jié)論吻合率為92%。在92口井126個(gè)測(cè)試層中，10個(gè)測(cè)試層不吻合。

2.2 相滲法產(chǎn)水率計(jì)算

利用測(cè)井資料直接計(jì)算油水相對(duì)滲透率與產(chǎn)水率，目的在于實(shí)現(xiàn)對(duì)地層不同性質(zhì)產(chǎn)液由定性描述進(jìn)入定量描述[1]。其解釋過(guò)程為：通過(guò)測(cè)井信息的還原求解出反映儲(chǔ)層油水相對(duì)滲透能力的相對(duì)滲透率（Krw和Kro），并進(jìn)一步求出產(chǎn)層的產(chǎn)水率，最終以產(chǎn)水率這一動(dòng)態(tài)參數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)地層產(chǎn)液性質(zhì)、層間與層內(nèi)油水分布的定量描述。因此這一方法的關(guān)鍵是如何利用測(cè)井資料直接求解地層的束縛水飽和度、相對(duì)滲透率系列參數(shù)。產(chǎn)水率解釋模型為：

通過(guò)已計(jì)算的含水飽和度、束縛水飽和度及原油粘度等參數(shù)，采用以上模型可對(duì)研究區(qū)進(jìn)行產(chǎn)水率計(jì)算。利用測(cè)井資料直接計(jì)算油水相對(duì)滲透率與產(chǎn)水率，目的在于實(shí)現(xiàn)對(duì)地層不同性質(zhì)產(chǎn)液由定性描述進(jìn)入定量描述。其解釋過(guò)程為：通過(guò)測(cè)井信息的還原求解出反映儲(chǔ)層油水相對(duì)滲透能力的相對(duì)滲透率（Krw和Kro），并進(jìn)一步求出產(chǎn)層的產(chǎn)水率，最終以產(chǎn)水率這一動(dòng)態(tài)參數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)地層產(chǎn)液性質(zhì)、層間與層內(nèi)油水分布的定量描述。因此這一方法的關(guān)鍵是如何利用測(cè)井資料直接求解地層的束縛水飽和度、相對(duì)滲透率系列參數(shù)。

通過(guò)已計(jì)算的含水飽和度、束縛水飽和度及原油粘度等參數(shù)，采用以上模型對(duì)研究區(qū)198口井進(jìn)行了產(chǎn)水率計(jì)算，圖2。

圖2 靖邊油田青陽(yáng)岔區(qū)X井長(zhǎng)6儲(chǔ)層相對(duì)滲透率法解釋產(chǎn)水率成果示意

3 結(jié)論

1）為了提高儲(chǔ)層投產(chǎn)的成功率，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)產(chǎn)層的含水率，需要掌握油水兩相流體的相對(duì)滲流特征，主要充分利用從測(cè)井資料能得到的參數(shù)進(jìn)行對(duì)儲(chǔ)層滲流特征進(jìn)行定性和定量解釋。

2）通過(guò)區(qū)塊水驅(qū)油試驗(yàn)擬合出束縛水與孔隙度和泥質(zhì)含量的關(guān)系，并通過(guò)阿爾奇公式對(duì)儲(chǔ)層的含水飽和度、束縛水飽和度、可動(dòng)水飽和度、殘余油飽和度、可動(dòng)油飽和度參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)解釋?zhuān)梢詫?duì)儲(chǔ)層性質(zhì)進(jìn)行定性定解釋。

3）通過(guò)相對(duì)滲透率公式推導(dǎo)出儲(chǔ)層的產(chǎn)水率公式，由推導(dǎo)出的每口井的含水飽和度、束縛水飽和度及原油粘度等參數(shù)，最終以產(chǎn)水率這一動(dòng)態(tài)參數(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)層產(chǎn)液性質(zhì)的定量描述。