石西油田石炭系裂縫性底水油藏單井含水上升規(guī)律研究

馮國慶，蘇蓓蓓 （“油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程”國家重點(diǎn)實(shí)驗室·西南石油大學(xué)，四川成都610500）

王 宇 （西南油氣田分公司安全環(huán)保與技術(shù)監(jiān)督研究院，四川成都610041）

張春光 （新疆油田分公司石西作業(yè)區(qū)地質(zhì)所，新疆克拉瑪依834000）

石西油田石炭系裂縫性底水油藏單井含水上升規(guī)律研究

馮國慶，蘇蓓蓓 （“油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程”國家重點(diǎn)實(shí)驗室·西南石油大學(xué)，四川成都610500）

王 宇 （西南油氣田分公司安全環(huán)保與技術(shù)監(jiān)督研究院，四川成都610041）

張春光 （新疆油田分公司石西作業(yè)區(qū)地質(zhì)所，新疆克拉瑪依834000）

根據(jù)已知的實(shí)際生產(chǎn)動態(tài)數(shù)據(jù)，利用線性回歸的方法找出最適合石西油田石炭系火山巖油藏的含水變化規(guī)律，并通過油藏的含水率變化特征以及含水上升規(guī)律得到單井含水率與累計產(chǎn)量的半對數(shù)關(guān)系，進(jìn)而將單井含水上升類型歸納總結(jié)為反“Z”型、斜坡型、脈動型、臺階型和復(fù)合型5類，最后對石炭系火山巖油藏單井含水變化特征進(jìn)行統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)單井含水上升形態(tài)呈現(xiàn)多樣性，其中反“Z”型和斜坡型是石炭系油藏單井含水上升的主要類型。

石西油田；火山巖；裂縫性油藏；含水變化規(guī)律；含水上升類型

石西油田位于準(zhǔn)噶爾盆地腹部古爾班通古特沙漠之中，在克拉瑪依市正東方向約140km處，區(qū)域構(gòu)造位置處于準(zhǔn)噶爾盆地腹部陸梁隆起南部陸南凸起的中段，北鄰石南凹陷，南與盆1井凹陷相連，具有二面臨凹的有利地質(zhì)條件［1］。石西油田石炭系油藏1995年8月投入開發(fā)，1996年12月以前為產(chǎn)量上升階段；1996年12月至1998年12月為高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)階段；1999年1月至1999年8月為快速遞減階段；1999年9月開始進(jìn)入緩慢遞減階段；但2002年遞減率又有所增大，平均水平自然遞減、水平綜合遞減分別為19．6%和24．7%。目前石炭系油藏油井全部含水，平均含水上升率13．6%。從歷年含水上升率變化情況看，油藏含水上升率在2001年以前是逐漸降低的，但2002年又有所抬頭，由2001年的4．8%上升至2002年的8．4%，上升了3．6個百分點(diǎn)。含水上升井相對集中在東區(qū)潛山頂部附近，尤其是水平井的含水上升較明顯。含水的不斷上升必然會影響油田一些有關(guān)的開發(fā)技術(shù)政策，給油田開發(fā)帶來一系列的技術(shù)問題。因此，研究含水上升規(guī)律，根據(jù)含水上升特點(diǎn)控制或延緩含水上升速度，對保持油田穩(wěn)產(chǎn)，減少開采成本非常重要。

1 含水變化規(guī)律的確定

油田的含水變化規(guī)律表述形式見表1［2，3］。

表1 油田的含水變化規(guī)律表述形式

根據(jù)已知的實(shí)際生產(chǎn)動態(tài)數(shù)據(jù)，分別按表1所述的7種形式進(jìn)行線性回歸［4］，求出系數(shù)A和B，然后根據(jù)以下2個原則找出最適合油田的含水變化規(guī)律：①用相關(guān)系數(shù)篩選出幾種含水變化規(guī)律，然后選出相關(guān)系數(shù)較高的幾種規(guī)律作為候選；②石炭系油藏的標(biāo)定采收率為0．13，將含水率fw＝0．98代入選出的幾種含水變化規(guī)律中，求出相應(yīng)的采出程度ER，然后判斷哪一規(guī)律的ER最接近油田的標(biāo)定采收率［5］，就選用該含水變化規(guī)律預(yù)測以后的開發(fā)指標(biāo)。

根據(jù)石炭系油藏的實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)，對以上7種含水變化規(guī)律進(jìn)行篩選，序號為2、4、6、7的含水是相關(guān)系數(shù)較高的，再將fw＝0．98分別代入這4個式子，用ER＝0．13進(jìn)行判斷，最后得出序號為2的含水變化規(guī)律為石炭系油藏的含水變化規(guī)律。

2 含水上升類型劃分

2．1 單井含水上升規(guī)律研究

根據(jù)含水變化規(guī)律的分析可知，石炭系油藏最符合的含水變化規(guī)律是lgR＝A＋Bfw，石炭系油藏單井含水上升規(guī)律與油藏的含水上升規(guī)律相類似。因此，可以運(yùn)用該規(guī)律對單井的含水上升類型［6］進(jìn)行劃分，它可以改寫為下式：

令a＝C－DlgN，b＝D，可得：

式中，Np為油藏累計產(chǎn)油量，104t；N為油藏地質(zhì)儲量，104t；C、D、a、b為待定系數(shù)、直線斜率或截距。

在含水上升階段，可以用式（2）表示含水與累計產(chǎn)量的關(guān)系。時間i與i＋1時含水與累計產(chǎn)量的關(guān)系式表示如下：

將式（3）、（4）相減，可得：

式中，fw（i）、fw（i＋1）為時間i與i＋1時含水率，%；Np（i）、Np（i＋1）為時間i與i＋1時累計產(chǎn)量，104t。

由式（5）可知，單井含水率的上升和累計產(chǎn)量呈半對數(shù)關(guān)系。系數(shù)b表示了油藏含水上升階段的累計產(chǎn)量含水上升率，根據(jù)系數(shù)b的實(shí)際情況可將單井含水上升的類型進(jìn)行分類。

2．2 單井含水上升類型劃分

圖1 SH1013井累計產(chǎn)量與含水率的半對數(shù)關(guān)系

作出單井累計產(chǎn)量與含水率的半對數(shù)關(guān)系圖，從含水上升直線段的斜率、條數(shù)以及波動情況，結(jié)合油井生產(chǎn)動態(tài)資料分析，將石炭系油藏單井含水變化特征歸納總結(jié)為反“Z”型、斜坡型、脈動型、臺階型和復(fù)合型5類。

1）反“Z”型 這種類型的油井底水突破［7］后，含水迅速上升到80%以上，中含水階段很短，產(chǎn)量快速下降。從累計產(chǎn)量含水上升率來看，上升階段呈直線，一般值在5以上。圖1為該類型井SH1013井的含水上升特征，具有很明顯的反“Z”形態(tài)。

圖2 SHW08井累計產(chǎn)量與含水率的半對數(shù)關(guān)系

2）斜坡型 這種類型油井與一般孔隙型油藏油井見水后含水上升特征類似，底水突破后含水上升平緩，一般為自然投產(chǎn)井，縱向上各段儲層發(fā)育程度均勻，見水后沿著生產(chǎn)層段逐步上升，而且由于生產(chǎn)層段下部存在比較致密的隔層，含水上升速度比較緩慢；同時由于油水密度的差異，有的甚至還會出現(xiàn)含水率略有下降的現(xiàn)象。該類井累計產(chǎn)量含水上升率一般小于5，低可至0．6。

3）脈動型 這類油井含水生產(chǎn)一段時間后含水率下降至低含水，在低含水階段生產(chǎn)一定時間后含水率又出現(xiàn)上升，含水在10%～60%之間波動較大。該井含水先上升，后下降，然后再上升又下降，含水處于波動狀態(tài)。

4）臺階型 這類油井見水后生產(chǎn)短時間內(nèi)含水即上升至20%～40%，之后含水穩(wěn)定；再生產(chǎn)一段時間后含水快速上升至60%以上，油井含水生產(chǎn)時間較長，在含水生產(chǎn)期出現(xiàn)一個或多個臺階狀。如圖2所示的石炭系油藏SHW08油井見水后含水呈臺階式上升，有3個臺階。

5）復(fù)合型 由于經(jīng)常采取酸化、酸壓和補(bǔ)孔等措施，有一些油井的含水變化不僅表現(xiàn)出1種類型，而是2種甚至3種類型，如SH1125井（圖3）。

根據(jù)對石炭系油藏單井的含水上升類型的分析，可知單井含水上升類型主要是由累計產(chǎn)量含水上升率的大小、上升段的條數(shù)以及波動情況等來劃分的，具體劃分標(biāo)準(zhǔn)見表2。

圖3 SH1125井累計產(chǎn)量與含水率的半對數(shù)關(guān)系

表2 含水上升類型判斷標(biāo)準(zhǔn)

3 含水上升類型分布

對石炭系火山巖油藏單井含水變化特征進(jìn)行統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)單井含水上升形態(tài)呈現(xiàn)多樣性，其中反“Z”型和斜坡型是石炭系油藏單井含水上升的主要類型，分別為24口和12口井，合計比例達(dá)到65．5%。石炭系含水變化主要是因為火山巖儲層裂縫非常發(fā)育，大部分裂縫產(chǎn)狀較陡，裂縫傾角主要在60～80°之間，低角度縫極少，屬高角度縫和垂直縫，底水首先沿著最短距離的裂縫迅速向井底推進(jìn)，造成突發(fā)性見水，油井的含水上升速度取決于突破的裂縫系統(tǒng)的滲流能力，火山巖油藏儲層發(fā)育的非均質(zhì)性［8］導(dǎo)致油井見水后含水的變化十分復(fù)雜。從石炭系單井含水上升類型平面分布圖（圖4）可以看出，含水上升類型與油井所處位置有很大關(guān)系，脈動型主要分布在東部～西南部潛山的連接帶，該區(qū)域有不穩(wěn)定隔層存在，所以造成含水上升波動。

圖4 石炭系油藏含水上升特征類型平面分布圖

4 結(jié)論

1）根據(jù)含水上升規(guī)律的分析，石炭系油藏最符合的含水上升規(guī)律是：lgR＝A＋Bfw。

2）根據(jù)單井含水率與累計產(chǎn)量的半對數(shù)關(guān)系圖，將石炭系油藏單井含水變化特征歸納總結(jié)為反“Z”型、斜坡型、脈動型、臺階型和復(fù)合型5類。

3）石炭系火山巖油藏單井含水上升形態(tài)呈現(xiàn)多樣性，其中反“Z”型和斜坡型是石炭系油藏含水上升的主要類型。

［1］張進(jìn)鐸，王兆峰，趙建章，等．準(zhǔn)噶爾盆地石西油田火成巖儲層特征及其油氣成藏規(guī)律研究［J］．天然氣勘探與開發(fā)，2010，33（1）：1～6．

［2］劉瑛，高文君．水驅(qū)特征曲線方法系統(tǒng)分類研究［J］．新疆石油地質(zhì)，2007，28（5）：618～621．

［3］姜漢橋，姚軍，姜瑞忠．油藏工程原理與方法［M］．北京：石油大學(xué)出版社，2003．76～77．

［4］吳國柱．線性回歸方程在實(shí)驗教學(xué)中的應(yīng)用［J］．河北化工，2007，30（11）：45．

［5］李傳亮．油藏工程原理［M］．北京：石油工業(yè)出版社，2005．133～151．

［6］于家義，袁昭，楊立恒．鄯善油田含水上升類型及分類控水對策研究［J］．低滲透油氣田，1999，4（2）：48～51．

［7］唐人選．底水油藏水錐動態(tài)模擬及見水時間預(yù)測［J］．新疆石油地質(zhì)，2003，24（6）：572～573．

［8］牛榮寶，潘紅芳．火山巖油藏儲層特征及開發(fā)對策［J］．吐哈油氣，2008，13（3）：278～292．

［編輯］ 蕭 雨

TE32

A

1000－9752（2012）06－0123－04

2011－12－13

馮國慶（1974－），男，1995年大學(xué)畢業(yè)，博士，副教授，現(xiàn)主要從事油藏描述和油藏數(shù)值模擬研究。