油水兩相共滲區(qū)面積作為特低滲透油藏儲層評價(jià)參數(shù)的論證

屈雪峰，雷啟鴻，周雯鴿 趙國璽，劉麗麗，劉 毅（低滲透油氣田勘探開發(fā)國家工程實(shí)驗(yàn)室 特低滲透油氣田勘探開發(fā)先導(dǎo)性試驗(yàn)基地，陜西 西安710018）

油水兩相共滲區(qū)面積作為特低滲透油藏儲層評價(jià)參數(shù)的論證

屈雪峰，雷啟鴻，周雯鴿 趙國璽，劉麗麗，劉 毅（低滲透油氣田勘探開發(fā)國家工程實(shí)驗(yàn)室 特低滲透油氣田勘探開發(fā)先導(dǎo)性試驗(yàn)基地，陜西 西安710018）

特低滲透油藏砂體變化大、特征復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)不同地區(qū)、不同層系儲層的定量分類評價(jià)，篩選相對有利富集區(qū)是確保油藏有效開發(fā)的基礎(chǔ)。在利用地質(zhì)條件約束下的巖性、物性、含油性、孔隙結(jié)構(gòu)、存儲系數(shù)、單井產(chǎn)能等儲層靜態(tài)參數(shù)的基礎(chǔ)上，深化已開發(fā)特低滲透油藏相對滲透率曲線特征研究，為特低滲透油藏儲層評價(jià)提供新的依據(jù)。

特低滲透油藏；相滲曲線；油水兩相共滲區(qū)面積；儲層評價(jià)

根據(jù)長慶油田已經(jīng)高效開發(fā)的靖安長6和姬塬長4＋5、長6、長8及西峰長8等滲透率小于1×10－3μm2的特低滲透油藏的相對滲透率曲線，深入研究其曲線特征點(diǎn)值及影響因素［1］；依據(jù)儲層靜態(tài)、動態(tài)參數(shù)對產(chǎn)能的貢獻(xiàn)進(jìn)行權(quán)重分析；首次引入 “油水兩相共滲區(qū)面積”的概念，利用啟動壓力梯度［2］與共滲區(qū)面積的關(guān)系，確立了判識初期單井產(chǎn)能的定量標(biāo)準(zhǔn)；結(jié)合儲層靜態(tài)參數(shù)引入相滲動態(tài)參數(shù)，修正完善了儲層多因素定量分類評價(jià)技術(shù)體系［3］，在G油田M儲層初步應(yīng)用取得了較好的效果。

1 相對滲透率曲線特征

相對滲透率是巖石與流體相互作用的動態(tài)特性參數(shù)。特低滲透油藏孔隙度、滲透率、相對滲透率曲線 （簡稱 “相滲曲線”）特征點(diǎn)值服從正態(tài)分布，根據(jù)累積頻率25%與75%所對應(yīng)的特征點(diǎn)值將相滲曲線分為A、B、C類型。A型孔隙類型相對B型、C型屬于高孔、高滲儲層，孔隙度大于12.5%，滲透率大于0.6×10－3μm2，隨著含水飽和度的增加，油相相對滲透率緩慢下降、水相相對滲透率上升較快，束縛水飽和度（Swi）、殘余油飽和度（Sor）相對較小，油水兩相共滲區(qū)范圍（Swr－Swi）、等滲點(diǎn)時(shí)相對滲透率（Krx）及殘余油時(shí)水相相對滲透率（Krw）相對較高（圖1、表1）。

圖1 不同類型相對滲透率曲線特征

表1 不同類型相對滲透率曲線特征值

2 影響相滲特征點(diǎn)值的因素

2.1 巖石學(xué)特征

已高效開發(fā)的靖安長6和姬塬長4＋5、長6、長8及西峰長8等滲透率小于1×10－3μm2的特低滲透油藏，不同相滲類型儲層碎屑成分相同，均以石英、長石、巖屑為主，石英含量平均23.7%～28.0%，長石含量41.8%～48.68%，巖屑含量12.02%～12.91%，碎屑含量沒有明顯的差別，表現(xiàn)為礦物成熟度均等。

2.2 孔隙類型及面孔率

圖2 3種不同相滲類型典型毛管壓力曲線

203塊樣品分析顯示，符合A型、B型、C型的相滲曲線對應(yīng)的儲層孔隙類型主要包括粒間孔、長石溶孔、巖屑溶孔、濁沸石溶孔、晶間孔、微裂隙等多種類型，尤以粒間孔、長石溶孔、濁沸石溶孔為主要儲集空間。A型平均面孔率高 （5.33%），粒間孔（3.7%）、溶孔含量高 （1.54%）；B型平均面孔率相對A型低 （4.38%），粒間孔 （2.93%）、溶孔含量較低 （1.45%）；C型平均面孔率低 （3.58%），粒間孔 （2.34%）、溶孔含量低 （1.24%）。儲層面孔率是影響相滲曲線的主要因素。

2.3 巖石孔喉結(jié)構(gòu)

儲層微觀孔隙結(jié)構(gòu)也是影響巖石滲流性質(zhì)的重要因素。巖石的幾何形態(tài)以及組合特征直接影響相滲特征點(diǎn)值的大小。104塊樣品分析，A型壓汞曲線與B型、C型相比，具有較長的平臺段，表明儲層分選較好，排驅(qū)壓力最小 （0.5MPa）、中值半徑最大（0.2μm）；C型排驅(qū)壓力最大 （1.3MPa）、中值半徑最小 （0.13μm）。從A型、B型到C型孔喉相對逐漸變細(xì)小，進(jìn)汞飽和度、退汞效率依次減小 （圖2）。

3 初期單井產(chǎn)能的判識

從上面的研究可知不同類型相滲曲線特征點(diǎn)值受巖石孔隙大小、孔喉結(jié)構(gòu)的影響，通過分析，相滲特征點(diǎn)值與單井初期產(chǎn)能存在一定的正相關(guān)性，因此首次提出 “油水兩相共滲區(qū)面積”的概念，結(jié)合與啟動壓力梯度的關(guān)系來判識單井初期產(chǎn)能。

3.1 油水兩相共滲區(qū)面積定義

3.2 油水兩相共滲區(qū)面積、啟動壓力梯度與產(chǎn)能之間的關(guān)系

根據(jù)文獻(xiàn) ［2］的研究結(jié)果，滲透率小于1.0×10－3μm2時(shí)，啟動壓力梯度隨滲透率的降低而上升，當(dāng)滲透率小于0.25×10－3μm2時(shí)，啟動壓力梯度快速上升。

從圖3可見，隨著啟動壓力梯度增加，油水兩相共滲區(qū)面積呈冪指數(shù)減小。當(dāng)啟動壓力梯度小于0.025MPa/cm2、油水兩相共滲區(qū)的面積＞1.2%時(shí)，單井初期產(chǎn)能＞2.5t/d；當(dāng)啟動壓力梯度介于0.025～0.08MPa/cm2之間、油水兩相共滲區(qū)的面積＜1.8%時(shí)，單井初期產(chǎn)能分布在1.0～2.5t/d范圍內(nèi)；當(dāng)啟動壓力梯度＞0.08MPa/cm2、油水兩相共滲區(qū)的面積＜1.8%時(shí)，單井初期產(chǎn)能＜1.0t/d。

圖3 油水兩相共滲區(qū)面積與啟動壓力梯度關(guān)系

4 儲層靜態(tài)參數(shù)與動態(tài)參數(shù)對產(chǎn)能的權(quán)重分析

地質(zhì)條件約束下的巖性、物性、含油性、孔隙結(jié)構(gòu)、地層系數(shù)、存儲系數(shù)等儲層靜態(tài)參數(shù)對儲層評價(jià)都有一定的影響，模糊數(shù)學(xué)評價(jià)方法中，綜合考慮它們對儲層貢獻(xiàn)的大小，對儲層進(jìn)行定量評價(jià)［3］。從前面的分析可以看出，油水兩相共滲區(qū)的面積與產(chǎn)能也存在一定的正相關(guān)性，說明相滲動態(tài)參數(shù)對儲層評價(jià)也是有影響的。用因子分析法提取出特低滲透油藏中最能影響儲層的4個(gè)主控因子，利用回歸分析法得到它們與初期單井產(chǎn)能Q的關(guān)系式：

式中，kh是地層系數(shù)，與儲層滲透率與有效厚度有關(guān)；S是油水兩相共滲區(qū)的面積；Krw是殘余油時(shí)水相相對滲透率；Smv是可動流體飽和度。式（1）相關(guān)系數(shù)達(dá)到了0.8730。為了了解各因子在儲層評價(jià)中對儲層貢獻(xiàn)的大小，將其數(shù)值歸一化后擬合出關(guān)系式（2），式中系數(shù)的大小能相對反映各參數(shù)對產(chǎn)能的權(quán)重。

從式（2）可以看出，地層系數(shù)、油水兩相共滲區(qū)面積和可動流體飽和度對單井初期產(chǎn)能起著決定性的作用。油水兩相共滲區(qū)面積對產(chǎn)能的權(quán)重僅次于地層系數(shù)，因此，它在特低滲透油藏儲層評價(jià)中的作用不可忽視，這一屬性需要考慮且至關(guān)重要。

5 應(yīng)用效果分析

G油田M儲層發(fā)育了三角洲前緣、半深湖－深湖相。其中，三角洲前緣亞相沉積微相為水下分流河道，半深湖－深湖相沉積微相為重力流沉積的濁積水道，三角洲前緣亞相水下分流河道微相是M儲層成藏的有利相帶 （圖4）；來自北東物源交匯沉積的大規(guī)模砂體是M儲層成藏的有利部位；綠泥石膜長石溶蝕相是M油層有利的成巖相，儲層物性好，成巖相是控制儲層物性的主要因素 （圖5）。

G油田M儲層平均滲透率＜0.2×10－3μm2，相對滲透率曲線屬于C型，由于實(shí)際生產(chǎn)中，取心井是少數(shù)，但是口口井都要測井，所以測井就成為取得儲層信息的主要手段。在參數(shù)的計(jì)算中利用各參數(shù)之間的相關(guān)關(guān)系式對所有井點(diǎn)儲層的相滲參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，其中，聲波孔隙度用關(guān)系式＝0.2231Δt－41.025計(jì)算，滲透率用log（K）＝0.0257Δt－6.6754計(jì)算，殘余油時(shí)水相相對滲透率用 Krw＝0.1388ln（K）＋0.5096計(jì)算，油水兩相共滲區(qū)面積用S＝0.3504ln（K）＋1.9074計(jì)算，這樣就可以在平面上實(shí)現(xiàn)儲層的有效評價(jià)（圖6～9）。

圖4 某井區(qū)M儲層沉積微相圖

圖5 某井區(qū)M儲層成巖相平面分布圖

圖6 聲波時(shí)差與分析孔隙度關(guān)系

圖7 聲波時(shí)差與分析滲透率關(guān)系

圖8 分析滲透率與殘余油時(shí)水相相對滲透率關(guān)系

圖9 分析滲透率與油水兩相共滲區(qū)面積關(guān)系

在儲層分類評價(jià)中，采用模糊數(shù)學(xué)綜合評價(jià)方法［3～5］，利用地質(zhì)條件約束下的靜態(tài)參數(shù)，以及巖石與流體相互作用的動態(tài)特性參數(shù)，采用主因子分析法，對儲層進(jìn)行定量分類評價(jià)，篩選有利建產(chǎn)目標(biāo)區(qū)。評價(jià)Ⅰ類有利區(qū)5個(gè)，初步預(yù)測產(chǎn)能1.0～2.0t/d （圖10）。2011年在Ⅰ類區(qū)L井區(qū)開發(fā)試驗(yàn)叢式井47口，其中，初期單井產(chǎn)能1.0～2.0t/d的井占了46.4%，與評價(jià)結(jié)果一致，并且有14.3%的井初期產(chǎn)能2.0～3.0t/d，12.5%的井初期產(chǎn)能大于3.0t/d，顯示了巖性致密油藏具有較好的開發(fā)前景。

圖10 某井區(qū)M儲層分類評價(jià)圖

6 結(jié) 論

1）首次引入 “油水兩相共滲區(qū)面積”的概念，確定了利用啟動壓力梯度、油水兩相共滲區(qū)的面積判識初期單井產(chǎn)能的定量標(biāo)準(zhǔn)。

2）在特低滲透油藏中，油水兩相共滲區(qū)面積對單井初期產(chǎn)能權(quán)重僅次于地層系數(shù)，在儲層評價(jià)中這一屬性需要考慮且至關(guān)重要。

3）結(jié)合儲層靜態(tài)參數(shù)引入相滲動態(tài)參數(shù)，在沉積特征、儲層特征、成巖作用研究的基礎(chǔ)上，利用儲層定量分類評價(jià)體系對巖性致密的G油田M儲層進(jìn)行定量分類評價(jià)，為產(chǎn)能建設(shè)提供現(xiàn)實(shí)目標(biāo)區(qū)。初步應(yīng)用取得了較好的效果。

［1］楊勝來，魏俊之.油層物理 ［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2004.

［2］熊偉，雷群，劉先貴等.低滲透油藏?cái)M啟動壓力梯度 ［J］.石油勘探與開發(fā)，2009，36（2）：232～236.

［3］魏漪，趙國璽，周雯鴿，等.模糊數(shù)學(xué)方法在長慶油田低滲透儲層綜合評價(jià)中的應(yīng)用 ［J］.石油天然氣學(xué)報(bào)，2011，33（1）：60～62.

［4］裘懌楠.油氣儲層評價(jià)技術(shù) ［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1997.

［5］楊正明，張英芝.低滲透油藏儲層綜合評價(jià)方法 ［J］.石油學(xué)報(bào)，2006，27（2）：64～67.

Demonstration of Oil－water Simultaneous Vadose Region Area as Evaluation Parameter of Extra－low Permeability Reservoir

QU Xue－feng，LEI Qi－h(huán)ong，ZHOU Wen－ge，ZHAO Guo－xi，LIU Li－li，LIU Yi（First Author's Address：National Engineering Laboratory for Low－permeability Petroleum Exploration and Development；The Pilot Test Base for Extra－low Permeability Petroleum Exploration and Development，Xi'an710018，Shaanxi，China）

In extra－low permeability reservoirs，the sand bodies were varied greatly，their characteristics were complex.Quantitative classification and evaluation of different regions and different strata of the reservoirs，and selecting relative oil enriched zones were the foundations of effective reservoir development.By using the static parameters of geological conditions，such as lithology，physical property，oil－bearing property，pore structure，reservoir coefficient，single well productivity，the characteristics of relative permeability curves in the developed extra－low permeability reservoirs are deeply studied to provide a new basis for extra－low permeability reservoir evaluation.

extra－low permeability reservoir；relative permeability curves；oil－water simultaneous vadose region area；reservoir evaluation

TE32

A

1000－9752（2012）08－0134－05

2012－03－02

國家油氣重大專項(xiàng) （2008ZX0501304）。

屈雪峰 （1973－），女，1994年江漢石油學(xué)院畢業(yè)，碩士，高級工程師，現(xiàn)主要從事油田開發(fā)及致密油攻關(guān)技術(shù)研究。

［編輯］ 蕭 雨