現(xiàn)代生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析方法在復(fù)雜油藏儲層特性評價中的應(yīng)用

孫紅杰，金寶強(qiáng)，冉明偉，周 蓉

（1.中海油田服務(wù)股份有限公司天津分公司，天津塘沽 300452；2.中海石油（中國）有限公司天津分公司勘探開發(fā)研究院；3.中國石油西南油氣田分公司蜀南氣礦；4.中國石油吉林油田公司新民采油廠）

目前常用的評價油氣井儲層特性的方法有常規(guī)試井分析和產(chǎn)量不穩(wěn)定法兩種。相對于前者，后者是一種更新的方法［1－4］，該方法的本質(zhì)是將實際生產(chǎn)井的產(chǎn)量、流壓等實際動態(tài)數(shù)據(jù)和時間一起擬合，應(yīng)用成熟的典型曲線圖版進(jìn)行歷史擬合，以選擇合適的理論模型來預(yù)測油氣井的最終地質(zhì)儲量和儲層特性。該技術(shù)不用通過復(fù)雜的測試工藝，也不用關(guān)井測試，既解決了生產(chǎn)井試井施工成本高、影響產(chǎn)量的問題，也可以充分發(fā)揮油田開發(fā)過程中積累的大量產(chǎn)量、流壓等歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)的作用［5－11］。

1 現(xiàn)代生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析方法基本原理

現(xiàn)代生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析方法，主要包括Blasingame等人［4］和 Agarwal、Gardner等人［8］所提出的方法。與Fetkovich方法相似，他們也使用典型曲線進(jìn)行生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析，主要區(qū)別在于現(xiàn)代生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析方法綜合了流動壓力數(shù)據(jù)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并使用解析解來計算油氣地質(zhì)儲量。這樣，就可以在不受生產(chǎn)條件限制的情況下預(yù)測可采儲量。

Blasingame現(xiàn)代遞減曲線分析的基本思路是以瞬時采油指數(shù)（PI）形式綜合表示壓力／產(chǎn)量生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并且通過引入擬物質(zhì)平衡時間（te）來消除產(chǎn)量及壓力波動的影響，從而建立起變產(chǎn)量生產(chǎn)與定產(chǎn)量生產(chǎn)之間的等效關(guān)系（圖1），然后把瞬時采油指數(shù)（PI）及其變化形式（積分PIi、導(dǎo)數(shù)PIid形式）與擬物質(zhì)平衡時間（te）在雙對數(shù)坐標(biāo)上作圖，使邊界流階段的遞減曲線變成了一條斜率為－1的調(diào)和遞減曲線，這樣就可以處理壓力變化的情況。

圖1 物質(zhì)平衡等效時間的幾何意義示意圖

對于使用生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析技術(shù)來評價油氣井的生產(chǎn)動態(tài)，其分析步驟概況如下：

（1）確定等效時間，將變流量和壓力進(jìn)行重整。

（2）為了更好地分析導(dǎo)數(shù)曲線，消除生產(chǎn)數(shù)據(jù)噪音的影響，對重整流量積分和積分求導(dǎo)。

瞬時采油指數(shù)積分：

瞬時采油指數(shù)積分導(dǎo)數(shù)：

（3）將瞬時采油指數(shù)、瞬時采油指數(shù)積分及瞬時采油指數(shù)積分導(dǎo)數(shù)共同繪制在以等效時間為時間軸的雙對數(shù)坐標(biāo)中，生成分析圖。

（4）有時為了更好地符合常規(guī)曲線擬合方法，還可以同時分析瞬時采油指數(shù)倒數(shù)、瞬時采油指數(shù)倒數(shù)積分、及瞬時采油指數(shù)倒數(shù)積分導(dǎo)數(shù)的變化特征。這樣可以充分利用試井分析方法中壓降試井雙對數(shù)曲線特征分析：不穩(wěn)定段將會出現(xiàn)一個直線段，等同于試井解釋中的徑向流段，據(jù)此可以計算獲得流度。晚期積分導(dǎo)數(shù)45°的上翹段為封閉油藏擬穩(wěn)定流態(tài)特征反映段，其上翹的早晚一定程度上反映了油藏彈性儲集空間的大小。

2 儲層特性參數(shù)的確定方法

由油藏原始壓力、實測井底流壓數(shù)據(jù)以及對應(yīng)的日產(chǎn)油量數(shù)據(jù)，可以計算實測數(shù)據(jù)的q／Δp和te，并求取曲線積分和導(dǎo)數(shù)，然后把這3組數(shù)據(jù)繪制到無量綱雙對數(shù)圖上。通過移動實測曲線，使實測曲線與理論圖版曲線擬合，之后計算出擬合參數(shù)：［（q／Δp）／qDd／］match（產(chǎn)量擬合參數(shù)）、（te／tDd）match（時間擬合參數(shù)）和（rw／rwa）match，從而最終可以計算出油井儲層滲透率K和表皮系數(shù)S，如下：

3 應(yīng)用實例分析

S油田位于渤海遼東灣海域，其主力含油層系為上部古近系沙河街組砂巖氣頂油藏及下部太古界潛山油藏。其中，古近系沙河街組沙二段是一個受構(gòu)造控制的短軸背斜氣頂油藏，該油藏是一個以帶大氣頂、窄油環(huán)、弱邊水為典型特征的砂巖油藏（氣頂指數(shù)2.03、水體倍數(shù)5～8倍、油環(huán)平面寬度小于600 m）。油藏含油面積3.22 km2，其主要發(fā)育辮狀河三角洲沉積，巖性以細(xì)砂巖為主，儲集層平均滲透率325×10－3μm2，平均孔隙度25%，屬于中高孔中滲儲層。原油屬于中等膠質(zhì)瀝青含量輕質(zhì)原油，地面原油密度0.878 g／cm3，地層原油粘度0.71 mPa·s，含硫量0.15%，含蠟6.8%，凝固點(diǎn)－18°C。油藏原始地層壓力16.5 MPa，原始?xì)庥捅葹?0 m3／m3。

B15h井為該區(qū)油環(huán)中部一口水平井生產(chǎn)井，2010年4月15號投產(chǎn)，投產(chǎn)時即下入永久式壓力計監(jiān)測井底流動壓力，高峰產(chǎn)油時基本上以大于300 m3／d的日產(chǎn)油量生產(chǎn)（圖2），由于具有一定的地飽壓差及大氣頂能量供應(yīng)，該井油壓及流壓一直在緩慢下降，說明該井產(chǎn)能高、儲集性能好。該井基礎(chǔ)信息參見表1。

圖2 B15h井生產(chǎn)歷史曲線

表1 B15h井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

采用現(xiàn)代生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析法對B15h井進(jìn)行產(chǎn)量分析，典型曲線分析擬合結(jié)果見圖3?；谔卣髑€擬合結(jié)果，采用水平井模型對整個生產(chǎn)歷史進(jìn)行擬合，從擬合圖中可以明顯看出，B15h井的生產(chǎn)是受邊界控制的，最終計算得到滲透率、表皮系數(shù)和油井控制地質(zhì)儲量等參數(shù)（表2）。

表2 B15h井現(xiàn)代生產(chǎn)數(shù)據(jù)解釋成果

此外，該井在生產(chǎn)225天左右時進(jìn)行過一次關(guān)井壓恢測試，對比生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析及試井解釋結(jié)果后發(fā)現(xiàn)，生產(chǎn)分析計算的滲透率、表皮系數(shù)與試井解釋結(jié)果非常接近（表3），由此可以說明現(xiàn)代生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析方法對復(fù)雜油藏儲層特性評價的準(zhǔn)確性，從另外一個方面也說明了對于未能進(jìn)行壓力不穩(wěn)定測試的油井來說，可以直接采用現(xiàn)代生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析方法對其儲層參數(shù)進(jìn)行評價。

表3 B15h井生產(chǎn)分析與試井解釋計算結(jié)果

圖3 B15h井現(xiàn)代產(chǎn)量分析典型曲線擬合

4 結(jié)論與認(rèn)識

（1）生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析是在不影響生產(chǎn)的情況下，通過對生產(chǎn)資料（流壓、產(chǎn)量）分析，達(dá)到獲得地層動態(tài)參數(shù)、了解油藏邊界情況，預(yù)測油氣藏產(chǎn)能的目的，易于在油田規(guī)模開展實施。

（2）生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析技術(shù)將試井分析中的曲線擬合技術(shù)成功地應(yīng)用進(jìn)來，充分考慮了影響產(chǎn)能的壓力變化特征，而且成功地解決了常規(guī)產(chǎn)能分析技術(shù)中壓力等信息必須保持穩(wěn)定的局限性，有著更強(qiáng)的適用性，能更大程度地滿足油田動態(tài)分析的需要。

（3）通過生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析技術(shù)在渤海某油田的初步應(yīng)用表明，該技術(shù)可為油氣井產(chǎn)能預(yù)測及油氣藏儲層特性評價提供一種新的技術(shù)手段，將為油氣田開發(fā)規(guī)劃編制和方案調(diào)整提供更加準(zhǔn)確、豐富的動態(tài)資料。

符號注釋

te——等效時間，無量綱；q（t）——瞬時產(chǎn)油量，103ft3／d；Q（t）——累積產(chǎn)油量，103ft3／d；△P——生產(chǎn)壓差，lb／in2；β——體 積 系 數(shù)，bbl／kft3；μ——原 油 粘 度，mPa·s；re——泄油 半 徑，ft；rwa——井 筒 半 徑，ft；K——滲 透 率，10－3μm2；S——表皮系數(shù)，無量綱。

［1］Arps J J.Analysis of decline curves［J］.Trans.AIME，1945，160：228－247.

［2］Fetkovich M J.Decline curve analysis using type curves［J］.JPT，1980：1065－1077.

［3］Blasingame T A，McCray T I，Lee W J.Decline curve analysis for variable pressure drop／variable flow rate systems［R］.SPE21513，1991.

［4］Blasingame T A，Johnston J L，Lee W J.Type－curve analysis using the pressure integral method［A］.SPE 18799，1989.

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［8］Agarwal RG，Gardner DC，Kleinsteiber SW，et al.Analyzing well production data using combined type curve and decline curve Concepts［R］.SPE 57916，1998.

［9］李東安，寧俊瑞，劉振峰.用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)綜合多元信息進(jìn)行儲層預(yù)測［J］.石油與天然氣地質(zhì)，2010，31（4）：493－498，503.

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