油田開發(fā)中層系合理性的評價方法——以勝利油田某稠油油藏為例

于忠友

（中國石化勝利油田分公司地質(zhì)科學(xué)研究院，山東東營257015）

1 問題的提出

層系合理性是指層系內(nèi)的各小層能否都能發(fā)揮自己的生產(chǎn)能力。層系合理表現(xiàn)在油藏各小層的吸水剖面和注水剖面都比較均勻，儲量動用相對均衡，層間干擾少，開發(fā)效果好。反之，層系不合理則表現(xiàn)在小層間干擾嚴(yán)重，驅(qū)替不均衡，物性好的層動用程度好，為主力出油層；物性差的層動用程度差，甚至難動用，整體開采效果差。國內(nèi)油田的開發(fā)，初始多為一套層系、大段合采合注的開采方式生產(chǎn)，隨著開發(fā)的進(jìn)行，層間干擾越來越嚴(yán)重，細(xì)分層系成為解決油藏矛盾的一個重要問題，因此如何適時客觀地表征層系的合理性顯得格外重要。目前層系的合理性研究主要以滲透率作為研究對象，結(jié)合動態(tài)剖面的反映，用滲透率級差或變異系數(shù)來定量評價層系的合理性。對于縱向上流體性質(zhì)沒變化，或者變化小的油藏，這一方法是合理的。但大多數(shù)油藏縱向上流體性質(zhì)存在一定差異，甚至相差較大，如稠油油藏，對于這樣的油藏，僅使用滲透率這一儲層物性參數(shù)來表征層系合理性是不夠的。本質(zhì)上，地層中決定原油流動難易程度的參數(shù)是流度［1－3］，因此本文提出用流度變異程度來表征層系合理性，流度變異程度的計(jì)算借鑒洛倫茲曲線法［4－7］，使對層系合理性的表征更具客觀性。

2 流度洛倫茲曲線的做法與評價原理

根據(jù)小層滲透率與地層原油粘度的比值得到各小層的流度，并將層系內(nèi)各小層的流度值從大到小排成一序列，分別計(jì)算小層流度累積百分比（縱坐標(biāo)）和小層個數(shù)累積百分比（橫坐標(biāo)），在直角坐標(biāo)系上繪制成洛倫茲曲線（圖1）。對角線AC稱為“完全均質(zhì)線”，AC線上的任何一點(diǎn)都滿足條件：Y ＝X，即小層個數(shù)比等于流度比，這說明所有小層的流度都是相等的。折線ADC稱為“極端非均質(zhì)線”，它表示全部的流度都集中在一個層上，其它層的流度均為0。一般情況下，實(shí)際流度分配曲線（AEC）總是處在“完全均質(zhì)線”與“極端非均質(zhì)線”之間，曲線上除端點(diǎn)A、C外的任何一點(diǎn)到兩軸（AB、AD）的距離都不相等，每一點(diǎn)所表示的物理意義是：占小層總數(shù)一定百分比的小層所累加的流度之和在全部小層的流度之和中所占的比重。圖1中弧線AEC與直線AC的包絡(luò)面積愈大，表示儲層層越強(qiáng)，即偏離均質(zhì)油藏的程度越大，層系越不合理。

從上述可知，包絡(luò)面積SAECA與三角形面積SADC之比表示非均質(zhì)性強(qiáng)弱程度（即層系合理程度），將此比值定義為流度變異程度V（κ／μ），則

流度變異程度V（κ／μ），介于0（完全均質(zhì)）和1（極端非均質(zhì)）之間，具體計(jì)算方法見文獻(xiàn)［8］，在此不再贅述。

圖1 流度分布的洛倫茲曲線示意圖

3 實(shí)例計(jì)算

勝利油田海上某稠油油藏采用一套層系開發(fā)，含13個小層，各小層的滲透率、地層原油粘度以及計(jì)算出的各小層的流度、小層個數(shù)累積百分比和流度累積百分比見表1（各小層流度已按從大到小的順序排列），繪制成流度變異程度的洛倫茲曲線（圖2）。用文獻(xiàn)［8］的計(jì)算方法，求得該層系的流度變異程度為0.714。

表1 勝利油田某開發(fā)層系內(nèi)各小層參數(shù)

圖2 勝利油田某開發(fā)層系流度分布的洛倫茲曲線

4 層系合理性評價標(biāo)準(zhǔn)

層系越不合理，層間非均質(zhì)越強(qiáng)，層間干擾程度越大，因此可以通過計(jì)算層間干擾系數(shù)來判斷層系合理程度。據(jù)勝利油田12個有代表性的海上稠油油藏（儲層為河流相沉積，高孔高滲）各層系的測壓井?dāng)?shù)據(jù)、吸水剖面及產(chǎn)液剖面資料，分析統(tǒng)計(jì)了各開發(fā)層系的流度變異程度與層間干擾系數(shù)的關(guān)系，見圖3。從圖3可以看出，流度變異程度與層間干擾系數(shù)有很好的相關(guān)性，歸一化公式如下：

可見，流度變異程度與層間干擾系數(shù)為線性關(guān)系，隨著流度變異程度的增加，層間干擾系數(shù)增大，層間干擾更嚴(yán)重。并且，層間干擾系數(shù)為0.5時對應(yīng)的流度變異程度為0.45，層間干擾系數(shù)為0.6時對應(yīng)的流動系數(shù)變異程度為0.63，據(jù)此得到由流度變異程度來判斷開發(fā)層系合理性的標(biāo)準(zhǔn)，見表2。而且，利用流度變異程度和層間干擾系數(shù)的關(guān)系曲線，可以估算相似油藏層間干擾系數(shù)的大小，從而判斷開發(fā)生產(chǎn)中，層系內(nèi)干擾程度的輕重。

圖3 勝利油田12個稠油油田層系流度變異程度與干擾系數(shù)的關(guān)系

前面實(shí)例計(jì)算中的流度變異程度為0.714，對比判斷層系合理性的標(biāo)準(zhǔn)表2可知，該開發(fā)層系不合理，層間干擾嚴(yán)重，需要細(xì)分層系開發(fā)。

表2 判斷層系合理性的評價標(biāo)準(zhǔn)

5 結(jié)論

（1）采用洛倫茲曲線計(jì)算流度變異程度，表征層系的合理性，其值范圍在0～1，適合任何滲透率及地層原油粘度分布的油藏，形象直觀，簡便易行。

（2）層系內(nèi)小層間流度的差異是導(dǎo)致層間干擾的內(nèi)因，因此使用流度變異程度表征層系合理性較用滲透率的級差或變異系數(shù)更具有代表性。

（3）根據(jù)壓力數(shù)據(jù)、生產(chǎn)剖面和吸水剖面資料，綜合分析統(tǒng)計(jì)得到勝利油田部分海上稠油油藏判斷層系合理性的標(biāo)準(zhǔn)：流度變異程度小于0.45為層系合理，大于0.63為層系不合理，介于0.45和0.63之間為層系較合理。

［1］ 姜瑞忠，王平，衛(wèi)喜輝，等.低流度油藏啟動狀況影響因素研究［J］.特種油氣藏，2012，19（5）：60－62.

［2］ 李金宜 戴衛(wèi)華 羅憲波，等.海上油田波及系數(shù)修正新方法［J］.中國海上油氣，2012，24（10）：86－89.

［3］ 閆棟棟，楊滿平，田乃林，等.低流度油藏滲流特征研究—以中國中東部某油田低流度油藏為例［J］.油氣地質(zhì)與采收率，2010，17（6）：90－93.

［4］ 于忠友，劉德華，張國威，等.趙凹油田安棚主體區(qū)非均質(zhì)性研究［J］.內(nèi)蒙古石油化工，2005，（5）：106－108.

［5］ 王 慶，劉慧卿，殷方好.洛倫茲曲線在油藏產(chǎn)液、吸水剖面研究中的應(yīng)用［J］.特種油氣藏，2010，17（1）：71－74.

［6］ 劉祖林，康曉東，李宵男，等.用洛倫茨曲線分析油藏吸水狀況［J］.中國海上油氣（地質(zhì)），2002，16（5）：345－348.

［7］ 汪超，申春霞.油藏產(chǎn)液剖面和吸水剖面分析研究［J］.新疆石油科技，2005，15（1）：12－13.

［8］ 康曉東，劉德華，蔣明煊，等.洛倫茨曲線在油藏工程中的應(yīng)用［J］.新疆石油地質(zhì)，2002，23（1）：65－67.