用密閉取心實(shí)驗(yàn)資料進(jìn)行油藏水淹狀況定量研究

陳之賀，劉登麗，葉 青，孔令輝，雷 霄

（中海石油（中國(guó)）有限公司湛江分公司，廣東湛江 524057）

文昌A 油田為發(fā)育在南海西部瓊海凸起上的海相油田，主力油組珠江組二段油層為潮汐濱海相沉積，砂體分布廣，屬中高孔中高滲儲(chǔ)層。隨著多年高速開發(fā)，該主力油組ZJ2Ⅰ已進(jìn)入中高含水期開發(fā)階段，但儲(chǔ)層內(nèi)部鈣泥隔夾層發(fā)育、縱向非均質(zhì)性強(qiáng)，且海上油田取資料少的特點(diǎn)，使得油藏在該階段的真實(shí)水淹狀況、剩余油分布較難有直接的認(rèn)識(shí)。為此，對(duì)油田新鉆領(lǐng)眼井A4P 進(jìn)行了該層位的首次密閉取心，并取得成功，本文應(yīng)用A4P 井密閉取心飽和度實(shí)驗(yàn)結(jié)果和壓汞實(shí)驗(yàn)結(jié)果定量分析，對(duì)ZJ2Ⅰ油藏水淹狀況進(jìn)行了判斷，并在此基礎(chǔ)上分析了影響水淹的地質(zhì)因素。

1 原始含油飽和度的求取

1.1 原始含油飽和度求取方法

儲(chǔ)層原始含油飽和度確定方法一般有三種[1-3]：巖心直接測(cè)定法、間接確定法和毛管壓力曲線計(jì)算法。直接測(cè)定法是對(duì)在油藏原始狀態(tài)下進(jìn)行的密閉取心巖心直接測(cè)定，得到儲(chǔ)層原始含油飽和度。間接測(cè)定法可以有兩種：一是利用巖性直接測(cè)定的儲(chǔ)層原始含油飽和度與儲(chǔ)層物性資料，研究?jī)?chǔ)層物性參數(shù)與含油飽和度的關(guān)系；二是根據(jù)儲(chǔ)層的物性、巖性及測(cè)井曲線等特征，建立儲(chǔ)層的飽和度模型。從原理上來看，無論直接法或者間接法都需要有油藏原始狀態(tài)下取得的巖心資料或測(cè)井曲線資料，這顯然不適合用油藏開發(fā)中后期所取得的井資料進(jìn)行求取。毛管壓力曲線計(jì)算飽和度法是通過將油水界面以上油藏高度轉(zhuǎn)換為油藏毛管壓力，再把油藏毛管壓力變換為實(shí)驗(yàn)毛管壓力，從而在毛管壓力曲線上讀取原始飽和度數(shù)值。該方法對(duì)不需要原始含油狀態(tài)下的油藏資料，且毛管壓力曲線實(shí)驗(yàn)資料容易獲取，因此，該方法是油藏開發(fā)中后期求取原始含油飽和度數(shù)據(jù)的有效途徑。

1.2 壓汞毛管壓力曲線計(jì)算原始含油飽和度

毛管壓力曲線求取油藏含油飽和度常用方法有三種[4]：（1）逐點(diǎn)毛管壓力曲線法，要求油藏有足夠的巖心毛管壓力曲線資料及資料精度高；（2）平均毛管壓力曲線法，要求油藏巖石物性或孔隙結(jié)構(gòu)比較單一，可克服個(gè)別實(shí)驗(yàn)隨機(jī)誤差影響；（3）平均J 函數(shù)法，與儲(chǔ)層物性相關(guān)的無因次函數(shù)，是國(guó)內(nèi)儲(chǔ)量計(jì)算常用飽和度取值計(jì)算方法。

圖1 原始含油飽和度與油藏埋深關(guān)系圖Fig.1 Relation between originality oil saturation and reservoir buried depth

文昌B 油田A4P 井鉆取了整個(gè)油藏的巖心，并按每米2 個(gè)的密度均勻取樣做了壓汞實(shí)驗(yàn)，壓汞毛管壓力曲線資料豐富，精度滿足求取飽和度的需要，因此，本次研究適用逐點(diǎn)壓汞毛管壓力曲線法求取原始含油飽和度，求取的值既考慮了油藏高度對(duì)成藏的影響又考慮了縱向孔隙結(jié)構(gòu)變化對(duì)巖石儲(chǔ)油能力的影響，能較準(zhǔn)確的反映原始油層的含油飽和度情況。

逐點(diǎn)壓汞毛管壓力曲線求取原始飽和度方法如下：首先是將油水界面以上油藏高度轉(zhuǎn)換為油藏毛管壓力，再將油藏毛管壓力轉(zhuǎn)換為壓汞毛管壓力，并在壓汞毛管曲線上查找含油飽和度值。

根據(jù)毛管壓力原理，油藏毛管壓力可表示為：

經(jīng)過單位變換后，油藏毛管壓力可由下式計(jì)算：

式中，Pcr-油藏毛管壓力，MPa；ρw，ρo-分別為地層水、原油密度，g/cm3；h-含油高度，m。

由于不同流體組合對(duì)于相同的巖樣其毛管壓力具有相同的形式，因此可以相互轉(zhuǎn)化，壓汞毛管壓力與油藏毛管壓力轉(zhuǎn)換公式如下[3]:

式中：Pcl-實(shí)驗(yàn)室壓汞毛管壓力，MPa；σHg、σwo-兩相的表面張力，mN/m；θHg、θwo-潤(rùn)濕接觸角。

應(yīng)用以上兩個(gè)公式求得對(duì)應(yīng)的壓汞毛管壓力，并在曲線上逐一讀取飽和度數(shù)據(jù)，即獲得原始含油飽和度。從圖1、圖2 看出，原始含油飽和度雖深度加深而降低，隨物性滲透率的增大而升高，油藏頂部物性不好的幾個(gè)點(diǎn)含油飽和度低。

圖2 原始含油飽和度與滲透率關(guān)系圖Fig.2 Relation between originality oil saturation and permeability

2 油藏開發(fā)中后期含油飽和度分析

隨著油藏開發(fā)進(jìn)入中后期，儲(chǔ)層原始含油飽和度不斷減少，含水飽和度不斷增加，油藏水淹程度越來越強(qiáng)。目前開發(fā)狀態(tài)下儲(chǔ)層的含油飽和度和原始含油飽和度之間的變化程度可以反映油層水淹的強(qiáng)弱。因此，要定量描述水淹程度就必須準(zhǔn)確求取目前油藏的含油飽和度。A4P 井目前含油飽和度采用密閉取心庫(kù)倫法飽和度實(shí)驗(yàn)確定，但是實(shí)驗(yàn)直接測(cè)定的飽和度由于多種因素影響使得含油飽和度與含水飽和度之和不等于1，因此，在飽和度應(yīng)用前，需要對(duì)實(shí)驗(yàn)測(cè)定值進(jìn)行分析校正。

對(duì)于實(shí)驗(yàn)飽和度校正方法，前人做了大量研究[5-9]，基本可分為實(shí)驗(yàn)分析校正和數(shù)理統(tǒng)計(jì)校正兩類。A4P井采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)校正法取得了較滿意的結(jié)果。

3 油藏水淹狀況定量分析

3.1 定量參數(shù)的確定

油田的開發(fā)通常以含水率的大小為標(biāo)準(zhǔn)來劃分和描述油藏水淹級(jí)別，并可依據(jù)自然電位、電阻率和微電極等測(cè)井曲線的變化特征對(duì)水淹層進(jìn)行定性判別[10]。油藏內(nèi)縱向水淹定量判別可以用產(chǎn)水率和采出指數(shù)進(jìn)行，但產(chǎn)水率受儲(chǔ)層巖性、物性及非均質(zhì)性影響而很難準(zhǔn)確確定，使得判斷精度不高[11]，采出指數(shù)利用相對(duì)值原理避免了這些影響，成為定量評(píng)價(jià)水淹程度的可靠參數(shù)。

采出指數(shù)由前文的原始含油飽和度和目前含油飽和度求出，表達(dá)公式為：

式中：η-采出指數(shù)，%；Soi-原始含油飽和度，%；So-目前含油飽和度，%。

從表達(dá)公式可以看出，采出指數(shù)表征的是油層動(dòng)態(tài)水淹的程度，采出指數(shù)越大，說明儲(chǔ)層水淹越厲害，水淹程度越強(qiáng)；采出指數(shù)越小，儲(chǔ)層受水驅(qū)的影響越小，水淹程度越弱。ZJ2Ⅰ油組采出指數(shù)縱向分布（見圖3）。

3.2 水淹級(jí)別及影響因素分析

結(jié)合油藏開發(fā)現(xiàn)狀和開發(fā)井的生產(chǎn)測(cè)井資料，用采出指數(shù)定量判斷ZJ2Ⅰ油組水淹狀況標(biāo)準(zhǔn)（見表1）。

表1 水淹狀況定量評(píng)價(jià)表Table1 Quantitative evaluation standards of floodout levels

從表1 可以看出，強(qiáng)水淹層目前的含油飽和度小于30 %，已是該儲(chǔ)層殘余油飽和度，說明強(qiáng)水淹層可采油已經(jīng)基本采出。從圖3 可以看出，未水淹及弱水淹層主要在油藏頂部3 m，即剩余油主要分布在油藏頂部。這與數(shù)模研究及生產(chǎn)測(cè)井認(rèn)識(shí)較一致。

圖3 采出指數(shù)縱向分布圖Fig.3 Distribution of recovery index

采出指數(shù)的變化規(guī)律還反映了油藏水淹的影響因素，油藏水淹程度主要受深度和物性及鈣質(zhì)夾層影響，其中深度是主要因素，采出指數(shù)隨深度增加而變大（見圖4）；同時(shí)也受物性及鈣質(zhì)夾層影響，油藏中部物性差?yuàn)A層發(fā)育的儲(chǔ)層采出指數(shù)比其上好儲(chǔ)層采出指數(shù)小（見圖3）。

另外，在油藏底部接近泥巖處，雖然電阻率較低，但含油飽和度較高，分析認(rèn)為電阻率低是因?yàn)樵撎帋r性為泥巖夾細(xì)砂巖，細(xì)砂巖儲(chǔ)層薄使得電阻率受到泥巖影響較大。從鄰井分析，該細(xì)砂巖薄儲(chǔ)層分布不穩(wěn)定，開發(fā)井在此部位未射孔，并且受到上部鈣質(zhì)夾層和薄泥巖層影響，使得該處油層沒有動(dòng)用。

圖4 采出指數(shù)與深度的關(guān)系Fig4 Relation between recovery index and buried depth

4 結(jié)論

（1）在壓汞毛管壓力資料豐富的情況下，用逐點(diǎn)壓汞毛管壓力法求取的原始含油飽和度反映了油藏深度及孔隙結(jié)構(gòu)變化對(duì)巖石儲(chǔ)油能力的影響，能較準(zhǔn)確的反映原始油層的含油飽和度情況。

（2）利用密閉取心資料得到的采出指數(shù)可較好的定量評(píng)價(jià)油藏水淹級(jí)別，且其只需要壓汞和飽和度實(shí)驗(yàn)兩種化驗(yàn)資料即可，相對(duì)簡(jiǎn)單。

（3）油藏水淹程度主要受深度和物性、鈣質(zhì)夾層影響，其隨深度的增加而變強(qiáng)，隨物性變差、夾層發(fā)育程度變強(qiáng)而減弱。

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