基于測(cè)井資料的早期單井產(chǎn)能預(yù)測(cè)方法

董紅 董麗麗 于希南 田宇 岳一星

(1.長(zhǎng)城鉆探工程有限公司測(cè)井公司，遼寧 盤(pán)錦 124011;2.重慶科技學(xué)院石油與天然氣工程學(xué)院，重慶 401331)

正確評(píng)價(jià)儲(chǔ)層產(chǎn)能，不僅可檢查油氣勘探的成果，而且也可為油氣田的開(kāi)發(fā)提供最基本的理論依據(jù)［1］。通過(guò)試油、試采數(shù)據(jù)可有效評(píng)價(jià)油層產(chǎn)能，但成本較高。近年來(lái)，研究者開(kāi)始嘗試?yán)贸Ｒ?guī)測(cè)井資料預(yù)測(cè)油層產(chǎn)能，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)層產(chǎn)能的定量與半定量預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)。該方法主要利用測(cè)井資料估算比采油指數(shù)，或通過(guò)研究比采油指數(shù)與影響儲(chǔ)層產(chǎn)能的關(guān)鍵因素之間的關(guān)系，最終確定采油指數(shù)的估算方法，達(dá)到預(yù)測(cè)儲(chǔ)層產(chǎn)能的目的。目前在許多油田和地區(qū)已展開(kāi)了相關(guān)的研究工作，但儲(chǔ)層參數(shù)的計(jì)算方法普遍采用的是地區(qū)經(jīng)驗(yàn)公式，研究成果多具有地域局限性［2-5］。

本次研究基于平面徑向穩(wěn)態(tài)滲流原理，擬利用單位厚度的采油指數(shù)預(yù)測(cè)油層的產(chǎn)能。利用遼河油田S地區(qū)沙四段井的測(cè)井資料，建立不同巖性儲(chǔ)層產(chǎn)能指數(shù)與油相滲透率的模型，并利用這些模型直接完成儲(chǔ)層產(chǎn)能評(píng)價(jià)。

1 產(chǎn)能預(yù)測(cè)基本模型

基于平面徑向穩(wěn)態(tài)滲流原理，利用單位厚度的采油指數(shù)預(yù)測(cè)油層產(chǎn)能，公式如下:

儲(chǔ)層的產(chǎn)液量公式:

式中:PI— 比采油指數(shù)，m3/(m·d·MPa);

Q—地面原油產(chǎn)量，m3/d;

K— 油層有效滲透率，10-3μm2;

h— 儲(chǔ)層厚度，m;

μo— 原油黏度，mPa·s;

Boi—原油體積系數(shù);

Δp— 生產(chǎn)壓差，kPa;

re— 儲(chǔ)層供液半徑，m;

rw— 油井半徑，m;

S—表皮系數(shù)。

儲(chǔ)層有效厚度確定，可分別參照本區(qū)塊的油層有效厚度劃分標(biāo)準(zhǔn)(表1)。

表1 油層有效厚度劃分標(biāo)準(zhǔn)

2 儲(chǔ)層參數(shù)測(cè)井解釋模型

計(jì)算儲(chǔ)層產(chǎn)能前所需預(yù)測(cè)的參數(shù)包括儲(chǔ)層有效厚度、原油黏度、原油體積系數(shù)、生產(chǎn)壓差、地層供給半徑、油井半徑、井壁表皮系數(shù)、地層有效滲透率。

供油半徑、油管半徑、生產(chǎn)壓差、表皮系數(shù)等參數(shù)只能通過(guò)動(dòng)態(tài)的測(cè)試資料獲得，目前還無(wú)法準(zhǔn)確對(duì)其進(jìn)行預(yù)測(cè)，而同一套地層的原油黏度和原油體積系數(shù)相對(duì)變化不大。在產(chǎn)能預(yù)測(cè)過(guò)程中，這些參數(shù)可視為常數(shù)。

2.1 孔隙度解釋模型

根據(jù)本地區(qū)的巖心分析孔隙度與測(cè)井聲波時(shí)差，建立聲波時(shí)差與巖心孔隙度交會(huì)圖(圖1)，方程如下:

式中:PORR—有效孔隙度計(jì)算值，%;

AC—聲波時(shí)差測(cè)井曲線值，μs/m。

圖1 聲波時(shí)差與巖心孔隙度交會(huì)圖

2.2 滲透率模型

采用湯姆公式計(jì)算滲透率:

式中:SIRR—束縛水飽和度，老地層取值40%;

PORR—有效孔隙度，% 。

2.3 相對(duì)滲透率模型

通過(guò)對(duì)幾種常用的相對(duì)滲透率經(jīng)驗(yàn)方法進(jìn)行對(duì)比分析，這里采用Pirson模型計(jì)算相滲透率:

式中:Kro—油的相對(duì)滲透率;

Krw—水的相對(duì)滲透率;

Sw—總含水飽和度，由W-S模型計(jì)算;

Swb—總殘余水飽和度。

利用滲透率和相對(duì)滲透率模型可確定油相和水相的滲透率:

水相滲透率:

油相滲透率:

2.4 儲(chǔ)層壓力模型

根據(jù)地區(qū)的實(shí)際地層資料，得到儲(chǔ)層壓力pi與深度D的關(guān)系(見(jiàn)圖2):

圖2 儲(chǔ)層壓力與深度關(guān)系圖

3 產(chǎn)能測(cè)井預(yù)測(cè)模型

利用前面描述的方法確定儲(chǔ)層的滲透率、飽和度、油相滲透率、地層壓力及地層的有效厚度，并根據(jù)試油、試采資料確定采油指數(shù)。儲(chǔ)層參數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果如表2所示，表中厚度為實(shí)際測(cè)井解釋儲(chǔ)層厚度，有效厚度指儲(chǔ)層實(shí)際具有產(chǎn)液能力部分的厚度。

本地區(qū)沙四段儲(chǔ)層巖性主要為砂礫巖和角礫巖，研究中根據(jù)巖性分別建立測(cè)井產(chǎn)能預(yù)測(cè)模型［6-7］，通過(guò)分析比采油指數(shù)與前述的各參數(shù)之間關(guān)系，發(fā)現(xiàn)比采油指數(shù)與油相滲透率具有較好的相關(guān)關(guān)系。圖3所示為角礫巖比采油指數(shù)與油相滲透率關(guān)系圖，圖4所示為砂巖比采油指數(shù)與油相滲透率關(guān)系圖。通過(guò)圖表數(shù)據(jù)，計(jì)算相關(guān)數(shù)據(jù)。

角礫巖:

砂礫巖:

圖3 角礫巖比采油指數(shù)與油相滲透率關(guān)系圖

表2 儲(chǔ)層參數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果

圖4 砂巖比采油指數(shù)與油相滲透率關(guān)系圖

4 應(yīng)用結(jié)果分析

利用上述研究方法計(jì)算儲(chǔ)層的油相滲透率，并通過(guò)測(cè)井解釋的油相滲透率分巖性計(jì)算比采油指數(shù)，進(jìn)而根據(jù)實(shí)際壓差及油層有效厚度計(jì)算油層的產(chǎn)量。表3為角礫巖儲(chǔ)層預(yù)測(cè)產(chǎn)能與實(shí)際試油結(jié)果對(duì)比表，表4為砂巖儲(chǔ)層預(yù)測(cè)產(chǎn)能與實(shí)際試油結(jié)果對(duì)比表。從表中計(jì)算結(jié)果來(lái)看，利用本文研究方法預(yù)測(cè)的比采油指數(shù)與根據(jù)實(shí)際試油結(jié)果確定的比采油指數(shù)基本吻合，但仍存在一定誤差。產(chǎn)生誤差的原因主要是:(1)試油結(jié)果多為多層合采，各儲(chǔ)層物性特征不一致，產(chǎn)能貢獻(xiàn)不同，而實(shí)際比采油指數(shù)是多層合采的平均值，這必然導(dǎo)致預(yù)測(cè)與實(shí)際結(jié)果之間的差異;(2)薄層的測(cè)井響應(yīng)值受圍巖影響較大，儲(chǔ)層越薄，測(cè)井響應(yīng)值受圍巖影響越大，計(jì)算的孔隙度、滲透率等參數(shù)誤差相對(duì)也較大。

表3 角礫巖儲(chǔ)層預(yù)測(cè)產(chǎn)能與實(shí)際試油結(jié)果對(duì)比表

表4 砂巖儲(chǔ)層預(yù)測(cè)產(chǎn)能與實(shí)際試油結(jié)果對(duì)比表

5 結(jié)語(yǔ)

在計(jì)算孔隙度、滲透率、飽和度等參數(shù)的過(guò)程中存在一定的誤差，必然導(dǎo)致實(shí)際估算的比采油指數(shù)與實(shí)際存在誤。S區(qū)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，其相對(duì)誤差較小，能夠滿足實(shí)際生產(chǎn)需要。若在其他地區(qū)應(yīng)用，則需要根據(jù)地區(qū)的實(shí)際情況確定孔隙度、滲透率、飽和度、地層壓力等參數(shù)的計(jì)算方法，從而提高產(chǎn)能評(píng)價(jià)精度。

［1］張沖.用測(cè)井資料預(yù)測(cè)儲(chǔ)層產(chǎn)能方法綜述［J］.國(guó)外測(cè)井技術(shù)，2007(10):23-24.

［2］黎小偉，胡海濤，吳曉明，等.A油田測(cè)井產(chǎn)能預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)方法研究［J］.中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2011(8):26-28.

［3］龐秋維，霍勇，馬強(qiáng)，等.X油田試油層自然產(chǎn)能預(yù)測(cè)方法研究［J］.長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2014(3):85-86.

［4］易超，丁曉琪，葛鵬莉，等.利用測(cè)井資料對(duì)鎮(zhèn)涇油田長(zhǎng)8油藏進(jìn)行產(chǎn)能預(yù)測(cè)［J］.巖性油氣藏，2010(4):104-108.

［5］韓雪，潘保芝.利用測(cè)井資料預(yù)測(cè)儲(chǔ)層產(chǎn)能［J］.吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(地球科學(xué)版)，2010(增刊1):105-108.

［6］張占松，張超謨，郭海敏.基于儲(chǔ)層分類的低孔隙度低滲透率儲(chǔ)層產(chǎn)能預(yù)測(cè)方法研究［J］.測(cè)井技術(shù)，2011(5):96-100.

［7］李鄭辰，鐘淑敏，楊永軍.朝長(zhǎng)地區(qū)扶余油層儲(chǔ)層分類與產(chǎn)能預(yù)測(cè)［J］.地球物理學(xué)進(jìn)展，2013(5):361-368.