海上層狀油藏油井水驅(qū)采出程度預(yù)測

張維易，李百瑩，陳增輝，徐 良，徐 浩

(中海油能源發(fā)展股份有限公司，天津 300452)

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海上層狀油藏油井水驅(qū)采出程度預(yù)測

張維易，李百瑩，陳增輝，徐 良，徐 浩

(中海油能源發(fā)展股份有限公司，天津 300452)

針對S油田目標(biāo)井組水驅(qū)期間油井采出程度差異大的問題，運用統(tǒng)計學(xué)方法，研究影響采出程度的主要因素。通過建立多元線性回歸模型，進(jìn)行敏感性分析，篩選出影響采出程度的主要因素為油井產(chǎn)水量、油井有效厚度、主力層地層系數(shù)。通過擬合得到油井水驅(qū)采出程度的經(jīng)驗公式，利用所得經(jīng)驗公式對目標(biāo)井組相鄰油井進(jìn)行采出程度預(yù)測，計算出的采出程度與實際值較為接近，精確度為0.96。研究成果為預(yù)測海上層狀油藏油井水驅(qū)采出程度提供了有效途徑，為油田后續(xù)措施的實施提供了理論依據(jù)。

海上層狀油藏；水驅(qū)采出程度；多元線性回歸；敏感性分析

0 引 言

在油田實際生產(chǎn)中，采出程度是評價開發(fā)效果的重要依據(jù)之一，直接影響著油田開發(fā)方案的實施效果及剩余油挖潛等工作的展開[1-4]。海上油田有其特殊性，如測試資料少、合注合采、井距大、儲層非均質(zhì)性強(qiáng)等特點[5-6]，使得采出程度的研究更加復(fù)雜。

S油田位于渤海海域，是1個在古潛山背景上發(fā)育起來的半背斜構(gòu)造，儲層為三角洲前緣沉積，以水下分流河道砂、河口壩以及席狀砂沉積為主，為典型的構(gòu)造層狀稠油油藏。S油田成巖作用較弱，屬于膠結(jié)疏松砂巖。地層原油黏度為23.5～452.0 mPa·s，平均孔隙度為31%左右，滲透率分布為20×10-3～5 000×10-3μm2，原始地層壓力為14.28 MPa，地層水平均礦化度為6 071 mg/L。儲層物性較好，屬于高孔、高滲油藏。目標(biāo)井組為4注18采反九點規(guī)則井網(wǎng)。目標(biāo)井組于2000年11月投產(chǎn)，經(jīng)過短暫的自噴生產(chǎn)后，4口油井轉(zhuǎn)注水。2014年陸續(xù)有新的調(diào)整井投產(chǎn)。水驅(qū)期間，井組內(nèi)油井采出程度存在明顯差異，采出程度最大值為34.77%，最小值為9.78%。為了研究影響目標(biāo)井組油井采出程度的因素，進(jìn)一步認(rèn)識S油田水驅(qū)階段生產(chǎn)效果，為后續(xù)措施的實施提供理論依據(jù)，運用統(tǒng)計學(xué)方法開展了水驅(qū)采出程度研究[1-6]。

1 采出程度影響因素分析

1.1 影響因素的選擇

影響油井采出程度的因素有很多，而影響因素的選擇是建立采出程度預(yù)測模型的首要環(huán)節(jié)。在總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上，篩選出了影響采出程度的9個主要因素：有效厚度、孔隙度、滲透率、含油飽和度、井距、連通類型、鄰井、投產(chǎn)距今時間、縱向非均質(zhì)性[7-11]。

結(jié)合S油田的實際情況，對于目標(biāo)井組，考慮到井組內(nèi)地層原油黏度、孔隙度近似相等，鄰井的影響較小(新打調(diào)整井于2014年陸續(xù)投產(chǎn))，投產(chǎn)時間相同(18口生產(chǎn)井均于2001年投產(chǎn))，井距相同(350 m)。因此認(rèn)為，影響S油田目標(biāo)井組單井采出程度的主要因素有：油井的有效厚度、滲透率、連通情況、縱向非均質(zhì)性。

1.2 影響因素分析

(1) 單井采出程度的計算方法為：單井采出程度=單井累計產(chǎn)油量/單井原始地質(zhì)儲量。采用面積權(quán)衡劈分方法計算單井原始地質(zhì)儲量[12]。

(2) 通過射孔資料統(tǒng)計油井的有效厚度、地層平均滲透率。

(3) 對于連通情況這一因素，因為海上油田測試資料較少，無法了解油井與注入井之間的連通情況，需要根據(jù)生產(chǎn)資料進(jìn)行合理的評估。考慮到注采井網(wǎng)中的注入水往往沿著高滲透條帶突進(jìn)，位于高滲條帶上的油井產(chǎn)出水比井組中的其余井更多。并且井組所在地層無活躍的邊底水，油井產(chǎn)出水只能來源于注入井。因此對于同一井組內(nèi)的生產(chǎn)井，其單井產(chǎn)水量越多，表明該井附近地層被驅(qū)替程度越強(qiáng)，注入井與該井的連通性越好。因此，水驅(qū)階段油井產(chǎn)水量可以反映油井與注入井的連通情況。需要說明的是，由于一些生產(chǎn)措施，如酸化導(dǎo)致的油井產(chǎn)量增加，可以認(rèn)為是“連通情況”變好。相應(yīng)的，油井因出砂、堵塞導(dǎo)致的產(chǎn)量減少，可以認(rèn)為是“連通情況”變差。因此，這里的連通情況不應(yīng)看作定值，而是隨著油井的生產(chǎn)而不斷變化的。

(4) 針對縱向非均質(zhì)性，用滲透率變異系數(shù)BK進(jìn)行評價，具體方法[13-14]為：

(1)

通過上述影響因素的計算方法，得出井組的生產(chǎn)動態(tài)指標(biāo)(表1)。

表1 井組生產(chǎn)動態(tài)指標(biāo)

2 采出程度敏感性分析及預(yù)測

將水驅(qū)期間單井采出程度作為因變量，水驅(qū)期間產(chǎn)水量、有效厚度、滲透率、縱向滲透率變異系數(shù)作為自變量進(jìn)行多元線性回歸，并進(jìn)行回歸系數(shù)的顯著性檢驗，以判斷模型是否可信。給定顯著性水平為0.050 00，檢驗結(jié)果見表2。

由表2可知，并不是所有的因素對油井采出程度都有顯著影響。P<0.050 00的因素有：水驅(qū)期間產(chǎn)水量、有效厚度，說明這些因素均為顯著影響因素，而滲透率、縱向滲透率變異系數(shù)則不是。

表2 回歸系數(shù)顯著性檢驗

結(jié)合油田生產(chǎn)動態(tài)，對滲透率與采出程度非顯著相關(guān)這一現(xiàn)象進(jìn)行分析。S油田為構(gòu)造層狀油藏，層與層之間的物性差異較大。其中主力層4小層的砂體非常發(fā)育，連通性好，非均質(zhì)性較弱，小層儲量占油田總儲量的19.4%，是14個小層中砂層最發(fā)育的層，最大砂層厚度達(dá)25.1 m，滲透率為1 300×10-3～11 000×10-3μm2。結(jié)合測試資料，發(fā)現(xiàn)4小層對油井采出程度的貢獻(xiàn)遠(yuǎn)大于其他小層。而滲透率這一指標(biāo)只能反映地層的平均物性，無法反映強(qiáng)非均質(zhì)性下，小層與小層之間的物性差異，因此，在后續(xù)計算中需要剔除滲透率這一因素?？紤]到主力層4小層對采出程度的影響較大，在模型中引入新的變量——地層系數(shù)。

對于縱向滲透率變異系數(shù)與采出程度非顯著相關(guān)這一現(xiàn)象進(jìn)行分析，認(rèn)為原因有以下幾點：①海上油田井距較大。S油田井距平均在350 m左右。測井得到的地層滲透率具有一定的局限性，只能反映油井附近地層的情況。在此基礎(chǔ)上計算出的縱向滲透率變異系數(shù)也有一定的局限性。②目標(biāo)井組在經(jīng)過10余年的注水開發(fā)以后，地下的滲透率已經(jīng)和原始滲透率有了較大不同。長期水驅(qū)會進(jìn)一步加劇縱向非均質(zhì)性。由于海上油田施工成本較為昂貴，測試資料與陸地油田相比較少，因此，用原始射孔資料統(tǒng)計出來的縱向滲透率變異系數(shù)無法實時反映地層情況。③文中縱向滲透率變異系數(shù)只能反映層間非均質(zhì)性，不能反映層內(nèi)非均質(zhì)性。對于S油田，層內(nèi)非均質(zhì)性對油井采出程度也有顯著影響。統(tǒng)計資料顯示，雖然個別油井整段表現(xiàn)為高含水，但該油井的油層中強(qiáng)水淹比例往往不到整段油層的20%，剩余儲量豐度很高，仍是挖潛重點[15-18]。因此，縱向滲透率變異系數(shù)這一指標(biāo)不能準(zhǔn)確反映地層的縱向非均質(zhì)性，在后續(xù)計算中需要剔除縱向滲透率變異系數(shù)這一因素。

在引入主力層地層系數(shù)，剔除滲透率、縱向滲透率變異系數(shù)后，再次進(jìn)行回歸，檢驗結(jié)果見表3。

表3 回歸系數(shù)顯著性檢驗

由表3可知，所有因素均為顯著影響因素，且產(chǎn)水量、有效厚度、地層系數(shù)均與采出程度成正相關(guān)，符合油藏規(guī)律。最終得到的回歸模型為：

Y=0.2316X1+0.541X2+0.1003X3-6.9037

(2)

式中：Y為采出程度；X1為水驅(qū)期間產(chǎn)水量，104t；X2為有效厚度，m；X3為地層系數(shù)，μm2·m。

將參數(shù)代入式(2)進(jìn)行計算，結(jié)果如表4所示。從整體來看采出程度的預(yù)測值與實際值較為接近。

表4 采出程度預(yù)測值與實際值

經(jīng)計算，該模型的復(fù)相關(guān)系數(shù)為0.957，精確度為0.916，說明模型較為可信。為了進(jìn)一步驗證該模型的可靠性，選取了與目標(biāo)井組相鄰的4口生產(chǎn)井進(jìn)行單井采出程度預(yù)測。選井的原則為：這幾口井與目標(biāo)井組相鄰，可以認(rèn)為地層原油黏度、孔隙度與目標(biāo)井組相似。并且這4口井均于2001年前后投產(chǎn)，水驅(qū)期間周圍沒有新打調(diào)整井投產(chǎn)，不會受鄰井的影響，井距均為350 m左右，和目標(biāo)井組條件相似，滿足該模型的適用條件，計算結(jié)果如表5。

表5 油井采出程度預(yù)測

預(yù)測數(shù)據(jù)的精確度為0.96，進(jìn)一步證明該模型可靠，可以應(yīng)用到現(xiàn)場。F16井?dāng)M合效果較差，原因在于模型將孔隙度、井距等因素進(jìn)行了簡化處理，并且受海上油田測試資料限制，缺少能夠準(zhǔn)確反映油藏縱向非均質(zhì)性的指標(biāo)[19]。需要說明的是，由于油田內(nèi)地層原油黏度、孔隙度等因素差異較大，利用文中方法計算不同井組內(nèi)的單井采出程度所得到的經(jīng)驗公式也是不同的[20-21]。

3 結(jié) 論

(1) 影響S油田水驅(qū)階段單井采出程度的因素是多方面的，水驅(qū)期間產(chǎn)水量、油井有效厚度、主力層地層系數(shù)對水驅(qū)單井采出程度有顯著影響。

(2) 滲透率、縱向滲透率變異系數(shù)與采出程度的相關(guān)性較弱。分析認(rèn)為主要受油田大井距，測試資料較少，主力層與其他小層物性差異大等因素影響。預(yù)測模型中缺少能夠準(zhǔn)確反映油藏縱向非均質(zhì)性的指標(biāo)，這是模型需要改進(jìn)的地方。

(3) 運用統(tǒng)計學(xué)方法，針對目標(biāo)井組建立了水驅(qū)單井采出程度的多元線性回歸模型，得到了經(jīng)驗公式。利用經(jīng)驗公式對目標(biāo)井組相鄰生產(chǎn)井進(jìn)行了單井采出程度預(yù)測，預(yù)測數(shù)據(jù)的精確度為0.96，結(jié)果較為可信。

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編輯 張耀星

20151126；改回日期：20160307

國家重大專項“海上大井距多層合采稠油油藏聚合物驅(qū)剩余油分布機(jī)理研究”(2011ZX05024-002-001)

張維易(1989-)，男，助理工程師，2012年畢業(yè)于中國石油大學(xué)(北京)石油工程專業(yè)，2015年畢業(yè)于該校石油與天然氣工程專業(yè)，獲碩士學(xué)位，現(xiàn)從事提高采收率研究工作。

10.3969/j.issn.1006-6535.2016.03.028

TE349

A

1006-6535(2016)03-0118-04