油井產能預測評價新方法

樊秀江　李劍　呂思錦　王奇　呂志欣　牛瑞

摘 要：評價油井產能對生產開發(fā)具有重要指導意義，而針對于非均質性極強縫洞型碳酸鹽巖儲層，常規(guī)產能評價方法有著諸多的不適應性。表現(xiàn)在井底流壓測試困難，地層壓力衰減較快，求取的采油指數(shù)也僅反映測試時產能特征。為更有效的對油井產能動態(tài)特征進行分析評價，通過油壓及日產量構建產能分析圖版，分析油井產能遞減率，根據(jù)油藏驅動能量特征，將油藏區(qū)分為水壓驅動油藏和彈性驅動油藏。并利用油壓與日產量回歸得到直線投影到橫坐標得到的產能面積，與單井自噴期實際的日產油能力進行統(tǒng)計回歸，得到產能面積與實際日產油能力的相關經驗公式，即產能評價預測經驗公式。依據(jù)此公式只需要判別油藏驅動類型，利用油壓及日產量數(shù)據(jù)計算產能面積，即可求得自噴期單井日產油能力。該方法簡單實用，可有效的對本區(qū)塊油井自噴期日產能力進行評價預測。無需任何測試費用，同時也為類似油田油井產能評價分析提供一種技術思路。

關 鍵 詞：碳酸鹽巖；縫洞型油藏；產能評價；產能系數(shù)；產能預測

中圖分類號：TE328 文獻標識碼： A 文章編號： 1671-0460（2017）07-1409-03

A New Method for Prediction and Evaluation of Oil Well Productivity

FAN Xiu-jiang1， LI Jian2， LV Si-jin3， WANG Qi4， LV Zhi-xin5， NIU Rui6

（1. Yanchang Oilfield Co.，Ltd. Wangjiachuan Oil Production Plant，Shaanxi Yanchang 717100， China；

2. Daqing Oilfield Engineering Co.， Ltd.， Heilongjiang Daqing 163712， China；

3. PetroChina Qinghai Oilfield Company， Gansu Dunhuang 736202， China；

4. No.1 Oil Production Plant of PetroChina Qinghai Oilfield Company， Qinghai Mangnai 816499， China；

5. No.5 Oil Production Plant of PetroChina Dagang Oilfield Company， Tianjin 300280， China；

6. No.2 Oil Production Plant of PetroChina Qinghai Oilfield Company， Qinghai Mangnai 816499， China）

Abstract： Evaluation of oil well productivity has important guiding significance for production and development of reservoirs. Conventional productivity method has a lot of inadaptabilities in evaluating fractured carbonate reservoirs with strong heterogeneity， including that the bottom hole flow pressure test is difficult， the formation pressure decreases rapidly， and the oil recovery index also only reflects the capacity in the test. In order to analyze and evaluate the dynamic characteristics of oil well productivity more effectively， the productivity analysis chart of oil pressure and output was constructed. Oil well productivity decline rate was analyzed. According to the energy characteristics of the reservoir， the reservoir was divided into water pressure driven reservoir and elastic driven reservoir. The regression of oil pressure and daily output was used to get the production area of the linear projection to the horizontal coordinate. Statistical regression of production area and oil production capacity of actual flowing period was carried out to obtain empirical formula of production area and actual production capacity， that was the empirical formula of productivity evaluation and prediction. According to this formula， through distinguishing the reservoir type， based on the production area calculated by oil pressure and output data， single well capacity in the flowing period was obtained. This method is simple and practical， can effectively evaluate the production capacity of flowing period.

Key words： Carbonate rock； Fractured-vuggy reservoir； Productivity evaluation； Deliverability coefficient； Productivity prediction

油井產能評價是通過產能測試完成的，而產能測試又受諸多因素影響，正確評價油井產能并非一件容易的事[1]。針對縫洞型碳酸鹽巖油藏，受構造、巖溶等后期改造作用影響，具有一井一藏地質特征，儲集空間非常復雜，非均質性強，流體流動規(guī)律難以描述，應用常規(guī)方法進行油氣層產能評價存在較大誤差[2，3]。目前針對油井產能評價已經取得不少成果，但針對于描述油井產能動態(tài)遞減過程及油井產能預測上，仍值得進一步探討研究。

1 常規(guī)評價方法局限性

在油藏工程中油井產能評價主要應用回壓試井方法，測取不同工作制度即不同生產壓差下產量，構建產能方程得到采油指數(shù)，利用采油指數(shù)來評價油井產能。同時根據(jù)油井產能指示曲線，評價測試時地層流體流動狀態(tài)。若針對于縫洞型碳酸鹽巖油藏，采油指數(shù)的評價具有較大的不適應性[4，5]。

首先，回壓試井原則上要求測試時需穩(wěn)定井底流壓生產，進而計量井口產量。對于砂巖油藏短期內測試，地層壓力降幅不大，即能達到穩(wěn)定流壓生產的階段。而縫洞型碳酸鹽巖油藏，根據(jù)多口實際測試井資料來看，地層壓力衰竭較快，幾乎無法實現(xiàn)穩(wěn)定流壓生產。

其次，即使進行了測壓并利用測壓數(shù)據(jù)構建產能方程，得到的采油指數(shù)，也與實際單井產生情況存在較大的偏差。僅能描述測試時單井的產能特征，無法反映油井生產動態(tài)過程產能情況。例如ZG1井，投產前測試回壓試井，記錄選擇3個工作制度下生產壓差與產量關系，建立產能方程。得到的采油指數(shù)為76.93 m3/（MPa·d），地層原油飽和壓力38.06 MPa，理論上可得單相產出時，最大產油潛能約為1 620.85 m3/d。而該井在實際生產過程，表現(xiàn)出定容衰竭開發(fā)油藏特征，投產122 d后即停噴，自噴期累產油4 803 t，自噴期平均日產油39.37 t。初始地層壓力64.33 MPa，停噴后測試地層壓力25.62 MPa，地層壓力衰減極快。

因此利用采油指數(shù)評價縫洞型碳酸鹽巖油藏單井產能，僅反映測試時單井產能特征，無法準確描述單井生產動態(tài)過程產能遞減特征。

2 產能動態(tài)評價

2.1 產能系數(shù)

建立井口油壓與產量關聯(lián)式，分析井口產量對井口油壓的依賴程度，也反映出產能大小。

（1）

式中：qo——產油量，t/d；

d——油嘴直徑，mm；

Rgo——生產氣油比，m3/m3；

Pt——井口油壓，MPa；

a、m、n——回歸系數(shù)。

由（1）式回歸可得產量與井口油壓成線性關系，可將其簡化為（2）式，用以評價油井在不同壓力衰減生產過程中產能動態(tài)特征。Z定義為不同壓力下油井產能系數(shù)，t/（d·MPa）。

（2）

2.2 產能動態(tài)遞減特征

產能系數(shù)反映實時油井產能大小，而油井在生產過程，產能是一個動態(tài)變化的過程。對研究區(qū)油井進行統(tǒng)計分析，根據(jù)產能系數(shù)所回歸曲線特征，具有兩種典型動態(tài)變化。

一種為初始產能系數(shù)大而遞減緩慢，根據(jù)油井生產指示曲線反映為水壓驅油藏特征。在產能動態(tài)圖版上，表現(xiàn)為產能系數(shù)Z所回歸的直線與縱坐標斜交，而并非相交于坐標原點附近（圖1）。

根據(jù)初始產量與油壓的坐標點，與見水前產量及油壓的坐標點，和橫坐標構成一個梯形，所構成梯形面積稱之為產能面積。根據(jù)梯形面積計算公式，即可求得面積：

（3）

式中：S1——產能面積，MPa·t/d；

k——產能遞減率，t/（d·MPa）；

Pi——初始油壓，MPa；

qi——初始產量，t/d；

Pw——見水前油壓，MPa；

qw——見水前產量，t/d；

b——產能遞減直線延長線與縱坐標交點，t/d。

另一種根據(jù)油井生產指示曲線反映為彈性驅油藏特征，在產能動態(tài)圖版上，表現(xiàn)為產能系數(shù)Z所回歸的直線與縱坐標相交與原點附近（圖2）。

根據(jù)初始產量與油壓的坐標點，和橫坐標構成一個三角形，利用三角形面積計算公式，即可求得面積：

（4）

其中，彈性驅油藏根據(jù)縫洞型碳酸鹽巖儲層類型劃分標準及不同儲層類型井產能特征，區(qū)分為洞穴型井和裂縫孔洞型井。按照本區(qū)塊儲層類型劃分標準及不同儲層類型投產井投產初期油壓及產量關系，將初始油壓大于20 MPa、日產大于60 t井歸類為洞穴井，初始油壓小于20 MPa、日產小于60 t井歸類為裂縫孔洞型井[6]。不同儲層類型的井在試采過程有著不同的產能遞減特征[7]。洞穴型儲層油井初始產能較高，產能遞減率相對較大，而裂縫孔洞型儲層油井初始產能較低，產能遞減率相對較小。

2.3 自噴期產能評價經驗公式

由產能圖版經過計算得到的產能面積反映計算時間內油井產能大小。計算研究區(qū)14口油井自噴期產能面積，與實際自噴期單井日產油能力回歸分析。產能面積與自噴期單井日產油能力具有較好的線性關系（圖3）。依據(jù)此回歸得到本區(qū)塊油井自噴期單井產能評價經驗公式，即：

（5）

依據(jù)此經驗公式，求取本區(qū)塊單井自噴期產能面積，即可得到自噴期單井日產油能力。同時也能根據(jù)投產井初期油壓、日產油及產能遞減率，構建產能圖版，區(qū)分水壓驅動油藏油井和彈性驅動油藏油井。并做回歸直線的延長線，計算產能面積進行產能預測，預測單井自噴期日產油能力。

3 實例及應用

例如水壓驅動油藏W1井，利用油壓及日產，得到水驅油藏油井產能圖版，初始油壓及日產為33 MPa、79 t/d，見水前油壓及日產16 MPa、56.3 t/d，產能遞減率1.25t/（d·MPa），產能遞減直線延長線與縱坐標交點38.64 t/d，計算得到自噴期見水前產能面積為1177.5 MPa·t/d。經過經驗公式得到自噴期見水前平均日產油能力39 t/d，而實際日產油能力41.8 t/d。

例如新投產井W2，構建油井產能圖版，為典型的彈性驅油藏油井（圖4）。初始油壓及日產為26.3 MPa、48.24 t/d，產能遞減率1.78 t/（d·MPa），根據(jù)公式（4）即可求得自噴期產能面積615.6 MPa·t/d。通過經驗公式預測整個自噴期單井日產油能力為25.95 t/d。

4 結 論

（1）利用油壓及日產量構建油井產能圖版，區(qū)分水壓驅動油藏油井和彈性驅動油藏油井。并計算產能圖版自噴期產能面積，根據(jù)本區(qū)塊油井實際日產能力與產能面積線性關系，回歸得到了本區(qū)塊油井自噴期單井產能評價預測經驗公式。能有效的對本區(qū)塊油井自噴期日產油能力進行預測評價分析，用以指導實際生產預測單井產能。

（2）評價預測過程只需要油壓及日產量數(shù)據(jù)，不需要增加現(xiàn)場測試費用，也不影響單井正常生產。評價預測方法簡單、實用，現(xiàn)場應用更為廣泛。同時也為類似油田單井產能評價預測提供經驗參考。

參考文獻：

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[2] 王禹川，王怒濤，袁曉滿，等.碳酸鹽巖縫洞型油藏產能評價方法探討[J].斷塊油氣田，2011，18（5）：637-640.

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[4] 楊瑀，何志雄，陳旭，等.縫洞型油藏油井產能分析[J].斷塊油氣田，2014，21（6）：746-749.

[5] 李傳亮，朱蘇陽.油藏天然能量評價新方法[J].巖性油氣藏，2014，26（5）：1-4.

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[7] 譚承軍，呂景英，李國蓉.塔河油田碳酸鹽巖油藏產能特征與儲集層類型的相關性[J].油氣地質與采收率，2001，8（3）：43-45.