準噶爾盆地低滲透礫巖油藏未動用儲量開發(fā)潛力

潘虹，楊作明，王金輝，羅官幸，張藝，薛源

（中國石油 a.新疆油田分公司 勘探開發(fā)研究院；b.新疆油田分公司，新疆 克拉瑪依 834000）

準噶爾盆地油氣資源豐富，油氣綜合探明率處于早—中期，但是勘探目標(biāo)已經(jīng)轉(zhuǎn)入“低、深、隱、難”階段，勘探領(lǐng)域逐漸由正向構(gòu)造向斜坡區(qū)轉(zhuǎn)移，由中—高滲儲集層向低孔、特低滲儲集層轉(zhuǎn)移，探明未動用儲量有效開發(fā)難度增加。目前，探明未動用儲量潛力評價方法幾乎都局限于油藏地質(zhì)參數(shù)，評價參數(shù)側(cè)重于儲集層厚度和試油試采產(chǎn)量[1]；文獻［2］則提出地質(zhì)儲量、儲量豐度、投資回收期等指標(biāo)在內(nèi)的分類評價指標(biāo)集；文獻［3］提出采用儲量豐度、孔喉半徑、流度比、壓力梯度、有效驅(qū)動因子和有效厚度作為綜合評價指標(biāo)。隨著國際油價的持續(xù)低迷，油氣田開發(fā)由過去的規(guī)模、速度為指導(dǎo)轉(zhuǎn)變?yōu)橐再|(zhì)量、效益為導(dǎo)向，已有的評價方法在當(dāng)前局勢下缺乏有效的指導(dǎo)作用。因此，為提高未動用儲量的動用率，建立一套綜合開發(fā)、地質(zhì)、經(jīng)濟等各項關(guān)鍵參數(shù)的未動用儲量潛力評價方法迫在眉睫。

1 低滲透礫巖油藏開發(fā)現(xiàn)狀及未動用儲量規(guī)模

低滲礫巖油藏是指儲集層空氣滲透率小于50 mD的礫巖油藏。2000年以來，新疆油田低滲透礫巖油藏探明儲量中已有60.0%陸續(xù)采用水驅(qū)方式投入開發(fā)，其中平均生產(chǎn)12 a的油藏采出程度僅為9.6%，中淺層、中深層低滲透礫巖油藏普遍表現(xiàn)為注水見效差、采出程度低、采油速度低、單井日產(chǎn)量低、含水上升快等特點，常規(guī)水驅(qū)開發(fā)效果普遍不理想。截至2016年底，探明未動用儲量占總探明儲量的30.0%，其中，低滲透礫巖油藏占稀油總儲量的56.6%.該類油藏平面零散分布，分布在11個油田的47個儲量單元中，縱向上二疊系、三疊系、侏羅系和白堊系都有分布，其中74.0%的儲量集中分布在三疊系；油藏地質(zhì)條件差，開發(fā)難度大，主要表現(xiàn)為儲集層物性差，油藏埋深大，直井產(chǎn)量低等特點[4]，采用常規(guī)開發(fā)方式難以經(jīng)濟有效動用。

2 典型低滲透礫巖油藏已開發(fā)區(qū)塊效果評價

已開發(fā)區(qū)塊在開發(fā)技術(shù)及經(jīng)濟因素等方面的研究都較為成熟，選擇成熟已開發(fā)區(qū)塊來建立儲量評價模型，對于未開發(fā)儲量的研究具有指導(dǎo)作用[5]。根據(jù)準噶爾盆地低滲透礫巖油藏已開發(fā)區(qū)塊實際生產(chǎn)情況，以油藏開發(fā)水平分類指標(biāo)及經(jīng)濟評價指標(biāo)界限為標(biāo)準[6]，確定了水驅(qū)控制程度、油層動用程度、含水上升率、采收率、自然遞減率、綜合遞減率、投入產(chǎn)出比、投資回收期、內(nèi)部收益率和百萬噸建產(chǎn)投資10個反映開發(fā)效果的評價指標(biāo)。參照10個評價指標(biāo)的各項評分標(biāo)準，聘請代表性專家憑借經(jīng)驗按標(biāo)準評分，然后求取評分的平均值，得到最終的專家評分。按照專家評分法對準噶爾盆地65個典型低滲透礫巖油藏已開發(fā)區(qū)塊開發(fā)效果逐一進行量化評分。以準噶爾盆地X9井區(qū)塊為例（表1），結(jié)合開發(fā)技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟評價指標(biāo)綜合分析，開發(fā)效果專家評分為79.5分。

表1 準噶爾盆地X9井區(qū)塊開發(fā)效果專家評分

3 潛力評價模型建立

3.1 關(guān)鍵參數(shù)分析及篩選

未開發(fā)儲量區(qū)塊不具備成熟的開發(fā)技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟評價指標(biāo)，往往只有油藏類型、儲集層物性、流體性質(zhì)等基礎(chǔ)評價參數(shù)，其與開發(fā)效果的關(guān)系尚不明確[7]。因此，要通過已開發(fā)區(qū)塊開發(fā)效果的專家評分，開展與基礎(chǔ)評價參數(shù)相關(guān)性研究?；A(chǔ)評價參數(shù)包括地質(zhì)儲量、儲量豐度、油層厚度、油藏埋深、內(nèi)部收益率、空氣滲透率、有效孔隙度、千米井段日產(chǎn)油量和原油黏度。將已開發(fā)區(qū)塊開發(fā)效果專家評分與基礎(chǔ)評價參數(shù)進行相關(guān)性分析，篩選出與專家評分相關(guān)性較強的基礎(chǔ)評價參數(shù)為關(guān)鍵參數(shù)[8]。

專家評分與基礎(chǔ)評價參數(shù)分析結(jié)果顯示，專家評分與油層厚度、有效孔隙度、地質(zhì)儲量、油藏埋深相關(guān)性差；與儲量豐度、千米井段日產(chǎn)油量、空氣滲透率呈對數(shù)正相關(guān)；與原油黏度呈指數(shù)負相關(guān)。篩選出的關(guān)鍵參數(shù)有空氣滲透率、儲量豐度、原油黏度和千米井段日產(chǎn)油量（圖1）。

3.2 評價模型的建立

要較為精確地分析與評價未動用儲量，需要建立多層次綜合的灰色關(guān)聯(lián)評價模型[9]。權(quán)重系數(shù)是關(guān)鍵參數(shù)在開發(fā)效果評價模型中重要程度的客觀表征，本文采用多元線性回歸分析關(guān)鍵參數(shù)的權(quán)重系數(shù)。擬定已開發(fā)區(qū)塊綜合評分為F，關(guān)鍵參數(shù)儲量豐度、空氣滲透率、原油黏度和千米井段日產(chǎn)油量的影響因素分別為f1，f2，f3和f4，以關(guān)鍵參數(shù)為自變量，專家評分為因變量，利用多元線性回歸方法求取4個關(guān)鍵參數(shù)的權(quán)重系數(shù)分別為0.506 9，0.733 0，0.155 4和0.135 3，常數(shù)項為-43.494 2.

式中 a1，a2，a3和a4——分別為4個關(guān)鍵參數(shù)的權(quán)重系數(shù)；

b——常數(shù)；

K——空氣滲透率，mD；

q——千米井段日產(chǎn)油量，t；

Ω——儲量豐度，104t/km2；

μ——原油黏度，mPa·s.

圖1 準噶爾盆地低滲透礫巖油藏專家評分與基礎(chǔ)評價參數(shù)的相關(guān)性

將各權(quán)重系數(shù)及常數(shù)代入（5）式，即得到油藏開發(fā)潛力綜合評分與關(guān)鍵參數(shù)的關(guān)系模型（6）式，是關(guān)于對數(shù)函數(shù)和指數(shù)函數(shù)的綜合評價模型。

利用75個已開發(fā)區(qū)塊的關(guān)鍵參數(shù)進行綜合評分，與專家評分作對比，兩者平均相對誤差僅為1.65%（圖2）。綜合評價模型可以利用關(guān)鍵參數(shù)對區(qū)塊開發(fā)潛力進行綜合評價，并能夠較準確地預(yù)測油藏開發(fā)效果。

圖2 研究區(qū)低滲透礫巖油藏開發(fā)潛力綜合評分與專家評分對比

4 潛力儲量的綜合評價及優(yōu)選

4.1 潛力評價排序

利用多參數(shù)進行排序評價的方法很多，如蒙特卡洛[10-11]、灰色聚類[12-14]等。這些方法往往需要比較復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型和軟件工具，不易實現(xiàn)。本文所建潛力綜合評價模型涉及4個關(guān)鍵參數(shù)，各參數(shù)值分別從地質(zhì)儲量、儲集層條件、試油情況和原油性質(zhì)中直接提取，將參數(shù)值代入綜合評價模型中進行簡單的計算，即可得到開發(fā)潛力綜合評分，參數(shù)獲取方便，操作簡單易行。利用該模型將34個低滲透礫巖油藏未開發(fā)區(qū)塊進行綜合評分，得到初步潛力排序（表2）。

4.2 區(qū)塊優(yōu)選

隨著工程技術(shù)進步，儲集層改造技術(shù)取得突破并日漸成熟[15]：水平井+壓裂技術(shù)在中拐地區(qū)石炭系火山巖油藏、二疊系砂礫巖油藏中推廣應(yīng)用，利用水平井提高單井產(chǎn)量已經(jīng)初見成效。按照非常規(guī)資源開發(fā)建產(chǎn)的新模式對低滲透礫巖油藏進行框架方案部署，并根據(jù)方案編制進行經(jīng)濟效益評價，得到各區(qū)塊框架方案的內(nèi)部收益率。

通過綜合評價模型進行評分排序，以內(nèi)部收益率達到企業(yè)目標(biāo)收益率為前提[16]，篩選出可作為新疆油田中長期開發(fā)規(guī)劃儲量有效動用備選區(qū)塊。鑒于戰(zhàn)略因素分析的理念[17]，在進行“先易后難，先大后小”開發(fā)潛力評價時，采用多視角來審視約束低滲透礫巖油藏有效動用的因素[18]。

通過前期開發(fā)效果相關(guān)性分析，制約低滲透礫巖油藏有效動用的因素可歸結(jié)為2部分，分別是油藏地質(zhì)因素和經(jīng)濟環(huán)境因素，在明確油藏地質(zhì)特征和技術(shù)經(jīng)濟條件的基礎(chǔ)上，建立二維評價圖，用區(qū)域的形式來表示地質(zhì)與經(jīng)濟雙因素的優(yōu)劣組合，建立潛力區(qū)塊的雙因素圖版（圖3），篩選出近期、中期和遠期開發(fā)目標(biāo)。

表2 準噶爾盆地低滲透礫巖油藏未開發(fā)區(qū)塊開發(fā)潛力評價排序

圖3 研究區(qū)低滲透礫巖油藏地質(zhì)與經(jīng)濟雙因素圖版

利用綜合評價模型，篩選出綜合評分在60分以上的區(qū)塊24個，參考中國石油集團公司規(guī)定的中國石油基準收益率標(biāo)準[19]，分別以內(nèi)部收益率為8%和12%來進行經(jīng)濟技術(shù)篩選，結(jié)合油藏地質(zhì)因素與經(jīng)濟技術(shù)因素進行開發(fā)潛力梯隊篩選。優(yōu)先考慮綜合評分在72分以上，內(nèi)部收益率在8%以上的區(qū)塊，篩選出JL-2，B-34，M-2，JW-42，W-109和531共6個區(qū)塊為中期開發(fā)目標(biāo)；選擇評分在78分以上，內(nèi)部收益率在12%以上的區(qū)塊作為近期開發(fā)目標(biāo)，篩選出M-18，X-54和X-50共3個區(qū)塊（表3）。

5 結(jié)論

（1）低滲透礫巖油藏開發(fā)潛力綜合評價模型是通過利用成熟已開發(fā)區(qū)塊的開發(fā)效果來指導(dǎo)未開發(fā)區(qū)塊，科學(xué)篩選關(guān)鍵參數(shù)，確保用少而精的參數(shù)來反映油藏特征多而全特點的方法模型。潛力區(qū)塊梯隊篩選綜合了地質(zhì)與經(jīng)濟因素，建立多維度的評價視角，確保了評價結(jié)果的可行性和準確性。

表3 研究區(qū)低滲透礫巖油藏潛力區(qū)塊油藏地質(zhì)與經(jīng)濟參數(shù)

（2）開展對低滲透礫巖油藏的開發(fā)潛力評價，為準噶爾盆地低滲礫巖油藏未動用儲量的有效開發(fā)提供指導(dǎo)。

（3）低滲透礫巖油藏開發(fā)潛力評價方法在新疆油田已經(jīng)得到實際應(yīng)用，評價結(jié)果準確可靠，其評價技術(shù)和思路可為其他類型油藏的潛力評價所借鑒。