海上復(fù)雜斷塊油藏動(dòng)態(tài)連通性分析方法及應(yīng)用—以潿洲A油田A2井區(qū)為例

陽(yáng)中良，孟令強(qiáng)，王文濤，王 一，王彥利

（中海石油（中國(guó)）有限公司湛江分公司，廣東湛江 524057）

油藏連通性分析是油藏評(píng)價(jià)的重要內(nèi)容，對(duì)油田開(kāi)發(fā)調(diào)整意義重大。目前連通性主要包括靜態(tài)連通性和動(dòng)態(tài)連通性。隨著油藏的不斷開(kāi)發(fā)，儲(chǔ)層參數(shù)發(fā)生了很大變化，基于地質(zhì)和物探的靜態(tài)連通性已經(jīng)不能準(zhǔn)確反映儲(chǔ)層性質(zhì)，因此有必要加深油藏動(dòng)態(tài)連通性的認(rèn)識(shí)[1]。動(dòng)態(tài)連通性分析方法主要包括試井、油藏?cái)?shù)值模擬、示蹤劑測(cè)試、地球化學(xué)等方法[2-6]。但這些方法實(shí)施相對(duì)復(fù)雜，費(fèi)用昂貴，且會(huì)影響油田的正常生產(chǎn)，尤其對(duì)海上復(fù)雜斷塊油藏適用性差。

潿洲A油田A2井區(qū)為復(fù)雜斷塊油藏，具有縱向多層、儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)、連通性復(fù)雜等特點(diǎn)。該井區(qū)由于缺乏壓力、試井、示蹤劑等測(cè)試資料，導(dǎo)致儲(chǔ)層連通性分析困難，使剩余油分布難以刻畫(huà)。針對(duì)以上問(wèn)題，本文將物質(zhì)平衡方程與不穩(wěn)定滲流理論相結(jié)合，提出了適合該類(lèi)復(fù)雜斷塊油藏的動(dòng)態(tài)連通性分析方法，并在A2井區(qū)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，取得了較好的應(yīng)用效果，對(duì)類(lèi)似復(fù)雜斷塊油藏具有很好推廣價(jià)值。

1 動(dòng)態(tài)連通性分析方法

由于物質(zhì)平衡法受地層壓力影響較大，而海上油田地層壓力測(cè)試資料有限。因此，本文提出應(yīng)用物質(zhì)平衡方程并結(jié)合生產(chǎn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)歷史擬合進(jìn)行單井動(dòng)儲(chǔ)量、動(dòng)用范圍、水體能量評(píng)價(jià)，并分析儲(chǔ)層連通性。

考慮邊水的物質(zhì)平衡方程[7]，即：

式中：Cc－綜合壓縮系數(shù)，MPa-1；Rp－累計(jì)生產(chǎn)氣油比，m3/m3；Cg－天然氣壓縮系數(shù)，MPa-1。

邊水油藏水侵量可表示為：

其中：

式中：θ－水侵角度；μw－水黏度，mPa·s；Ct－總壓縮系數(shù)，MPa-1；ro－含油半徑，m；rD－無(wú)因次半徑；WeD－無(wú)因次水侵量。

在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，油井工作制度經(jīng)常發(fā)生變化，導(dǎo)致流動(dòng)規(guī)律也發(fā)生相應(yīng)地變化，因此建立生產(chǎn)歷史擬合目標(biāo)函數(shù)時(shí)應(yīng)考慮產(chǎn)量遞減規(guī)律的變化，依據(jù)累計(jì)產(chǎn)量變化來(lái)劃分不同的遞減階段（見(jiàn)圖1）。從圖1中可知，累計(jì)產(chǎn)量出現(xiàn)四段不同遞減規(guī)律，因此產(chǎn)量利用遞減規(guī)律來(lái)約束：

圖1 累計(jì)產(chǎn)量變化圖

式中：j－遞減段數(shù)，j=1，2，……；qji－j段的初始產(chǎn)量；nj－j段的遞減指數(shù)；Dji－j段的初始遞減率。

在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，油井雖然不可能一直保持定產(chǎn)生產(chǎn)或定壓生產(chǎn)，但在某一短時(shí)間內(nèi)可等效為既能定產(chǎn)生產(chǎn)，也能定壓生產(chǎn)。此時(shí)，基于不穩(wěn)定滲流理論[8]，根據(jù)Duhamel疊加原理計(jì)算井底壓力的變化：

當(dāng)t＜t1時(shí)，壓力波向外傳播，此時(shí)地層壓力為原始地層壓力，建立流壓函數(shù)：

當(dāng)t＞t1時(shí)，此時(shí)地層壓力開(kāi)始下降，由物質(zhì)平衡方程控制地層壓力下降，此時(shí)流壓函數(shù)：

流壓擬合目標(biāo)函數(shù)：

由于公式（1）中許多參數(shù)是地層壓力的函數(shù)關(guān)系，并且水侵量也是地層壓力的隱函數(shù)關(guān)系，不便于求解。因此，需將公式轉(zhuǎn)換為地層壓力與累計(jì)采出量之間的關(guān)系。首先，考慮到目標(biāo)區(qū)塊為衰竭式開(kāi)采，累計(jì)采出量可表示為：

式中：Gp-累計(jì)產(chǎn)氣量，108m3；rg-天然氣相對(duì)密度，無(wú)量綱；W-累計(jì)采出量，g。

其次，地層壓力與累計(jì)采出量關(guān)系為：

式中：j-生產(chǎn)時(shí)刻；p0-原始地層壓力，MPa；α-待定壓力降落系數(shù)。

將公式（1）改寫(xiě)為：

建立物質(zhì)平衡方程擬合目標(biāo)函數(shù)：

聯(lián)立公式（6）與公式（12）既可獲得儲(chǔ)層物性參數(shù)，也可獲得單井控制儲(chǔ)量與水侵量的大小，具體過(guò)程（見(jiàn)圖 2）。

該方法具有下述優(yōu)點(diǎn)：僅需生產(chǎn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，考慮產(chǎn)量遞減變化和水侵影響，可得出動(dòng)儲(chǔ)量、動(dòng)用范圍以及水體規(guī)模，從而分析儲(chǔ)層連通性。

圖2 動(dòng)態(tài)連通性分析法計(jì)算流程

2 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

2.1 油藏概況及存在問(wèn)題

潿洲A油田A2井區(qū)為典型復(fù)雜斷塊油藏，為F2，F(xiàn)A和F2A三條較大斷層控制下形成的復(fù)雜獨(dú)立斷塊圈閉，地層呈北西-南東向展布，北西方向高，南東方向低。開(kāi)發(fā)層位為W3Ⅲ油組～W3Ⅷ油組及W4I油組，其中主力油組為W3Ⅴ油組。W3Ⅴ油組原油探明地質(zhì)儲(chǔ)量為67.68×104m3，原油控制地質(zhì)儲(chǔ)量 16.47×104m3，原油預(yù)測(cè)地質(zhì)儲(chǔ)量24.51×104m3。A2井區(qū)為辮狀河三角洲沉積，砂體展布范圍廣，主物源來(lái)自東北部，主力油組W3Ⅴ砂體分布穩(wěn)定，但存在疊置現(xiàn)象。W3Ⅴ油組孔隙度為12.9%～17.8%，滲透率為3.2 mD～109.8 mD，為中孔中滲儲(chǔ)層。

目前A2井區(qū)開(kāi)發(fā)井網(wǎng)為兩采（A1井和A2井），2008年投產(chǎn)，衰竭式開(kāi)發(fā)。該區(qū)塊在生產(chǎn)過(guò)程中存在以下問(wèn)題：W3Ⅴ油組砂體存在疊置現(xiàn)象，井間壓力系數(shù)相差大（相差0.1左右），連通性復(fù)雜。

2.2 連通性分析

利用動(dòng)態(tài)連通性分析法的計(jì)算思路，輸入基本參數(shù)和生產(chǎn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行生產(chǎn)歷史擬合，擬合結(jié)果（見(jiàn)圖3～圖10），分析結(jié)果（見(jiàn)表1）。從分析結(jié)果看，A1井動(dòng)儲(chǔ)量為64.16×104m3，水體規(guī)模較小，水體倍數(shù)約為12倍。A2井動(dòng)儲(chǔ)量為55.61×104m3，水體規(guī)模較小，水體倍數(shù)約為14倍。

圖3 A1井產(chǎn)量和累計(jì)產(chǎn)量擬合曲線

圖4 A1井井底流壓擬合曲線

圖5 A1井物質(zhì)平衡擬合曲線

圖6 A1井累計(jì)水侵生產(chǎn)曲線

圖7 A2井產(chǎn)量和累計(jì)產(chǎn)量擬合曲線

圖8 A2井流壓擬合曲線

圖9 A2井物質(zhì)平衡擬合曲線

圖10 A2井累計(jì)水侵生產(chǎn)曲線

表1 潿洲A油田A2井區(qū)原油動(dòng)用范圍分析結(jié)果表

從表1可知，A1井原油動(dòng)用范圍與W3Ⅴ油組探明儲(chǔ)量范圍接近，說(shuō)明A1井已經(jīng)動(dòng)用到A2井控制范圍，井間是連通的；A2井原油動(dòng)用范圍較大，已經(jīng)達(dá)到W3Ⅴ油組預(yù)測(cè)儲(chǔ)量范圍，說(shuō)明A2井構(gòu)造低部位具有儲(chǔ)量潛力。

2.3 油藏?cái)?shù)值模擬法驗(yàn)證

利用數(shù)值模擬法對(duì)上述研究成果進(jìn)行驗(yàn)證。在對(duì)A1井含水、壓力及氣油比進(jìn)行擬合過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，假如A1、A2井間儲(chǔ)層不連通，A1井的壓力及日產(chǎn)油擬合情況較差，出現(xiàn)物質(zhì)不平衡現(xiàn)象；而兩井間儲(chǔ)層連通，A1井?dāng)M合程度較好。由此可見(jiàn)，上述研究成果是可行的，A1、A2井間儲(chǔ)層連通。

3 結(jié)論

（1）針對(duì)海上復(fù)雜斷塊油藏連通性復(fù)雜、資料匱乏的現(xiàn)狀，將物質(zhì)平衡方程和不穩(wěn)定滲流理論相結(jié)合，提出了動(dòng)態(tài)連通性分析方法，該方法僅需利用生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料便可得到動(dòng)儲(chǔ)量、動(dòng)用范圍及水體規(guī)模，進(jìn)而分析儲(chǔ)層連通性。

（2）潿洲A油田A2井區(qū)的礦場(chǎng)應(yīng)用表明，該方法科學(xué)合理、適用性強(qiáng)，對(duì)于類(lèi)似海上復(fù)雜斷塊油藏，具有較好的推廣應(yīng)用價(jià)值。