利用氣測錄井資料預(yù)測渤海P油田原油API及地層原油黏度的新方法

張博文，王海更，王慶龍，魏 焜，孟憲偉，李亦白

（中海石油（中國）有限公司蓬勃作業(yè)公司，天津 300452）

P油田位于渤海東南部，構(gòu)造形態(tài)為一發(fā)育在渤南凸起帶基底隆起背景之上，受兩組走滑斷層控制，內(nèi)部被NE或EW向次生斷層復(fù)雜化的斷裂背斜，屬于海上大型復(fù)雜河流相水驅(qū)開發(fā)油田。該油田含油層系多、含油層段長，主要采用多層合注合采方式開發(fā)。海上油田受開發(fā)投資成本、開發(fā)井井斜較大等因素限制，油藏地層條件下的高壓物性資料獲取難度較大，每一個(gè)主力油氣層都進(jìn)行地層流體取樣更是難以實(shí)現(xiàn)。相關(guān)研究表明，地面原油密度和地層原油黏度具有較好的回歸關(guān)系，可利用地面原油密度來預(yù)測地層原油黏度[1-5]。但對(duì)采用多層合注合采開發(fā)方式的油田而言，其井口取樣化驗(yàn)的地面原油密度為多個(gè)油氣層產(chǎn)出的原油脫氣后的混合密度，由此回歸的地層原油黏度無法表征單一油氣層，特別是主力油氣層的原油性質(zhì)。因此，如何在海上油田取樣受多因素制約的基礎(chǔ)上，充分結(jié)合現(xiàn)有流體資料，建立一種針對(duì)單一油氣層地面原油密度的預(yù)測方法，具有一定意義。

1 基本原理

油氣藏在形成過程中，烴類的運(yùn)移、散失及生物降解等作用均會(huì)使原油性質(zhì)發(fā)生變化[6-7]。P油田原油具有低蠟、低硫、高酸值等特征，生物降解作用十分活躍且降解規(guī)模巨大[8]，其原油的黏度與其所遭受的生物降解作用密切相關(guān)。Wenger等[9]提出在生物降解作用加強(qiáng)的過程中，C1-C5氣態(tài)烴類也會(huì)逐步降解（圖1），其中甲烷（C1）最為穩(wěn)定?；诖耍瑲鉁y錄井檢測出的氣體組分和含量不同，說明原油遭受生物降解作用的強(qiáng)度不同，從而原油的性質(zhì)也會(huì)發(fā)生變化，作為表征原油性質(zhì)重要參數(shù)的原油API也會(huì)有所差別。因此，可利用氣測錄井的烴類組分比值和原油API的回歸關(guān)系進(jìn)行原油API的預(yù)測（以下簡稱新方法）。

圖1 氣態(tài)烴隨生物降解作用加強(qiáng)的相對(duì)降解順序（Wenger et al.2002）

2 預(yù)測方法

P油田歷史上共進(jìn)行過57個(gè)井下PVT取樣，同時(shí)在對(duì)應(yīng)井段進(jìn)行了地面原油分析。基于這些井段的氣測錄井資料，建立了兩個(gè)氣測錄井的組分比值參數(shù)（C2+ C3+ iC4+ nC4+ iC5+ nC5）/C1、（C3+ iC4+ nC4+iC5+ nC5）/C1，并對(duì)樣本點(diǎn)的上述參數(shù)與實(shí)測原油API進(jìn)行了回歸分析。通過回歸分析發(fā)現(xiàn)，上述兩個(gè)氣測錄井的組分比值參數(shù)均與原油API具有較好相關(guān)性，即原油受生物降解作用越強(qiáng)，其對(duì)應(yīng)的組分比值參數(shù)越小，相應(yīng)的原油API也越?。▓D2）。

圖2 氣測組分比值參數(shù)與原油API關(guān)系

利用P油田進(jìn)行過單一油組取樣的17個(gè)樣本點(diǎn)對(duì)新方法進(jìn)行檢驗(yàn)，樣本點(diǎn)來自油田各區(qū)塊的水平生產(chǎn)井，層位分別來自L40-L80等多個(gè)油組，具有較好的代表性。檢驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)單一油組，新方法預(yù)測原油API與實(shí)測原油API的相對(duì)誤差僅為1%～9%（表1），具有較高的可靠性。

3 應(yīng)用分析

3.1 預(yù)測單層原油API

P42井為2021年6月投產(chǎn)的一口定向生產(chǎn)井，生產(chǎn)層位L50-L90小組。其L40小層鉆遇一套17.5 m的厚油層，和鄰井P52井橫向?qū)Ρ容^好?？紤]后期采用水平井單獨(dú)開發(fā)該層，P42井L40小層未打開生產(chǎn)。因該井區(qū)歷史上L40小層無流體取樣資料，為了加深該層流體性質(zhì)認(rèn)識(shí)，利用新方法預(yù)測L40小層原油API為13.7，通過和南側(cè)區(qū)塊已實(shí)施水平井L40小層的實(shí)測原油API對(duì)比，預(yù)測原油API和實(shí)測原油API的相對(duì)誤差較?。ū?）。

表1 17個(gè)樣本點(diǎn)預(yù)測原油API和實(shí)測原油API對(duì)比

3.2 預(yù)測單層地層原油黏度

通過對(duì)P油田各油組的57個(gè)井下PVT取樣的原油API和地層原油黏度進(jìn)行回歸，發(fā)現(xiàn)當(dāng)原油API＞14時(shí)，兩者具有較好的回歸關(guān)系（圖3）。對(duì)于單一油層，可先根據(jù)該層的氣測錄井資料預(yù)測該層原油API，然后再根據(jù)原油API預(yù)測該層原油黏度。

圖3 P油田各油組原油API和地層原油黏度回歸關(guān)系

P28井為P油田東北側(cè)斷塊內(nèi)實(shí)施的第一口開發(fā)井，生產(chǎn)層位為L50-L80油組。基于儲(chǔ)層厚度及物性，選取該井L70及L80油組主力儲(chǔ)層氣測錄井資料（表2），應(yīng)用新方法對(duì)地層原油黏度進(jìn)行預(yù)測，預(yù)測值和該區(qū)塊相鄰評(píng)價(jià)井實(shí)測的地層原油黏度相近（表3）。

表2 P28井L70及L80油組主力儲(chǔ)層氣測組分

表3 P28井L70及L80油組主力儲(chǔ)層預(yù)測原油黏度與實(shí)測原油黏度對(duì)比

3.3 深化生產(chǎn)動(dòng)態(tài)認(rèn)識(shí)

P07井為P油田2020年實(shí)施的一口北區(qū)邊部開發(fā)井，生產(chǎn)層位為L70-L100油組，其鄰井P06井 于2014年投產(chǎn)，生產(chǎn)層位為L50-L70油組（圖4）。兩井對(duì)比顯示，除P07井在L108小層鉆遇一套厚8 m的儲(chǔ)層、P06井未鉆至該層位外，其他主力層位L60、L76等小層砂體橫向展布均較穩(wěn)定。

圖4 P06井/P07井井位展布

該區(qū)塊已有近十年的注水開發(fā)歷史，隨著注水程度加強(qiáng)，油藏含水率上升，相應(yīng)地層原油黏度增加，原油API應(yīng)呈降低趨勢(shì)。但通過P07井、P06井與該區(qū)塊高部位實(shí)施的評(píng)價(jià)井P04井的原油API化驗(yàn)結(jié)果對(duì)比（表4），發(fā)現(xiàn)P04井和P06井化驗(yàn)結(jié)果較為一致，P07井的API則明顯偏高。

表4 P04/P06/P07井實(shí)測原油API對(duì)比

為了驗(yàn)證P07井化驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，平臺(tái)取樣送往陸地實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行核實(shí)，同時(shí)根據(jù)P07井的氣測錄井資料，運(yùn)用新方法對(duì)P07井主力小層進(jìn)行了原油API的計(jì)算（表5）。結(jié)果表明，L60小層和L76小層的預(yù)測API與P04井和P06井相近，L108小層的預(yù)測API則相對(duì)較高。認(rèn)為L108小層是導(dǎo)致P07井井口取樣原油API偏高的主要原因。

表5 P07井主力小層預(yù)測原油API

經(jīng)分析，L108小層處于主體區(qū)油水界面之下，鉆前認(rèn)識(shí)為水層，結(jié)合鉆后構(gòu)造形態(tài)和儲(chǔ)層展布，認(rèn)為該砂體為受斷層控制的巖性-構(gòu)造油藏。雖砂體展布范圍有限，但油層壓力為原始地層壓力，有充足邊水能量支持，計(jì)算結(jié)果顯示該層的地層流體性質(zhì)也明顯優(yōu)于其他小層，說明該層是P07井目前主要的產(chǎn)出層，因此井口取樣的原油API較鄰井偏高。最終陸地實(shí)驗(yàn)室測定P07井原油API為22.6，也進(jìn)一步證實(shí)了以上分析結(jié)論與測試結(jié)論的一致性，從而驗(yàn)證了新方法預(yù)測結(jié)果的可靠性。

4 結(jié)論

（1）P油田在形成過程中，生物降解作用十分活躍且降解規(guī)模巨大，原油的黏度與其所遭受的生物降解作用密切相關(guān)。生物降解作用不同，氣測錄井中的烴類組分會(huì)具有不同的組成和含量，其組分比值也會(huì)呈現(xiàn)明顯不同的特征。

（2）結(jié)合油田歷史流體資料，建立了基于氣測錄井資料的單一油氣層原油API預(yù)測方法（新方法），結(jié)果表明氣測錄井的組分比值參數(shù)與原油API具有較好的相關(guān)性。經(jīng)油田其他樣本點(diǎn)檢驗(yàn)，利用新方法預(yù)測原油API和實(shí)測原油API相對(duì)誤差較小，具有較高的可靠性；且新方法無需額外成本，并可在海上油田取樣受限的條件下對(duì)單一油氣層的原油API進(jìn)行預(yù)測，具有一定的推廣價(jià)值。