南海某油田水平井鉆遇儲層品質(zhì)及其在油藏中的位置與產(chǎn)量的關(guān)系研究

何理鵬，田 翔，邊環(huán)玲

（1.中海石油<中國>有限公司深圳分公司開發(fā)部，廣東 深圳 518000；2.貝克休斯<中國>油田技術(shù)服務(wù)有限公司深圳分公司，廣東 深圳 518000）

1 概述

目前，為了提高油井產(chǎn)量，往往采用水平井進行開發(fā)、生產(chǎn)。該方法在致密地層，配以酸化、壓裂等增產(chǎn)手段，對于提高油井產(chǎn)量等具有顯著的效果。我國南海某油田中高孔滲碎屑巖地層，在未采用增產(chǎn)措施前提下，采用了水平井開發(fā)。過程中，出現(xiàn)兩種現(xiàn)象：①井間產(chǎn)量差異明顯，高產(chǎn)井和低產(chǎn)井日產(chǎn)量差異大；②井間流體性質(zhì)變化較大。厘清產(chǎn)生這些現(xiàn)象的原因及控制因素，對于制定合理的生產(chǎn)措施和提高產(chǎn)量具有重要指導(dǎo)作用。

油氣藏形成過程中，儲層品質(zhì)控制了油氣的充注程度和體積，而儲層在油藏中的位置則控制了油氣充注的能量或動力。兩者共同決定了儲層的含油氣量[1-2]。下面以南海A、B油田為例，闡述上述因素對儲層流體性質(zhì)及產(chǎn)量的影響。

2 儲層品質(zhì)特征

A 油田巖芯粘土礦物X 衍射（XRD）資料分析表明，含油層系（J&K）的主要礦物成分以石英和長石為主，方解石以及粘土礦物含量較低；儲層孔隙發(fā)育，連通性好。單片狀伊蒙混層以及高嶺石充填復(fù)雜化了巖石孔隙結(jié)構(gòu)，降低了滲流能力（圖1a）。L 層系的主要礦物成分除了石英和長石外，方解石和鐵白云石的含量也較高?？紫栋l(fā)育，但鐵白云石、石英等填充孔隙吼道，導(dǎo)致其孔隙結(jié)構(gòu)變差（圖1b）。相對而言，鄰近的B油田L(fēng) 層系的主要礦物成分為石英、長石和巖屑，部分長石顆粒發(fā)生溶蝕，導(dǎo)致儲層孔隙及連通性均較好，儲層品質(zhì)高（圖1c）[3-5]。

層系間礦物成分及微觀結(jié)構(gòu)上的差異，直接體現(xiàn)在巖芯的孔滲關(guān)系和毛管壓力曲線的形態(tài)上（圖2）。由圖2可知，A油田的J&K層與L層的孔隙度均分布在10.0%～26.0%之間，但L 層系的滲透率較J&K 層系高。而對于B油田而言，其孔滲分布區(qū)間更寬，且滲透率也較A油田的J&K和L層系高。通過對比兩口井三個層系的孔滲關(guān)系可知，B 油田的儲層最佳、A 油田的L層次之，而J&K層最差。

為了進一步分析儲層的品質(zhì)對成藏及充注程度的影響，做了A、B 兩個油田三個含油層系的含油飽和度與油柱高度交會圖，其結(jié)果分別如圖3和圖4所示。從圖中可以看到，對于儲層品質(zhì)相對較好的A 油田L(fēng) 油層而言，當油柱高度等于10m時，相應(yīng)的含油飽和度達到78%，而儲層品質(zhì)相對較差的J&K油層，對應(yīng)的含油飽和度小于70%。對于品質(zhì)最好的B油田L(fēng)油層而言，在相同的油柱高度（10m）條件下，對應(yīng)的含油飽和度可達90%，明顯較A油田J&K和L油層好。這充分說明，長達幾百米甚至上千米的水平井段內(nèi)，儲層在油藏中的位置（油柱高度）及儲層品質(zhì)的好壞，直接決定了油藏的 充注程度和含油體積，必將對產(chǎn)量產(chǎn)生重要影響[6-8]。

3 產(chǎn)量與儲層品質(zhì)及其在油藏中的位置關(guān)系

基于毛管壓力理論[9]，巖石的孔喉半徑、油水密度差、兩相潤界面張力、潤濕接觸角和油藏高度之間滿足如式（1）所示的相關(guān)關(guān)系。對于油水兩項系統(tǒng)，油水密度差、界面張力、潤濕接觸角為常數(shù)。因此，形成某個已知飽和度的油藏所需要的油柱高度與孔喉半徑成反比。即隨著巖石孔喉半徑（儲層品質(zhì)或者孔隙結(jié)構(gòu)）變小，形成相同含油飽和度所需要的油柱高度會增高（如圖3豎線所示）。同樣的，在相同的油柱高度下，巖石的孔喉半徑越大、油充注到巖石孔隙空間越飽滿，相應(yīng)的含油飽和度也較大。對于非均質(zhì)性較強的油藏，在水平段鉆遇的幾百米地層中，不可避免的同時存在儲層品質(zhì)（孔喉半徑）和油柱高度的變化。儲層品質(zhì)越好、油柱高度越高，對應(yīng)的含油飽和度也越高，產(chǎn)量相應(yīng)較大。反之，則含油不飽滿，導(dǎo)致產(chǎn)油量較低，儲層開發(fā)甚至出水。

式中：h——油水界面以上油柱高度，m；

σR——油藏條件下油—水兩相界面張力，mN/cm；

θR——油藏條件下油—水兩相潤濕接觸角，（°）；

ρo、ρw——油藏條件下的油、水的密度，g/cm3；

r——孔喉半徑，μm。

表1 和圖5 為該油田水平井開發(fā)的相關(guān)參數(shù)。由圖表可見，該油田水平井的地層品質(zhì)、油藏中的位置和生產(chǎn)數(shù)據(jù)的關(guān)系：第一，儲層的巖性及微觀結(jié)構(gòu)決定了儲層的品質(zhì)，控制儲層的產(chǎn)液能力，例如B2H的儲層品質(zhì)最佳，產(chǎn)液7005bbl/d；A10H 井儲層品質(zhì)其次，產(chǎn)液2107bbl/d；A7H 和A11H 井鉆遇儲層品質(zhì)最差，產(chǎn)液量為1000～1500bbl/d。第二，儲層品質(zhì)決定了流體在油藏中的分布規(guī)律。儲層品質(zhì)越好，產(chǎn)純油所需的油柱高度越低。例如B 油田I 類儲層含油飽和度達50%所需的油柱高度為1～2m；儲層品質(zhì)越差，產(chǎn)純油所需的油柱高度越高，例如A、B油田的Ⅲ類儲層，含油飽和度達50%所需的油柱高度為5m。第三，儲層品質(zhì)和其在油藏中的位置共同控制著儲層的產(chǎn)量和產(chǎn)液性質(zhì)。例如B2H井的好儲層位于油藏中10～14m的油柱高度上，產(chǎn)純油，產(chǎn)量達7005bbl/d。A 油田的A10H 和A7H，儲層品質(zhì)遜于B2H井，且在油藏中的油柱高度在4～7m 之間（距離過渡帶很近），產(chǎn)油為主、產(chǎn)水為輔，產(chǎn)量在2000～3000bbl/d。A11H 井鉆遇儲層品質(zhì)差，在油藏中的位置偏低（油柱高度2.5～4m），處于油水過渡帶中，產(chǎn)水1000bbl/d。即儲層品質(zhì)越好、油藏中的位置越高，相應(yīng)的日產(chǎn)油量也越好。反之，儲層品質(zhì)越差、在油藏中位置越低的油藏，相應(yīng)的日產(chǎn)油量也較低，而且在部分井中，還產(chǎn)水。這一試采結(jié)果與基于理論分析結(jié)果具有較好的一致性。

表1 A、B油田不同水平井儲層參數(shù)與產(chǎn)出流體性質(zhì)對比統(tǒng)計表

4 結(jié)論

（1）儲層品質(zhì)和有效儲層在油藏中的位置，控制著水平井的單井產(chǎn)量和產(chǎn)出流體性質(zhì)。儲層品質(zhì)越好、在油藏中的位置越高（油柱高度越大），油氣充注越飽滿，相應(yīng)的含油飽和度越高，日產(chǎn)量也越大；反之，儲層品質(zhì)越差、在油藏中位置越低，油氣充注不飽滿，對應(yīng)的儲層含油飽和度不高，開發(fā)日產(chǎn)量也較低，在部分井中甚至產(chǎn)水。

（2）在進行水平井設(shè)計時，在預(yù)測出儲層品質(zhì)的前提下，應(yīng)充分考慮不同品質(zhì)儲層水平井在油藏中的位置，以合理的擺放水平井段，方能獲得理想的開發(fā)效果。