油藏開(kāi)發(fā)水平分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)在海上油田的建立與應(yīng)用

鄧琪 李超 張宏友 付蓉 劉杰

摘 要：針對(duì)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《油田開(kāi)發(fā)水平分級(jí)》不能滿足海上油田開(kāi)發(fā)水平分級(jí)要求的問(wèn)題，從海上油田地質(zhì)油藏特點(diǎn)出發(fā)，依據(jù)沉積相、邊底水類型與流體性質(zhì)，將中高滲透率水驅(qū)砂巖油藏分為了6大類；利用邏輯分析法，對(duì)37項(xiàng)開(kāi)發(fā)技術(shù)類指標(biāo)進(jìn)行逐個(gè)篩選，得到水驅(qū)油藏具有獨(dú)立性與代表性的6項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)；基于渤海油田34個(gè)水驅(qū)油藏典型開(kāi)發(fā)單元實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)，通過(guò)規(guī)律分析，確定了不同類型油藏分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)與界限值。最終形成了《海上中高滲透率水驅(qū)砂巖油藏開(kāi)發(fā)水平分級(jí)》標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)的頒布，為渤海油田持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)3千萬(wàn)噸奠定了關(guān)鍵基礎(chǔ)，有效助力了國(guó)內(nèi)第一大原油生產(chǎn)基地的建設(shè)，對(duì)海上油田開(kāi)發(fā)具有重要的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：海上油田，開(kāi)發(fā)水平，效果評(píng)價(jià)，標(biāo)準(zhǔn)，水驅(qū)油藏

目前隨著海上油田開(kāi)發(fā)的不斷深入，海上油田已逐步轉(zhuǎn)入精細(xì)開(kāi)發(fā)階段。為了實(shí)現(xiàn)油田的精細(xì)化管理，必須建立一套科學(xué)合理的開(kāi)發(fā)效果評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)主要以陸上油田為主，海上油田在應(yīng)用過(guò)程中，表現(xiàn)出適用性差的問(wèn)題。因此需要建立一套海上油田自己的開(kāi)發(fā)水平分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于分類標(biāo)準(zhǔn)研究，張金慶[1]等人，在分析低滲油田國(guó)家分類標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，基于低滲油田啟動(dòng)壓力梯度和巖心應(yīng)力敏感性實(shí)驗(yàn)，形成了我國(guó)海上低滲油田分類標(biāo)準(zhǔn)。馮明剛[2]等人，通過(guò)測(cè)試法、實(shí)驗(yàn)分析法、經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)法等多種方法研究了元壩氣田長(zhǎng)興組氣藏有效儲(chǔ)層物性下限標(biāo)準(zhǔn)。徐通[3]研究了大慶油田A區(qū)塊油氣水層解釋標(biāo)準(zhǔn)。李志明[4]等人，依據(jù)渤海灣盆地東營(yíng)凹陷有效泥質(zhì)油源巖孔隙度與成熟度和密度之間關(guān)系模式，研究了有效泥質(zhì)油源巖有機(jī)碳豐度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。趙林[5]等人，利用實(shí)驗(yàn)?zāi)M研究了哈得4東河砂巖油藏注水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。劉月田[6]等人，建立一套合理的、規(guī)范的、適用于不同類型天然氣藏的生產(chǎn)效果評(píng)價(jià)指標(biāo)和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。此外王增林[7]、李熙喆[8]分別針對(duì)特高含水整裝油田與復(fù)雜多孔介質(zhì)建立了不同級(jí)次評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

本文從海上油田地質(zhì)油藏特點(diǎn)出發(fā)，依據(jù)沉積相、邊底水類型與流體性質(zhì)，對(duì)中高滲透率水驅(qū)砂巖油藏進(jìn)行分類；利用邏輯分析法，對(duì)開(kāi)發(fā)技術(shù)類指標(biāo)進(jìn)行逐個(gè)篩選；基于渤海油田實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)，通過(guò)規(guī)律分析，確定了不同類型油藏分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)與界限值。最終形成了《海上中高滲水驅(qū)油藏開(kāi)發(fā)水平分級(jí)》標(biāo)準(zhǔn)。

1 標(biāo)準(zhǔn)的研制

1.1 油藏分類

油藏合理分類是開(kāi)展開(kāi)發(fā)效果評(píng)價(jià)的重要基礎(chǔ)。依據(jù)海上油田地質(zhì)條件、流體性質(zhì)，以及影響和制約海上油田開(kāi)發(fā)效果主要因素，參考行業(yè)內(nèi)油藏分類方法，采用先特殊后一般、逐層分類的方法，對(duì)海上油田進(jìn)行油藏分類。

海上油田可分為特殊流體、特殊巖性、低滲透砂巖，以及中高滲透率水驅(qū)砂巖油藏多個(gè)類型。考慮到海上油田開(kāi)發(fā)目前主要集中在中高滲透率的水驅(qū)砂巖油藏，因此該類油藏為標(biāo)準(zhǔn)制定的研究對(duì)象。

針對(duì)中高滲透率水驅(qū)砂巖油藏，又依據(jù)沉積相、邊底水類型、流體性質(zhì)的不同進(jìn)行細(xì)分，流體性質(zhì)分類過(guò)程中，結(jié)合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《油藏分類》，對(duì)分類劃分參數(shù)進(jìn)行界定，最終共分為6大類海上油藏（見(jiàn)表1）。

油藏類型不同，水驅(qū)規(guī)律不同，開(kāi)發(fā)效果不同，因此需要對(duì)不同類型油藏制定不同分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確客觀地評(píng)價(jià)海上油田實(shí)際開(kāi)發(fā)水平。

1.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)確立

常見(jiàn)分級(jí)指標(biāo)主要包括開(kāi)發(fā)技術(shù)與生產(chǎn)管理兩大類，充分調(diào)研整理得到開(kāi)發(fā)技術(shù)類指標(biāo)共有37項(xiàng)，其中反應(yīng)井網(wǎng)完善狀況指標(biāo)5項(xiàng)，注水狀況指標(biāo)12項(xiàng)，開(kāi)發(fā)狀況指標(biāo)20項(xiàng)。37項(xiàng)指標(biāo)中部分指標(biāo)存在重復(fù)性，部分指標(biāo)相對(duì)獨(dú)立但對(duì)開(kāi)發(fā)效果影響較小。為了利用較少指標(biāo)，全面反映油田開(kāi)發(fā)效果，需要對(duì)相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行篩選。

篩選原則：（1）具有動(dòng)態(tài)性，能夠反應(yīng)油田的開(kāi)發(fā)狀況和開(kāi)發(fā)趨勢(shì)；（2）具有相對(duì)獨(dú)立性，即指標(biāo)之間相關(guān)性要低，不能有過(guò)高的相關(guān)性和重復(fù)性；（3）具有可操作性，方便統(tǒng)計(jì)分析；（4）具有可對(duì)比性，便于對(duì)比不同油田的開(kāi)發(fā)效果。

按照邏輯分析法分析指標(biāo)的物理意義，從指標(biāo)的計(jì)算方法入手找到影響該項(xiàng)指標(biāo)的主要因素以及與該指標(biāo)之間的關(guān)系；研究指標(biāo)與開(kāi)發(fā)效果之間的關(guān)系，以及在整個(gè)影響過(guò)程中，又涉及哪些指標(biāo)，從而確定指標(biāo)間的邏輯關(guān)系（分為等價(jià)關(guān)系、因果關(guān)系及過(guò)程關(guān)系）。最終篩選掉一些互為等價(jià)關(guān)系、因果關(guān)系以及過(guò)程關(guān)系的開(kāi)發(fā)指標(biāo)，確定分級(jí)指標(biāo)體系。

通過(guò)篩選原則、篩選方法，并參考行標(biāo)以及其他陸地油田評(píng)價(jià)方法（勝利、大港、中原、大慶等），最終篩選出開(kāi)發(fā)技術(shù)類分級(jí)指標(biāo)。

對(duì)于注水開(kāi)發(fā)的陸相油藏開(kāi)發(fā)技術(shù)類指標(biāo)為：①水驅(qū)儲(chǔ)量控制程度；②水驅(qū)儲(chǔ)量動(dòng)用程度；③能量保持水平；④階段末采出程度；⑤含水上升率；⑥ 單位采油速度綜合遞減率。對(duì)于天然能量開(kāi)發(fā)的海相油藏開(kāi)發(fā)技術(shù)類指標(biāo)為：①階段末采出程度；②含水上升率；③單位采油速度綜合遞減率。

生產(chǎn)管理類指標(biāo)，在行標(biāo)的基礎(chǔ)上充分考慮海上油田實(shí)際生產(chǎn)情況，最終確定生產(chǎn)管理類分級(jí)指標(biāo)。對(duì)于注水開(kāi)發(fā)的陸相油藏確定為7項(xiàng)：①油井措施有效率；②注水井分注率；③分注井層段配注合格率；④油水井綜合時(shí)率；⑤注水水質(zhì)達(dá)標(biāo)狀況；⑥平均檢泵周期；⑦動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)計(jì)劃完成率。對(duì)于天然能量開(kāi)發(fā)的海相油藏確定為4項(xiàng)：①油井措施有效率；②油水井綜合時(shí)率；③單井檢泵周期；④動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)計(jì)劃完成率。

1.3 評(píng)價(jià)方法與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

水驅(qū)儲(chǔ)量控制程度、水驅(qū)儲(chǔ)量動(dòng)用程度與能量保持水平，3項(xiàng)指標(biāo)的定義標(biāo)準(zhǔn)與評(píng)價(jià)方法與目前行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)保持一致。階段末采出程度、含水上升率、單位采油速度綜合遞減率。3項(xiàng)指標(biāo)為開(kāi)發(fā)效果評(píng)價(jià)的關(guān)鍵性指標(biāo)，為了適應(yīng)海上油田的實(shí)際特點(diǎn)，在標(biāo)準(zhǔn)制定過(guò)程中整體變化比較大。

1.3.1 階段末采出程度

含水率與采出程度關(guān)系曲線是表征水驅(qū)油藏開(kāi)發(fā)規(guī)律最重要的關(guān)系曲線，曲線運(yùn)行狀態(tài)直接反映了油田的整體開(kāi)發(fā)形勢(shì)，其變化規(guī)律既體現(xiàn)了歷史開(kāi)發(fā)效果，又表達(dá)了未來(lái)指標(biāo)整體變化趨勢(shì)。行標(biāo)中將含水率與采出程度關(guān)系實(shí)際曲線與方案設(shè)計(jì)曲線進(jìn)行對(duì)比，評(píng)價(jià)水驅(qū)狀況指標(biāo)的好壞。對(duì)于海上大多數(shù)油田，開(kāi)發(fā)階段與方案設(shè)計(jì)階段存在較大差異，因此行標(biāo)評(píng)價(jià)方法無(wú)法真實(shí)反映實(shí)際油藏開(kāi)發(fā)水平，存在較大的局限性。當(dāng)然，也不能滿足海上油田開(kāi)發(fā)水平分級(jí)的要求。

針對(duì)該問(wèn)題，建立不同類型油藏含水率與采出程度關(guān)系圖版，統(tǒng)計(jì)不同開(kāi)發(fā)階段階段末采出程度，并以此為基礎(chǔ)，制定分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。總體分為6步：①選取海上不同類型油藏的典型開(kāi)發(fā)單元；②統(tǒng)計(jì)含水率與采出程度關(guān)系實(shí)際曲線；③進(jìn)行歸一化處理，得到含水率與采出程度關(guān)系平均曲線；④利用萬(wàn)吉業(yè)水驅(qū)曲線進(jìn)行定量化擬合，得到不同類型油藏含水率與采出程度關(guān)系圖版；⑤按照低、中、高、特高含水期4個(gè)開(kāi)發(fā)階段分別統(tǒng)計(jì)階段末采出程度；⑥以不同開(kāi)發(fā)階段階段末采出程度作為基礎(chǔ)，制定分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

選取渤海18個(gè)油田34個(gè)水驅(qū)油藏典型開(kāi)發(fā)單元，開(kāi)展含水率與采出程度關(guān)系曲線變化規(guī)律研究。對(duì)于典型開(kāi)發(fā)單元，按照低粘、中高粘、普通稠油（I-1級(jí)）、普通稠油（I-2級(jí)）油藏，以月度為時(shí)間單位，分別統(tǒng)計(jì)含水率與采出程度關(guān)系實(shí)際曲線。

研究表明：同一類型油藏，不同開(kāi)發(fā)單元含水率與采出程度關(guān)系曲線分布較為集中，變化趨勢(shì)基本一致；不同類型油藏，隨著粘度增加，含水上升規(guī)律由“S型”逐漸過(guò)渡到“凸型-S”“凸型”；地層原油粘度是影響海上油田水驅(qū)油藏含水上升規(guī)律的關(guān)鍵因素之一。

不同類型油藏含水率與采出程度關(guān)系實(shí)際曲線利用線性差值方法進(jìn)行歸一化處理。歸一化曲線能很好表征不同開(kāi)發(fā)單元實(shí)際曲線的變化趨勢(shì)，代表了不同開(kāi)發(fā)單元實(shí)際曲線的平均值，反映同一類型油藏的平均開(kāi)發(fā)水平。對(duì)于凸性-S含水率采出程度曲線，采用萬(wàn)吉業(yè)公式進(jìn)行擬合，結(jié)果相關(guān)系數(shù)較高，能夠表征實(shí)際曲線變化趨勢(shì)。利用該方法最終得到不同類型油藏含水率與采出程度變化公式。

利用定量化擬合公式建立含水率與采出程度關(guān)系，能夠代表同一類型油藏平均含水上升規(guī)律，也客觀反映了不同類型油藏水驅(qū)規(guī)律的差異。利用不同類型油藏含水率與采出程度關(guān)系，按照低、中、高、特高含水期4個(gè)階段分別統(tǒng)計(jì)不同類型油藏的“階段末采出程度”。

以不同階段的階段末采出程度平均值為基礎(chǔ)，并上下浮動(dòng)一定區(qū)間（5%左右），處于區(qū)間范圍內(nèi)為二類，大于該區(qū)間范圍為一類，小于該區(qū)間范圍為三類，并結(jié)合油田實(shí)際采收率標(biāo)定結(jié)果，最終確定不同類型油藏分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)界限值。

1.3.2 含水上升率

得到階段末采出程度指標(biāo)后，含水上升率指標(biāo)同樣利用不同類型油藏含水率與采出程度關(guān)系，按照低、中、高、特高含水期4個(gè)開(kāi)發(fā)階段分別統(tǒng)計(jì)得到階段內(nèi)平均含水上升率（見(jiàn)表2）。

以不同階段階段內(nèi)含水上升率平均值為基礎(chǔ)，并上下浮動(dòng)一定區(qū)間（0.5%～1.0%），處于區(qū)間范圍內(nèi)為二類，小于該區(qū)間范圍為一類，大于該區(qū)間范圍為三類。

1.3.3 單位采油速度綜合遞減率

“單位采油速度綜合遞減率”是評(píng)價(jià)產(chǎn)油量遞減狀況一項(xiàng)指標(biāo)，替代行標(biāo)“綜合遞減率”指標(biāo)。實(shí)際上，遞減率是反映水驅(qū)油藏開(kāi)發(fā)效果的另外一項(xiàng)關(guān)鍵開(kāi)發(fā)指標(biāo)，只有客觀、準(zhǔn)確評(píng)價(jià)遞減率是否合理，才能明確油田下一步調(diào)整挖潛、減緩遞減的有效措施方向。

海上油田采取高速開(kāi)發(fā)策略，表現(xiàn)出采油速度高，遞減率大的特點(diǎn)。對(duì)于不同油田之間，以及同一油田不同各階段之間遞減率差異較大。因此無(wú)法直接采用陸上油田遞減率評(píng)價(jià)方法。與含水上升率不同，遞減率指標(biāo)不僅受儲(chǔ)層物性、流體性質(zhì)、注采井網(wǎng)等主要因素影響之外，還受生產(chǎn)條件人為因素影響。

從遞減率計(jì)算公式出發(fā)，重新建立了遞減率與采油速度的關(guān)系式，并統(tǒng)計(jì)不同類型油藏單位采油速度遞減率關(guān)系，指導(dǎo)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)制定?？傮w上，遞減率與采油速度呈近似線性關(guān)系，表明不同的采油速度是遞減率差異的主要原因之一。

對(duì)不同階段單位采油速度遞減率平均值為基礎(chǔ)，并上下浮動(dòng)一定區(qū)間（1.0%～2.0%），處于區(qū)間范圍內(nèi)為二類，小于該區(qū)間范圍為一類，大于該區(qū)間范圍為三類，以此作為分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。基于上述方法，最終形成海上中高滲透率水驅(qū)砂巖油藏開(kāi)發(fā)水平分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，以陸相中高粘為例，評(píng)價(jià)指標(biāo)與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表3。

2 標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用

利用該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)渤海主力油田，進(jìn)行了開(kāi)發(fā)效果評(píng)價(jià)與分級(jí)。為了體現(xiàn)油藏實(shí)際開(kāi)發(fā)狀態(tài)，評(píng)價(jià)指標(biāo)以開(kāi)發(fā)技術(shù)類為主。

以BZ油田為例，該油田由于含水上升率相對(duì)較高，“十三五”期間預(yù)測(cè)含水率將快速上升到91.3%，整體開(kāi)發(fā)形勢(shì)存在迅速變差的風(fēng)險(xiǎn)。隨后立即開(kāi)展了儲(chǔ)層構(gòu)型精細(xì)刻畫(huà)、剩余油精細(xì)挖潛、與優(yōu)化注水多項(xiàng)技術(shù)攻關(guān)。

“十三五”期間，確定了19口調(diào)整井和217井次優(yōu)化注水的實(shí)施，5年累增油156萬(wàn)方，油田持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)百萬(wàn)方。通過(guò)多項(xiàng)并舉，油田含水率下降7.2%，開(kāi)發(fā)效果得到及時(shí)扭轉(zhuǎn)（圖1、圖2）。

3 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

（1）針對(duì)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不適于海上油田的實(shí)際問(wèn)題，從油藏分類、指標(biāo)篩選、評(píng)價(jià)方法確定與標(biāo)準(zhǔn)界限等方面開(kāi)展了系統(tǒng)研究，最終建立了首個(gè)海上油田開(kāi)發(fā)水平分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

（2）標(biāo)準(zhǔn)有效指導(dǎo)了海上油田開(kāi)發(fā)策略的制定，為渤海油田持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)三千萬(wàn)噸奠定了重要基礎(chǔ)。

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