東海X 氣田基于測(cè)井參數(shù)的滲透率及產(chǎn)能預(yù)測(cè)方法研究

魏 鋒，陳 現(xiàn)，王 迪

（1.中國(guó)石油化工股份有限公司上海海洋油氣分公司勘探開發(fā)研究院，上海 200120；2.中國(guó)石油化工股份有限公司石油勘探開發(fā)研究院無(wú)錫石油地質(zhì)所，江蘇 無(wú)錫 214126；3.中國(guó)石油化工股份有限公司西南油氣分公司勘探開發(fā)研究院，四川 成都 610041）

由于海上鉆井成本極高，井資料有限，尤其是開發(fā)井，往往只測(cè)自然伽馬和電阻率曲線，沒(méi)有任何孔隙度曲線，估算的滲透率存在很大的不確定性。儲(chǔ)層的滲透率通常利用巖心的孔滲關(guān)系求得，受成本限制，海上的巖心資料有限，通常不同層位，不同區(qū)域的儲(chǔ)層滲透率需要借鑒其他層位、其他區(qū)域的巖心孔滲關(guān)系求得，儲(chǔ)層的滲透率計(jì)算結(jié)果存在一定的誤差。對(duì)產(chǎn)能計(jì)算公式分析后發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)能計(jì)算公式里，儲(chǔ)層的滲透率對(duì)產(chǎn)能計(jì)算結(jié)果有重要的影響。求取更為準(zhǔn)確的儲(chǔ)層滲透率，用來(lái)更好地預(yù)測(cè)產(chǎn)能，對(duì)指導(dǎo)油田的生產(chǎn)有重大的意義。

含烴飽和度反映的是成藏時(shí)油氣的充注程度，滲透率高的儲(chǔ)層，在成藏時(shí)，同樣大小的作用力下，油氣的充注程度往往也高，因此，在純的油氣層，物性高低影響了含烴飽和度。在純的油氣層，經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，束縛水飽和度與滲透率存在著負(fù)相關(guān)的關(guān)系，即含烴飽和度與滲透率成正相關(guān)的關(guān)系。考慮到含烴飽和度與產(chǎn)能影響因素之間存在一定的關(guān)系，如果能把含烴飽和度直接融入到產(chǎn)能預(yù)測(cè)方法中，將有助于提高產(chǎn)能預(yù)測(cè)的精確度。本文基于以上認(rèn)識(shí)，針對(duì)海上少井少資料的特點(diǎn)，探索一種準(zhǔn)確預(yù)測(cè)產(chǎn)能的方法，更加客觀可靠地認(rèn)識(shí)油氣藏的產(chǎn)能特征。

1 滲透率計(jì)算方法研究

1.1 綜合孔隙參數(shù)法

目前，計(jì)算絕對(duì)滲透率的最常用方法是利用巖心的孔滲關(guān)系。利用鉆井取心和旋轉(zhuǎn)井壁心的化驗(yàn)分析資料，可以得到滲透率與孔隙度的關(guān)系。然而，不同的層位，不同的巖性顆粒，不同的泥質(zhì)含量，其滲透率的差異較大。同一個(gè)氣層，泥質(zhì)含量的不同，滲透率大小也是明顯不同的[1]。圖1 是K2 井巖心孔隙度和滲透率的關(guān)系圖，從圖上可以看出，兩者相關(guān)性較低，利用該公式求滲透率，誤差比較明顯。自然伽馬值的大小在東海碎屑巖地層可以反映泥質(zhì)含量的大小[2]，即同樣大小的孔隙度，自然伽馬值越高，滲透率往往越低[3]，因此，把自然伽馬和孔隙度結(jié)合在一起，共同作為影響滲透率的重要參數(shù)，可以提高滲透率的計(jì)算精度[4]。

圖1 K2 井巖心滲透率與孔隙度的關(guān)系Fig.1 Relationship between core permeability and porosity of Well K2

在碎屑巖地層，自然伽馬值直接反映了地層中吸附的放射性物質(zhì)含量，如黏土，粉砂等。本文統(tǒng)計(jì)了HY2 井巖心泥質(zhì)含量和自然伽馬值的關(guān)系（圖2），呈指數(shù)正相關(guān)，且相關(guān)性較高。本文嘗試用自然伽馬直接代替泥質(zhì)含量等參數(shù)結(jié)合孔隙度建立與滲透率的關(guān)系。

圖2 HY2 井巖心泥質(zhì)含量與自然伽馬的關(guān)系Fig.2 Relationship between shale content and natural gamma ray in Well HY2 core

表1 K2 井壁心物性表Table 1 Physical property of borehole core of Well K2

1.2 綜合孔隙參數(shù)法應(yīng)用效果

從表1 可以建立K2 井滲透率與綜合孔隙參數(shù)的關(guān)系圖（圖3），從圖3 可以看出，通過(guò)數(shù)據(jù)擬合可知，把自然伽馬和孔隙度融合在一起的綜合孔隙參數(shù)與滲透率的相關(guān)性是很高的。利用綜合孔隙參數(shù)法求得的滲透率與巖石的真實(shí)滲透率之間的相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.96（圖4），而利用單孔隙度求得滲透率與巖石真實(shí)的滲透率之間的相關(guān)系數(shù)只有0.72（圖5），證明了利用綜合孔隙參數(shù)法求得的滲透率精度高于單孔隙度法求得的滲透率。

圖3 K2 井巖心滲透率與綜合孔隙參數(shù)的關(guān)系圖Fig.3 Relationship between core permeability and comprehensive pore parameters of Well K2

圖4 巖心滲透率與綜合孔隙參數(shù)計(jì)算的滲透率的關(guān)系圖Fig.4 Relationship between core permeability and permeability calculated by comprehensive pore parameters

圖5 巖心滲透率與單孔隙計(jì)算的滲透率的關(guān)系圖Fig.5 Relationship between core permeability and permeability calculated by single pore

2 產(chǎn)能預(yù)測(cè)模型的建立與驗(yàn)證

2.1 模型的建立

根據(jù)產(chǎn)能公式，儲(chǔ)層的產(chǎn)能是測(cè)試壓差、厚度、流體黏度和儲(chǔ)層物性等參數(shù)的函數(shù)，為了更好地表征儲(chǔ)層的產(chǎn)能，構(gòu)建了米產(chǎn)氣指數(shù)q，尋找儲(chǔ)層參數(shù)與米產(chǎn)氣指數(shù)的關(guān)系，為今后儲(chǔ)層的產(chǎn)能預(yù)測(cè)進(jìn)行指導(dǎo)[5]。

式中：Q為油氣層產(chǎn)能，m3/d；h為油氣層的有效厚度，m；Pe為油氣層壓力，MPa；Pw為井眼流動(dòng)壓力，MPa；μ為流體的黏度，mPa·s；re為泄氣半徑，m；rw為井眼的半徑，m；ke為流體的有效滲透率，10?3μm2。

從產(chǎn)能公式來(lái)看，產(chǎn)能的大小取決于油氣藏的供油或者供氣半徑、油氣層的有效厚度、油氣藏流體的黏度、油氣藏的有效滲透率等因素[6]。從東海目前的勘探和開發(fā)經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，通過(guò)測(cè)壓可以得到儲(chǔ)層的地層壓力，在試油時(shí)帶的壓力計(jì)可以求得儲(chǔ)層的流動(dòng)壓力[7]。由于東海目前以氣藏為主，而氣藏的黏度相對(duì)比較穩(wěn)定，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，不同滲透率地層可以計(jì)算相應(yīng)的泄氣半徑[8]。因此，對(duì)產(chǎn)能影響最大的是測(cè)試層或者生產(chǎn)層的有效滲透率[9]。

從產(chǎn)能公式看，產(chǎn)能與儲(chǔ)層的有效滲透率成正比[10]。為了更有效直接反映儲(chǔ)層特征參數(shù)與產(chǎn)能之間的關(guān)系，統(tǒng)計(jì)了多口探井的試油資料，求得了米采氣指數(shù)q，單位為 104m3/(d·MPa·m)。

式中：h 為油氣層的有效厚度，m；Pe為油氣層壓力，MPa；Pw為井眼流動(dòng)壓力，MPa。

針對(duì)滲透率精度低的問(wèn)題，利用上一節(jié)中綜合孔隙參數(shù)法計(jì)算的滲透率精度有明顯提高。表2 為統(tǒng)計(jì)的探井的試油數(shù)據(jù)，計(jì)算米采氣指數(shù)。為了探索含氣飽和度與米采氣指數(shù)之間的關(guān)系，結(jié)合含氣飽和度與滲透率構(gòu)建了一個(gè)綜合物性參數(shù)M，令其中K為滲透率，10?3μm2；Sg為含氣飽和度，%；Sw為含水飽和度，%。

統(tǒng)計(jì)東海部分測(cè)試層的產(chǎn)能和物性參數(shù)，并建立交會(huì)圖（圖6）。從圖中可知，兩者的相關(guān)系數(shù)為0.85，作為對(duì)比，也建立綜合物性參數(shù)與產(chǎn)能的關(guān)系（圖7），可以看出，兩者的相關(guān)系數(shù)為0.87，相關(guān)性有一定程度的提高。

圖7 米采氣指數(shù)與綜合物性參數(shù)的關(guān)系圖Fig.7 The relationship between productivity index per reservoir thickness and comprehensive physical parameters

2.2 模型的驗(yàn)證

利用本方法對(duì)K1井DST2層（3 565.6～3 568.2 m）進(jìn)行了驗(yàn)證，經(jīng)過(guò)計(jì)算，綜合物性參數(shù)為87.15×10?3μm2，利用本圖版法計(jì)算的米采氣指數(shù)為0.51×104m3/(d·MPa·m)，而經(jīng)過(guò)測(cè)試證實(shí)，本層的米采氣指數(shù)為0.54×104m3/(d·MPa·m)，非常接近，證明了本方法的有效性。

3 結(jié)論

（1）在巖心實(shí)驗(yàn)分析的基礎(chǔ)上得出的綜合孔隙參數(shù)與滲透率有比較高的相關(guān)性，實(shí)踐證明，利用此方法求得的滲透率更加準(zhǔn)確。

（2）在求得了合理的滲透率的基礎(chǔ)上，結(jié)合含氣飽和度等參數(shù)，擬合得到的綜合物性參數(shù)，與米產(chǎn)氣指數(shù)有較高的相關(guān)性，經(jīng)證實(shí)，本方法求得的米采氣指數(shù)與測(cè)試的米采氣指數(shù)是比較接近，證明了本方法可行。