储层非均质性对油藏采收率的影响分析.pdf

辩 胡 f 刚 地 艟 X I N I AN P E丁 R 0 L E M G EO LOG Y Y 1 I I O N 1 J D cc 91 k 储层非均质性对油藏采收率的影响分析 周 斌 北 京 曲 勘 棒 宣 f 学研 究 院 摘 要 长 丈 十 q内刚 母 由气田 蘸 聩 采收 高低 划分 三 崔 选摊 3 十油 气 田 藏 作 了 简要 命 绍 对油 母运 动 机 理 进 行 了基 t 方程 的 推 导 井 由 此 推 论 了 地层 俪 角 砂 体 韵 律性 层 糸 划 夺 寸 水 驱 1 由气 田 葳 采 收 阜 的 影 响 一 重 点 计 论 了储 层 非均 质 性 采牧 主 影 响 的 定 量 关 糸 以6 4争油 气 田t 葳 为捧 泰 每 争油 气田 藏 选 2 0事项 拳 莪 进 行 采 收 鞋与 多 变量 的 回 归 确 立 了回 归 方 程 由 此 得 出 水 驱 控 储鼍 是帮 响 采 收 率 的 主 要 因 素 油 藏 采收率是 衡量地 下石油 资源 和 j 用程度 的 t要 指标 油 层物理学的研究结 果表 明 一 个油藏的采收率是由 油效率和储层体积渡及系数决定的 前者主要受储层的微观非 均 质性 如孔 隙喉 道性 喷 岩石颗粒性 质 和流体性 质 的影 响 而体积 波及 系数 则是 由 储 集层 的宏观 非均质 性 砂体 的 规模 与砂体 间的相 互 冀系 韵 律性 等 开发措 施 井 网密度 层 系划分 注 水方式 等 以及 采油1 艺等诸 醐 豢所决 定 硅然 系统 分析储 层 的 宏观 非均质 性 针对 备油 H I 特点 采取 相应 的 坪发措 施 对于提 高油 田开发效 果将有指 导 意 义 一 油 田 基本 分 类 和 实 例分 析 奉 史收 集 整理 r我哺6 4 个 求驱砂 岩油 藏的数据 和图 表 按 照 1 9 8 6 年 全国矿 产储 量 蛋员会石油 天然 气 专业委 员会标 宅 的各油 t t 晟终 采收率 的岛低 将 这6 4 个油 f 玎 喊 分 为 类 表 1 表 I 水驱砂 岩油 田分 娄表 最 终 采 串 I I I I场 张 港 n I泡 1 姹 嘲畴 靶 渤 南 港 中 礴 新 靶 油 降 音 2 1 一 降 5 萨 舟 I i 抱 d n 齄 日 c 5 c i 尚 扶 奈 t I 断挑 坨 滨 I 苒 弧 岛 j 尔 1 蚵 理 E r疗f 迎址 西 北 I 蕾 采河 内 j l c 5 抽 蒙 f 1 H 堆 两 j 埔 采 l l 1 沌 皂村 妇 m 1 临 铷 降 墟 壕 鸭 l L 麦 f l 协 世 I I J I 发 i L l I 5I i 口 r f r P I 八 片 峨 址 Iij j 维普资讯 第 4期 胤 醴 储 层 车均 质 性 对 油 藏 采收 率的 影 响 分析 5 7 一 郝家油 田 北部以二级断裂带为边界 怂 个被断层切割为几块的背斜构造 截止1 9 8 5 油 采出程度 为3 8 1 综 f 含 水8 I 杯 定硅 终 采收 率 为4 3 1 油 田储 层 的主要地 质特点 是 1 储量集 中 沙 河街 组一 二 段的 3 个小 层 p 5个 力小层 的储 量 占油 田总 储量 的8 0 o o 2 力油 连通 忡 好 天然能量 充足 边 水活跃 据测 算边木 体积 为油体 的3 2 倍 原始地 层j 力 与饱 和J h力相 差擞大 水驱储量近 于 动用地质储 量 3 断层 多 但断块 面积相对 较大 1 有较 大的构 造倾 角 8 左右 4 油层和 碾油 的物理性质 好 油层 渗透率 为 7 0 7 l O 2 7 4 0 l O 一 u m 孔 隙 度 为2 5 地 下原 油粘 理仪 2 3m P a l 9 8 0 年 后 各开发磋系 均采 用边缘 注水方式 t 二 张港油 田 为 一单 斜构造 背 漱 的岩性 油藏 到 1 q 8 5 年 底 原油 采出氍度 为3 4 7 综 合含 水 不 到6 I J o 连续 1 0 年 采油速度 超过 3 o 标定最 终 采收 率 为5 4 其储 层特 征主要是 t 1 储量 集中 天然能 量 免足 潜江组 4段 2 小 层的储 量 占油 田总 储量的8 6 5 边 水活跃 味 始啄油饱 和J k力 为1 8 1 M Pa 地饱 篾达 1 5 O MPa 开 发初期每 采出 1 地 质储 量地 层 力 F 降 o 8 l M P a 2 油 层物性 和燎 油忭 帆 好 储 层岩 什为强 亲水 砂 体 具有 反趵 律特 征 绝 对渗 透 率 为 l 0 1 8 x 1 0 u m 扎 隙 瞧 为 2 4 地 F啄 油 牯 度 9 3 m P a S 原 始油气比 1 6 8 m t 开发 L j 要 是利 用较 大的 地层倾 角t 1 o 朽 进 行边 缘 注水 三 港 西油 田 至 1 9 8 6 年底 啄油采出程度为l 6 1 u 综 合含水达8 l o 以上 标定 最终 采收 率 为 2 5 储 特点 存 1 1储 胺 砂 体横 向连 续性 差 E要含油 系 为明化镇组 除 a t 卜 一 s 明 I I 明 I t 和叫川 大约 乏j芝 7 z罗 占总储 量的 2 5 之 外 大 多数砂 量 遗饿 廿体 体 为透镜状 分 布 1 薹 I 1 分布范 嗣 在i 2 个 井 距内 的 砂体占 7 o u 兰 三 二 5二 以上 互三 三 尹 盘盘 2 无统 一油 水 界面 在剖 蠢 饿廿体 音 嚣蠢 面上 由于砂体 互币连 通 一 个砂 图 l 港西油田明巾组砂体 解剖图 组 甚 至 一个小层 内 都可能有 几套 油 水接 触 关 系 每个透 镜砂体 自戚 力系统 3 层内 非均质较 严重 明 l 明 I l l 组 的泥 质 和碳 酸 盐含 量之 和平 均高达 2 6 6 0 6 对粒度 中值 为 I I 1 0 6 0 1 0 9 mm 的粉 细砂岩 来 i 兑 约三分之 一的 颗粒 为悬 移 质 它们 充填 于孔 隙喉 道之 中 粒 度分选 羞 分选 系数 为2 2 4 2 2 7 此 外 泥质 夹 堪和徽 细层理 发育 形 成储珐 千磋莹 串 式 的内 部结 构特 征 维普资讯 新辐石油地质 第 l 0巷 二 油层 油水运 动的机理分析 一 基本 方程推 导 根据 巴 克列一幕 弗 特 S E B L I C k l e y a n d F i Le v e r e t t 1 9 4 1 年提 出的分 相流动概 念 从达 西 定律 出 发 由毛钎 I 力 蓖力作 用 lI 油 和地层 水的运 动 方程和 两相 分流方程 进 行 公式推 导 1 运 动 方 程 对于 油 相有 V V V V i 一 K dP d z l V 2 一 K l l gs i n n 则 V 一 K 对于 水相 有 V V I 一 K 1 0p d V 2 一 K p p g si n c t V 1 t K w t p w x p g s n n t 2 2 分 溉 方 程 含 水率 r V V V 由 1 2 式 分 舄 u 有 或 令 毛 管 力 V K 一 dp X 一r g I n V K 一 dP d X 一 g si r l 6 P P P n dX dp 07 一 dp dZ 则 4 式 减去t 3 1式 变 为 一 1 p Z dP OF VI V V V K p i V I V K f d P dZI gA r i n H K u K V in VI K d P f 1 z 一g AI s i n l 1 I Kw K J V VI一 K d p d ga g s i r i l 1 V 因含 水率 町表示 却 r V V t K t d p d Z g A p s i tl v l t K K 3 1 d V l l 维普资讯 第 4期 腽 城 储 层 非 均 质 性 对 油童 栗 收 率 帕 响 分 折 f J t l K H V J d p 一 A I s i n 1 1 H K K w t 5 因 相对 渗透 宰 K K K 因此 5 式 又町写 为 r w V V r 1 K K lJ 1 V l J I d z 一 I li ft 1 l J K K K c 6 又 剐 设 平均 幢力 为 代入 z 式 有 P P J 2 a d d dZ 十 d 0Z 2 d d Z dp dZ d dX d 一d p 2 d z d P d z dP d 2 一 一 0p dX dp dZ 2 dp dX Vw 一 K I l f d p d z d p r 2d z gs i n l 以 上请式 中 V 油 相 流速 I l l s z V 水相流速 c m s V 油 水两相总 流速 c r n t K 一帐油有效渗 透率 1 3 r r l K 地层 隶有 效渗透率 1 0 3 I m 2 K 昧油相对 渗透 率 r K 绝 对渗 透率 1 0 3 n l 2 I I 地 原油牯 懂 I 1 1 P a sI I l 地 F 地层水牯度 I1 1 P a s I P 油 相I 力 MPa t P 水 相唯 力 M P 口l P 毛杼 力 M P a P 油承两 相半均 力 M P a l l J l 帐油密度 g c m 3 l 地磋 求密度 g c m 3 Af 油 水密度 g r r l 3 l g 蘑力加谴 瞧 m 2 r 含 水率 r t z 沿 漉 向距 离 c r nl n 地层倾角 度 7 维普资讯 新 帽 f i 油 地质 第 1 1 巷 二 几点推 论 由导 出的 6 7 式 可 以得 到三点推 论 1 当储 层 具有较 大的地层倾 角时 采用边缘 往水 方式 有利 卜水线 曲 均 推进 国外油 田的开 发经验和 室 内岩 心模拟 试验 表明 含 水饱 和睦 地 倾 垧记 时 沿上倾 方向 注水 比沿 下倾方 向注水含 水串r n 1 以相 1 0 o 以 上 图 2 j H J F 自 女 木 饱 嚏 圉 2 地 层 倾 角 对 强 水 湿 岩 层 分 流 量 曲 线 的 影 响 u I m P a u I 1 5 m P a s K 0 l 0 3 um u O 0 1 桶 日 英R 一一一 H 目 一 I f 1 嬲 I 翰 饱 厦 图 3地 层 倾 角 升 强 油 湿 岩 层 分 正量 曲 线 的 髟 响 m P a l I I 5 1 3 1 P n s K 4 1 0 1 0 um u 0 1 1 桶f 日 英尺2 2 砂体的反韵律特征有利 于提高注入水的波及厚度 当砂体为反韵律时 重力 和毛管压 力都驱 使水滴 从 大孔道 进 入小孔道 这样 使 得 水线推 进速 度降低 形 成 接 近 活塞式 的 水驱油 波 及 度 大 3 台理 划分层 系 有利 于提高纵 向波 及程度 水线推 进速度 V 主 要取决 于 油 层 平均压 力梯度d P d z 而 d d z 又主要取 决 于储 层砂体 的横 向连 续性 和 各层 的渗透性能 以及 原油和 地层水 的粘 度 因 而 在对储层 非均质特 点进 行 系统分 析后 应按 各层砂体的分布状况 渗透性及油水牯度比合理划分层系 以利于提高各层的纵向波及 程 度 老君 庙 L油藏 根据 沉积 相分析进 行的 分 层注采 取得 了很好 的 效果 到 1 9 8 5 年其 原 油采出程度 已达 到3 7 5 含 水率为8 9 三 非均质作 用的定量分析 一 多元 回归 方程 的导 出 将 收 集到的 6 4 个 油 田作 样 本 每个油田 都有 2 0 多项参 数 包括孔 隙度 渗 透率 原 维普资讯 第 4期 J 吲破 l I I 阼均 蛎忭 对油 故 莱收 举的 抬响 分 析 油饱 和度 等等 建立 多变量 与采收 率之 阀的线 性 是系 在 m无线 性 圈归 分析 巾 设采收 率 为 y 其他 参数 醴 为z 1 拟 定 m 个 与 Y冉线 牲 系的 变 量z i f i I 2 m 根 据最小 采法 确定回 归 系数 从 而建 屯 T y对 变 I l z1 的 1 1 归 方 b h l h2 2 bm m 计锋 中 对 f每 一个 参数组 舟方案的站 聚部进 行方 羞 分析和 畦若性 l 龟验 1 式的总 离羞 二次 方和为 其 中 Q Y 一 Y 一 Y 一 一Y 川 一Y Yl L 一 I k 一 一 l K 1 K 6 4 4 Y k一 2十 一Y 2 01 Q2 K K一 Y Y K 6 4 K 1 显拣 希望Q1 越 小越好 O2 越 大越好 每次 逐步 回归 都用到 以 F两 种 菁性 椅 验 1 复相 荚系数法 检验统 计 量R O2 O1 l 一 R越接 近 正负 l 著性越 好 2 F分市 龟验法 检验统 计量 F O2 n m l I O1 n 1 遵从 F n 1 n n 1 分如 计斡 中取 F l f期际 F 2 2 f I 入 J 2 1 以实现 回归过 拌中 自动别除 与 Y无 跫的 变 键 r I 功 q I 入 相 簧的变量 经过 近 3 0 个 参数身l 台 方案的 I r 竹 和对比 得到 个相 跫代髓 好的删 归 方 式 E H l 7 4 8 0 3 3 5 4N N 8 9 K 1 J一 I I 2 I S 一0 3 0 5 8 h 1 0 21 6 P R I j 87 J 9 式 中 E H 采收率 u l 1 Nt w N 水r峨储 齄 动 用地 埙储琏2 比 K 流唆 1 0 l l m 2 P a S 蚌M街 瞧 h we l l 孔 隙 搜 P 味始地 力 M P 二 j储 层非均 质性 对 油藏 最 终采收 率的影 响 撤 据 奉 丈 导 出 的 倒 I 靠 将 H 式 l 各 变 的 一r 均 值 代 入 并 没 变 量 E l 为 I 这时可以得到式 f l 各变量对采收串的影响 度 蠢 2 维普资讯 新曩石油地质 第 l O 畚 表 2 各参数对水驱量终采收 率影响定量分析寰 丞 碗 参 数 l K r w N K I S 击 P 鬈响鞋度t I 4 4 8 2 1 0 l 3 9 l 3 1 7 2 影 响方向 l 从表 2中可 以看出 水驱控制储量是影响采收率的最主要因素 在各参数与采收率 的关 系中 N 一 N 与E R的关 系最 为密 切 两 者的偏 相关 系数 为O 7 8 表 3 远远 大于样本 为 6 4 置信 度 0为0 0 1 时的检验值 0 4 0 2 在多元 回归 方程式 中 N c N的 影 响程度 占4 4 在油 田的储层分 析 中 水驱储 量 N 包括 天然 水驱 和人工 水驱 反映在水的驱 动方式 下 油 砂体 的被被 及程度 即主要反 映 了砂体 的宏 观连通 性 在 油 母的实际工 作 中 当 一个新 油 墨完成 一套基 础 井 网后 通过小 层对比 试井 镤 I 压 生产 动态等 资料 可 以得到 比较 确切的 N N数 值 现 今一些油 田已就 水驱储量 同水 驱采收 率建立 起 了很 好 的关 系 衰 s 8 9 式中各参数闯偏相关系数表 序 号 K i P S 出 S t N E R 1 1 0 00 0 3 97 0 0 6 0 1 07 0 3 4 3 0 4 87 0 2 0 3 97 1 0 00 0 376 0 3l 9 0 0 42 0 2 06 0 1 23 3 0 0 61 0 3 76 1 000 0 2 1 3 0 1 23 0 0 71 0 1 7 7 4 0 1 07 一 O 3 19 0 2l3 1 O00 0 1 9 9 0 20 2 0 0 60 5 0 3 4 3 0 0 4 2 0 1 2 3 0 1 9 9 1 0 0 0 0 3l 3 0 3 l5 B 4 8 7 0 2 0 6 0 0 71 0 2 0 2 0 3 1 3 1 0 00 0 7 81 7 0 5 9 0 0 1 2 3 0 1 7 7 0 O 6 8 0 3 5 n 7 81 1 0 0 n 在对各 油藏进 行的储 层分析 中 反 映储 层连 续性差 的主要标 志是水驱 控制储 量 与动 用地质储量的比值小于5 0 这种情况的产生主要是沉积作用 后生成岩作用及断裂作 用造成的 这种情况下即使储层的韵律性 渗透性和地下原油粘度等物理性质较好 也 难 以形 成完 善 的注采井 网 因此水驱采 收率 一般不会 超过 3 0 当砂体 连通 无论是 浅 湖滩坝 河 口砂坝还是河道砂体作为储层 都具有横向上叠加连片的特征 是油藏水驱 储量与动用地质储量的比值大 f7 5 的基本条件 如果油藏的渗透性和原油性质也较好 并采取 了适宜 的开 发措施 这 类 油藏 的 水驱采收 率都能 够达 到3 5 以上 如果 油藏又 同 时具有天然能量 充 足 反韵 律砂体 较 大的地层倾 角 等地 质 条件 其水驱 采收 率应在 4 5 以 匕 四 结 论 与 建议 1 根据 已标 定的最终 采收 率在 4 0 以上 3 0 一 4 0 和小于 3 0 的油田数 看 基本上 各 占三 分之一 正确认 识 油田的储层性 质 对采收率 的影响 并 根据 条件采 取适 合 储层地质特点的开发措施 是当前油田开发工作中的重要谭题 维普资讯 第 4朝 周 斌t l 首层非 均 质性 对 油藏 采 牧 草的 髟响 分 析 6 3 2 赭 层砂体 的连通性 是影 响油田采收率 最主 要的地质 因素 它主要反 映在水驱 控制储量占动用地质储量百分比上 因此 根据储层非均质性和原油性质台理划分开发 层系 努力增加水驱储量 对于提高水驱采收率有重要意义 对杨通佑 陈元千高级工程师给予作者的指导表示衷心的感谢 参考文献 1 S E Buck e y a nd M C L e v e r c t t M ec ha ni s m of Fl ui d Di s pl a c ement s i n Sa nd T T a I S A 1 M E V o L 1 4 2 PP 1 9 2 一 1 6 9 1 96 2 2 FO T F S F C T a i g著 张 朝 琛等 泽 油 田 注 木开 发 工 程方 法 石 油工 业 出麓 社 1 9 8 1 年 3 E T E洲e 一 等 著 袁 庚峰 等 泽 油 田 开 发过 程 的调 整 石 油工 业 出 董 社 1 9 8 3 年 收 穑 日 期1 9 8 9 年 4月 1 3 日 AN AN ALYS置 S o F TH E EFFECT 0 RESERV0 J R HETERo GENEI TI ES o N RESERVo I R ULTI M ATE RECo VERY Z h ou B I n f Re s e a r c h l n s i i l u t e o f Pe l r o l e u m E x p l o r a r i o n a a d De e e l o p me n t Be i j i a g A b s t r a t 64 oi J and ga s serv oi f s a T e di vi dcd l nt o t h r ee cI ass es accor d ng t o t hei r u1 t i m at e r ecoverY va ues A br i er i nt T Oduc t i Oi l i s m ade