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应用产剖资料确定非均匀水淹层剩余油饱和度_任杰

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应用 资料 确定 均匀 水淹 剩余 饱和度 任杰
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2017年6月第36卷第3期大庆石油地质与开发PetroleumGeologyandOilfieldDevelopmentinDaqingJune,2017Vol.36No.3收稿日期:2016-09-27改回日期:2017-02-20基金项目:中国石化基础前瞻性研究项目“储层内部构型建模与剩余油分布特征研究”(P15037)。作者简介:任杰,男,1984年生,工程师,从事油气田测井解释及方法研究工作。E-mail:446104712@qq.comDOI:10.3969/J.ISSN.1000-3754.2017.03.025应用产剖资料确定非均匀水淹层剩余油饱和度任杰1唐敬2陈彬1赵伟新1(1.中石化中原油田分公司勘探开发研究院,河南郑州450000;2.长江大学地球科学学院,湖北武汉430000)摘要:文东油田是处于油田开发中后期的高温、高压、高盐低渗透砂岩油藏,应用传统的套后剩余油饱和度监测技术以及利用常规电阻率测井资料确定水淹层剩余油饱和度效果不佳。在利用产出剖面资料确定水淹层剩余油饱和度方法研究的基础上,分析水淹层水淹程度的非均匀特征导致水淹层内剩余油饱和度的差异,通过面积等效法构建非均匀水淹层饱和度模型图,应用此改进方法确定出非均匀水淹层的剩余油饱和度。方法改进前后对比分析结果表明:方法改进后的计算结果更能反映水淹层的整体剩余油饱和度,与储层的实际情况更加符合,进而可准确掌握区域剩余油饱和度分布规律,为油藏的合理有效开发提供科学依据。关键词:剩余油饱和度;非均匀水淹层;产出剖面;面积等效法;水淹程度;文东油田中图分类号:P631文献标识码:A文章编号:1000-3754(2017)03-0137-04DETERMINATIONOFTHEREMAINEDOILSATURATIONFORTHEHETEROGENEOUSWATERED-OUTLAYERBYTHEPRODUCTIONPROFILEDATARENJie1,TANGJing2,CHENBin1,ZHAOWeixin1(1.ExplorationandDevelopmentResearchInstitute,SinopecZhongyuanOilfieldCompany,Zhengzhou450000,China;2.CollegeoftheEarthSciences,YangtzeUniversity,Wuhan430000,China)Abstract:Wendongoilfieldisahigh-temperature,high-pressure,high-saltandlow-permeabilitysandstonereser-voirs,whichisinthemiddleandlatestagesofthedevelopment,thedeterminingmethodsoftraditionalafter-casingremained-oilsaturationmonitoringtechniqueandconventionalresistivityloggingdatahavelosttheireffectsintheoilfield.Onthebasisoftheresearchingmethodsofusingtheproductionprofiledatatodeterminetheremainedoilsaturationinthewatered-outlayers,thesaturationdeterminingdifferencesresultedfromtheheterogeneouscharac-teristicsofthewatered-outdegreefortheoillayersstatedabovewereanalyzed,withthehelpofequivalentareamethod,thesaturationmodelfortheheterogeneouswatered-outlayerswasestablished,andmoreoverbymeansoftheimprovedmethod,theremainedoilsaturationsofthelayersweredetermined.Thecontrastandanalysisbeforeandaftertheimprovementshowthatthecalculatedresultsofthelattercanmorereflecttheoverallremainedoilsat-urationofthelayers,andfurthermorearemuchmoreaccordantwiththeactualconditionsofthereservoirs,thuscanmoreaccuratelymastertheoilsaturationdistributionlawsintheregion.Alltheseachievementshaveprovidedthescientificevidencesfortherationalandeffectivedevelopmentoftheoilreservoirs.Keywords:remainedoilsaturation;heterogeneouswatered-outlayer;productionprofile;equivalentareamethod;watered-outdegree;WendongOilfield东濮凹陷文东油田是典型的高温、高压、高盐低渗透砂岩油藏,目前其已进入开发中后期,准确掌握油藏剩余油分分布规律是贯穿整个油田开发时期的一项重要研究内容,国内外广泛采用2种方法来确定水淹层的剩余油饱和度,即套后剩余油饱和度监测技术[1]和利用常规电阻率测井资料[2]确定。但传统的套后饱和度监测仪器无法适用文东油田这种高温、高压油藏,而耐高温、高压的碳氧比测井仪[3]在研究区还没有推广,除此之外,针对高矿化度的中子寿命、过套管电阻率等测井技术因高成本等方面的原因,在研究区很少应用;同时由于文东油田新钻井越来越少,仅仅用常规电阻率测井资料确定水淹层剩余油饱和度的方法也受到了限制,现有的解决方法是利用产出剖面资料确定水淹层的剩余油饱和度[4]。由于在陆相砂泥岩沉积储层中,储层的岩性、物性不均匀以及沉积韵律的变化必然导致在水驱油开发过程中,油层不同部位受到水淹程度有强有弱[5],但现有的利用产出剖面资料确定水淹层剩余油饱和度的方法未考虑水淹层水淹程度的非均匀性,使得应用该方法确定的水淹层剩余油饱和度整体偏小。针对现有方法的缺陷,本文在此基础上,通过分析水淹层水淹程度的非均匀特征,构建非均匀水淹层饱和度等效模型图,并由此确定出非均匀水淹层的剩余油饱和度,此剩余油饱和度更能反映水淹层的整体剩余油饱和度,为更精确的掌握区域剩余油饱和度分布规律奠定了坚实的基础。1水淹层剩余油饱和度的确定生产测井产出剖面反映油水产出的瞬时状态,与地层中剩余油分布有着密切的联系,利用水淹层的生产测井产出剖面资料,结合LEVERETT方程可建立产水率与地层在井点处含水饱和度的关系[6]fw=11+μwμoa(1-Sor-Sw)n(Sw-Swi)m(1)式中fw是产水率;μw、μo分别为油和水的黏度,mPa·s;Sw、Swi、Sor分别为地层含水饱和度、束缚水饱和度和残余油饱和度,%;a、m、n为与油水相对渗透率相关的比例系数。通过对文东油田文13块沙三段层位的3口井水驱油相渗试验资料分析,筛选了有代表性的5块岩样50个样本点实验数据,其束缚水饱和度、残余油饱和度平均值分别为26.7%、27.3%,油水黏度比为0.2639,采用多元统计分析方法[7]通过数学反演处理,得到式(1)中的地区与油水相对渗透率相关的比例系数a=1,m=3.6,n=2.8。即文13块产水率和含水饱和度的关系模型为fw=11+μwμo(1-Sor-Sw)2.8(Sw-Swi)3.6(2)其中选用的50个样本点的拟合相关系数为0.8894,计算的含水饱和度与岩样相渗驱替实验过程中样品的含水饱和度对比得到的平均绝对误差为0.0325,平均相对误差5.61%。由式(2)可见,含水饱和度和产水率之间的关系受到μw/μo、Swi、Sor参数取值的影响,地层条件下的μw/μo受地层压力、气油比、地层水等因素的影响而变化,Swi和Sor受到储层岩性、物性的变化也存在差异。在整个文东油田无法用1或2个图版全面反映产水率和含水饱和度的关系,需要通过改变油水黏度比、束缚水饱和度和残余油饱和度的值建立多张图版,图1为文13块在固定Swi和Sor的情况下,通过改变油水黏度比做的产水率和含水饱和度的关系图版。依据此图版,利用产出剖面资料可求得产层的产水量,即计算出产层的产水率,利·831·大庆石油地质与开发2017年用式(2)可求出纵向上水淹层的含水饱和度,进而求得水淹层剩余油饱和度[8]为So=100-Sw(3)2非均匀水淹层剩余油饱和度的确定2.1存在缺陷在利用产出剖面资料确定水淹层剩余油饱和度的过程中,通过对产出剖面与不同时期完井组合测井资料对比分析发现,产出剖面显示只产水的水淹层并不意味着该层的剩余油饱和度一定接近残余油饱和度,当储层非均匀水淹严重时,只能反映该水淹层局部的剩余油饱和度接近残余油饱和度,其他部位可能还有可动的剩余油,这种情形在非均匀水淹的中、厚层反映更为明显。图2为文13块同一小层在相邻井不同时期的深感应电阻率对比图,W13-418井测井曲线是2005年3月31日测得的,沙三中8砂组41号层的深感应电阻率明显表现出底部水淹程度强,而上部水淹程度弱的特征,与其相邻且所处构造位置相近的W13-388井、W13-212井、W13-315井分别在2000年4月、1991年1月和1987年10月完井测井,W13-388井对应层同样显示出底部水淹程度强,而上部水淹程度弱的特征,而W13-212和W13-315井的对应层为油层,对比这4口井可以看出,随着开发时间的推移,电阻率在逐渐减小,储层非均匀水淹特征明显,注入水一旦突破形成水道,弱淹部位的剩余油被驱替的效果将会明显降低[9],使用上述确定剩余油饱和度的方法求得的水淹层剩余油饱和度只能反映被水突破的部位剩余油饱和度,其值近似等于残余油饱和度,在此情况下,通常判断该层没有可动油,而实际上,由于储层非均质带来的非均匀水淹效果,该储层应当还有部分可动油,即井点处剩余油饱和度实际上是大于用上述确定剩余油饱和度的方法求得的水淹层剩余油饱和度。因此,仅利用上述产出剖面资料确定的水淹层剩余油饱和度只能反映强水淹部位的剩余油饱和度,难以反映相对较弱水淹部位的剩余油饱和度,导致该方法确定的水淹层剩余油饱和度整体偏小,不能准确地反映储层的实际情况。2.2非均匀水淹层剩余油饱和度模型的构建基于上述方法存在的缺陷,本文通过面积等效法构建非均匀水淹层饱和度等效模型如图3所示,图中设定产层厚度为H,单位是m;单层强淹部位厚度为Hf,单位是m;其他部位(H-Hf)的水淹相对较弱。利用油田开发初期该层段的测井资料或者相渗资料统计分析得到水淹层的原始含油饱和度Soi[10],水淹层强淹层段的剩余油饱和度为利用产出剖面资料确定的水淹层剩余油饱和度So,水淹层水淹相对较弱层段的剩余油饱和度除了So外,还有一部分可动的剩余油饱和度,大小为Soi-So,并假设这部分剩余油在水淹相对较弱层段按梯度(Soi-So)/(H-Hf)线性分布。根据模型图进行面积等效处理,设强淹层段占水淹层厚度的比例系数为σ,σ的取值与水淹层的非均匀性质有关,即σ=Hf/H(4)利用构建的非均匀水淹层饱和度等效模型图可得到水淹层的平均剩余油饱和度计算模型为So=σ·So+(1-σ)(Soi+So)/2(5)式中So为水淹层的平均剩余油饱和度,%。水淹层的平均剩余油饱和度即为非均匀水淹层的剩余油·931·第36卷第3期任杰等:应用产剖资料确定非均匀水淹层剩余油饱和度饱和度。严格意义上说,各强淹层段占水淹层厚度的比例系数σ各不相同,但产出剖面资料受到纵向分辨率的限制往往不能反映σ的值,统计分析发现,区域层段的σ值和单层厚度H呈现一定的指数关系,通过拟合分析使得式(4)转换为比例系数σ和单层厚度的H的关系为σ=Hf/H=αHβ(6)式中α和β为区域取值参数,该关系式适合单层厚度大于1m的储层。注水过程中,由于储层渗透率的差异,注入水沿着相对高渗层段推进的特点与沉积韵律关系密切,不同沉积韵律的水淹层有着各自不同的水淹特征[9],因此在文13块按照正韵律、反韵律和复合韵律分别统计45口井151个非均匀水淹层的强淹部位占整个水淹层段的厚度比例,通过做交会图,按照式(6)建立关系,正韵律的强淹层段占水淹层厚度的比例系数表达式为σ=1.0181H-0.5722(7)反韵律的强淹层段占水淹层厚度的比例系数表达式为σ=1.1771H-0.7478(8)复合韵律的强淹层段占水淹层厚度的比例系数表达式为σ=0.9188H-0.6625(9)按照正韵律、反韵律、复合韵律分别对应的比例系数带入式(5)计算,得出各水淹层对应的平均剩余油饱和度,即非均匀水淹层剩余油饱和度。3应用效果分析选取文13块近5年来有产剖资料的22口井299个水淹层,利用改进的方法确定出各层对应的非均匀水淹层剩余油饱和度,并统计沙三中6、7、8、9、10各砂组利用方法改进前后计算的2种剩余油饱和度(表1)。从表1可以看出,利用改进后方法求得的非均匀水淹层剩余油饱和度在沙三中的各个砂组都有所增加,各砂组非均匀水淹层剩余油饱和度平均增大了5.7个百分点。分析表明,本文提供的非均匀水淹层剩余油饱和度更能反映水淹层的整体剩余油饱和度,并由此可准确掌握区域剩余油饱和度分布规律,为该区块油藏合理有效开发提供科学依据。表1方法改进前后确定的剩余油饱和度对比Table1Comparisonsamongthedeterminedremainedoilsaturationsbeforeandaftertheimprovedmethod砂组So/%So/%So增加值/%沙三中643.449.76.3沙三中745.350.24.9沙三中845.151.66.5沙三中947.052.45.4沙三中1045.951.35.4平均值45.351.05.74结论(1)针对文东油田油藏高温、高压、高盐的特点,分析水淹层水淹程度的非均匀特征以及地层沉积韵律特征,通过面积等效法,建立了非均匀水淹层剩余油饱和度的等效模型,实现了对现有产剖资料确定水淹层剩余油饱和度方法的改进和完善。(2)在文13块22口井的299个层应用改进后方法所确定的非均匀水淹层剩余油饱和度与储层的实际情况更加相符,为准确掌握区域剩余油饱和度分布规律奠定了基础。参考文献:[1]晁宏洲,王赤宇,刘峰,等.注水开发油藏剩余油饱和度测量与监测技术及应用[J].钻采工艺,2007,30(4):84-87.[2]韩清忠,率世和.用常规电阻率测井资料确定水淹层的剩余油饱和度[J].测井技术,1996,20(5):351-355.[3]栾一秀,郭帅.高温高压碳氧比测井仪的研制与应用[J].国外测井技术,2011,26(2):59-61.[4]郭海敏,戴家才,陈科贵.生产测井原理与资料解释[M].北京:石油工业出版社,2007:270-272.[5]訾慧,兰媛媛,苗清,等.基于典型层的非均质厚层水淹层精细解释方法[J].国外测井技术,2015,30(6):44-46.[6]戴家才.用油田生产测井资料确定产层参数的方法研究[D].北京:中国地质大学,2002:18-22.[7]巴克豪斯.多元统计分析方法[M].上海:上海格致出版社,2009.[8]杨少春.求取剩余油饱和度的一种实用方法[J].石油大学学报(自然科学报),1998,22(2):14-16.[9]杨景强,樊太亮,马宏宇,等.不同韵律性油层水淹层测井定性识别方法[J].大庆石油地质与开发,2010,29(1):134-138.[10]彭寿昌,许长福,张强,等.低渗透砾岩油藏含油饱和度解释及水淹层评价[J].特种油气藏,2015,22(6):108-110.编辑:杨家伟徐衍彬·041·大庆石油地质与开发2017年
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