薄互层储层渗透率表征方法探讨

夏 冰（中石化胜利油田分公司地质科学研究院，山东 东营257015）

薄互层储层渗透率表征方法探讨

夏 冰（中石化胜利油田分公司地质科学研究院，山东 东营257015）

渗透率是反映储层渗流能力的重要参数，目前对于薄互层储层的渗透率表征方法，通常是在测井解释各渗透层渗透率的基础上进行厚度加权算术平均。这种方法对于均质的储层是适用的，但对于存在层间差异的储层用这种方法得到的渗透率值并不能准确反映该套储层的实际渗流能力。为此提出一种应用可动流体体积权衡表征渗透率的方法，经实际资料验证，能较好地反映储层整体的实际渗透能力。

渗透率；薄互层储层；可动流体；体积权衡

渗透率是反映储层渗流能力的重要参数，经常应用于油田开发方案编制、油藏数值模拟等油藏工程研究及油藏物理模型制作和油藏物理模拟试验中，求准储层的渗透率，对于储层评价和产能开发有着重要的意义。

1 目前计算薄互层油藏储层渗透率方法

1.1 存在问题

在实际生产过程中，一般把射孔射开的一段井段视为一个大的渗流单元，由于射开的井段纵向上通常厚几米到十几米甚至几十米，纵向上由于不同渗透层渗透率的差异的存在，用某处一点的渗透率表示该井段的渗透率显然不合适。

对于一套均质的储层而言，在岩心分析渗透率或测井解释渗透率的基础上进行厚度加权算术平均［1］，即可求出该套储层的平均渗透率，而对于一套由多层渗透层组成且各层间存在物性差异的储层而言，由于渗透率是以数量级而非线性变化的，该方法计算所得结果并不能有效反映该储层的整体渗流能力。

1.2 理论分析

砂岩中多数孔隙是相互连通的，在一定的压差下具有渗透性，即通过流体的能力。渗透率即是反映这一能力的具体参数。渗透率是任何给定岩石的一种物理特性，其数值取决于岩石的孔隙结构，在层流、岩石与流体不起反应和100%为流动流体饱和的条件下，岩石的渗透率与所通过的流体性质无关，即对于给定的岩样，其渗透率是一个常数［2］，其测定方法通常是先将岩样抽提、洗净、烘干、预制成一定几何形状，在一定的温度和压力下，使流体渗透岩样来直接测定，渗透率K表示为：

式中，K为岩心绝对渗透率，10－3μm2；ΔP为流体通过岩心前后的压力差，10－1MPa；μ为通过岩心的流体粘度，mPa·s；L为测定岩心长度，cm；A为岩心截面积，cm2；Q为在ΔP下通过岩心的流体流量，cm3/s。

对于一套包含多个渗透层段的储层，纵向上每层渗透层符合达西定律，其渗透率表示为K1，K2，…，Ki（图1）。

当实际射开该段井段时，各层两端压差ΔP基本是一致的，但对于每个渗透层而言，由于其孔隙结构各不相同，相应的流动毛管阻力Pc也不一样，这样ΔP与Pc之差产生的流体流动的净驱动力F也不同，对于单一渗透层体积内的流体，净驱动力与流量是一个正相关的关系。对于一套储层内的流体流动情况，流体的流动首先是选择流动阻力小的层，所以储层等效的流动阻力不是各渗透层的平均流动阻力，而是介于平均流动阻力和与低流动阻力之间，更接近低流动阻力，在这种情况下，ΔP与Pc之差产生流体流动的净驱动力，要大于各渗透层之间的净驱动力平均值，也就是说，流体的流量也要大于各层的平均流量。根据达西定律，可以推出储层的实际渗透率要大于各渗透层算术平均得到的渗透率。

图1 假想岩石储层示意图

2 方法提出

对于每一个渗透层来说，在其他条件相同的情况下，其流量与孔隙大小、孔隙结构和可动流体的体积有必然的联系。渗透层的可动流体体积实际上与渗流通道之间有着绝对的关系，一般来说，渗透性好的层段，其孔隙连通好，相应的可动流体也多，反之，渗透性差的层段，其孔隙连通差，束缚水含量高，可动流体少。

针对渗透层的此类性质，应用可动流体体积权衡法可有效计算储层渗透率的值，即根据储层各渗透层内可动流体体积对各自渗透率进行权衡，增大储层内相对高渗透层渗透率所占的权重，使得到的结果更接近于储层实际渗透率，更能够体现储层整体的渗流能力。

由于渗透率定义即为在单位时间内单位粘度流体在单位压差下通过单位长度、单位截面积的体积，因此在纵向上分为i个渗透层的储层整体渗透率即可通过下式计算得到。

式中，K为储层绝对渗透率，10－3μm2；k1、k2、k3、…，ki分别为i个渗透层各自对应的渗透率，10－3μm2。

3 应用实例

根据达西定律，在供给边缘压力不变的圆形地层中心一口井的产量公式为：

式中，q为油井产液量，m3/d；K为储层有效渗透率，10－3μm2；h为油层有效厚度，m；Pe为边缘压力，MPa；Pwf为井底流动压力，MPa；μo为地层油的粘度，mPa·s；Bo为原油体积系数；re为油井泄油边缘半径，m；rw为井眼半径，m；s为表皮系数；a为单位换算系数［3］。

针对同一个油藏中的多口油井，流体性质基本一致，如果各井完井方式、增产措施及生产压差一致，在试油或投产初期，油井泄油边缘半径相同，上式可写成：

式中，b为某一常数。

根据上式可以认为对同一油藏中均为单相流的多口油井在试油或投产初期若各井完井方式、增产措施及生产压差一致，则油层参数与产液量应成正比。

以SL油区ZLZ油田G89块为例，选取其中10口井资料进行分析。各井射开井段不同，有效层数1～8层，有效厚度在6.2～16.8m之间，完井工艺相同，生产压差相近，可以认为作用在储层中流体的压力是相近的。图2是各井的油层参数与日产液量的关系图，其中渗透率是根据各渗透层厚度加权后计算取值，从图中发现点子分布比较散乱，不能看出两者之间存在明显的关系。图3中的渗透率是应用可动流体体积权衡法取值，可以看出油层参数与日产液量有明显的正相关关系。

图2 油层参数与日产液量关系图

图3 改进算法后的油层参数与日产液量关系图

4 结 语

对于层间差异较大的薄互层油藏渗透率的表征应用常规的各层渗透率厚度加权算术平均方法得到的结果不能准确体现出其实际的储层渗流能力；在达西定律的基础上进行分析，可以推出储层的实际渗透率要大于算术平均得到的渗透率；可动流体体积权衡法得到的储层渗透率更接近于储层实际渗透率，更能够体现储层的渗流能力。

［1］杨通佑，范尚炯，陈元千.石油及天然气储量计算方法［M］.北京：石油工业出版社，1998.43.

［2］洪世铎.油藏物理基础［M］.北京：石油工业出版社，1985.71～72.

［3］王鸿勋，张琪.采油工艺原理（修订本）［M］.北京：石油工业出版社，1989.2～3.

TE122.2

A

1000－9752（2010）05－0207－03

2009－12－18

夏冰（1973－），女，1995年大学毕业，高级工程师，硕士生，现主要从事开发地质和地震综合研究工作。

［编辑］ 宋换新