时移测井饱和度拟合方法及其在珠江口盆地油田开发调整中的应用

伍文明 张 伟 李 伟 王亚会 孙更涛

(中海石油(中国)有限公司深圳分公司)

时移测井饱和度拟合方法及其在珠江口盆地油田开发调整中的应用

伍文明 张 伟 李 伟 王亚会 孙更涛

(中海石油(中国)有限公司深圳分公司)

NHB油田是珠江口盆地(东部)一个已进入开发中后期的小型多层砂岩油田,油层厚度较薄,主要采用大斜度井多层合采,由于大斜度井作业困难,油田无生产测井、分层测试资料,常规历史拟合的多解性对剩余油分布研究提出了极大的挑战。提出了采用时移测井饱和度拟合指导油藏模型校正的新方法,其主要思路是将随钻测井解释饱和度作为拟合参数,通过拟合模型饱和度和对应时间同一位置随钻测井解释含油饱和度实现对地质模型的迭代修改,再结合常规历史拟合从时间和空间上对油藏剩余油分布进行分析,使模型逐渐接近油藏实际。应用效果表明,采用生产数据和时移测井饱和度双参数拟合方法显著降低了油藏模型多解性,为油田精细开发提供了良好基础。

时移测井;饱和度拟合;油田开发调整;剩余油分布;分层劈产;珠江口盆地

油藏多层合采在海上油田开发中十分普遍,其中产量的合理劈分对剩余油分析非常关键。研究表明,常规测井信息是迄今为止精度最高的地层静态信息之一,遵循地质约束测井、岩心刻度测井的原则可以较好地将测井信息转化为所需的地质信息,从而更好地服务于油田开发工作[1]。通过时移测井饱和度拟合结合生产数据拟合循环校正各生产层的贡献比例,使油藏模型逐渐逼近油藏实际,从而可获得合理可靠的剩余油分布。

在国外,Wilson曾尝试利用时间推移随钻测井进行地层评价[2];Yao&Holditch提出了利用时间推移测井资料确定油藏渗透率的方法[3]。在国内,谭廷栋对时间推移测井给出了明确的定义,并对时间推移测井原理、资料解释进行了探讨[4];汪中浩提出了利用生产测井时间推移测井资料确定油水相对渗透率曲线的方法[5];孙建孟提出了用时间推移测井计算原始含水饱和度的方法[6];赵军龙提出了用时间推移的测井信息确定油水界面变化方法[1];其他文献中也介绍了利用时移地震进行油气藏描述的研究方法[7-10]。

上述研究中都运用了时间推移的思想开展了相关研究,但基于时移测井饱和度拟合指导剩余油分析的研究工作少见报道。笔者提出了采用时移测井饱和度拟合指导油藏模型校正的新方法,在珠江口盆地NHB油田开发调整研究中采用了时移测井饱和度拟合技术指导模型劈产,解决了因无劈产资料以及测试资料不足导致的模型不确定性,为后续油田调整方案的实施提供了良好基础。

1 研究区概况

NHB油田是珠江口盆地(东部)一个小型砂岩油田,油藏厚度介于1.2～8.7 m,油藏面积介于0.88～3.78 km2,具有面积小、油藏多的特点,储层为三角洲平原—三角洲前缘沉积。该油田于20世纪90年代中期投入开发,主要依托相距8 km的NHA平台钻大位移井进行生产,其中15口生产井均为多层合采井,射孔垂深在190～500 m。该油田目前已进入开发中后期,采出程度已达到35%,剩余油非常分散,继续采用大位移井进行开发的难度和风险日益增加。

2 油田开发调整面临的挑战

由于NHB油田地质因素及开发条件的特殊性,油藏剩余油的研究以及开发调整都面临极大的挑战,主要表现在以下几个方面。

2.1 大位移井工程问题突出

NHB油田油藏埋深在2 800 m以内,距生产平台的水平距离近8 km。该油田一直依靠NHA平台采用大位移井进行开发,由于井型原因使得油田生产、作业存在很大困难,具体表现在:大位移井的固井质量难以保证;大位移井井段长、斜度非常大,侧钻和修井等工程作业十分困难,生产管柱完整性很难保证。

2.2 油井生产数据难以准确反映油藏动态

由于NHB油田大位移井工程问题突出(如生产管柱损害严重),油井生产含水和油藏实际存在很大出入。例如,Y18井由于出砂导致投产4个月后含水突然猛增,2000年10月10日含水率达到了90%;进行修井作业后,含水上升得到了一定控制, 2001年4月1日含水率降到了37%(见图1)。显然,工程问题突出时油井含水不一定反映油藏动态。

图1 珠江口盆地NHB油田Y18井生产动态曲线

2.3 层间关系不清

NHB油田基本采用大位移井多层合采,由于层内和层间非均质性比较强,各层贡献存在很大的不确定性。另外,由于该油田大位移井作业困难的限制,测试获取资料十分困难,目前油田没有任何分层测试资料(PLT),导致油藏模型难以准确建立。

2.4 采用常规的劈分方法解释存在困难

常规劈分方法一般是采用渗透率、地层系数等进行劈分,只考虑了静态的理想状态下油井的产量贡献,而未考虑动态因素的影响(如生产制度变化和井间干扰等),同时也未能考虑大位移井实际井况(如实际钻井中对井筒或某层的污染等),导致层间贡献的不确定性增大[11]。

3 时移测井饱和度拟合方法的提出及在油田开发调整中的应用

3.1 时移测井饱和度拟合方法的提出

时移测井饱和度拟合方法是在进行常规生产动态拟合的基础上,利用不同时期已钻井的随钻测井资料分析油藏剩余油分布的一种方法。一般而言,在构造等高位置、物性相同的条件下原始含油饱和度基本一致。而随着油田的开发生产,油柱高度和含油饱和度都会发生变化。本文提出的时移测井饱和度拟合方法是利用模型中的油柱高度(含油饱和度)来拟合对应时间同一位置随钻测井解释的油柱高度,通过不断迭代修改静态模型,使模型的油柱高度(含油饱和度)不断逼近随钻测井解释油柱高度(含油饱和度),从而指导油藏模拟中的分层劈产。通过不同时间、不同井点的模型与随钻测井含油(含水)饱和度拟合,动态检验各阶段各油藏的分层出油比例,并结合生产动态拟合循环校正模型,提高模型的可靠性。

3.2 在油田开发调整中的应用

3.2.1宏观上对油层进行分析

在进行时移测井饱和度拟合之前,首先全面分析油层测井资料,在宏观上对各层动用程度(贡献比例)进行定性排序。由于NHB油田无任何劈分资料,宏观上对油藏动态的初步认识有助于减少时移测井饱和度拟合的试算次数,从而加快历史拟合的进度。

3.2.2通过生产井诊断技术剔除无效生产时间段

由于各种工程原因,NHB油田的生产井井筒完整性被破坏后,来自非生产层的地下水会进入井筒,井口测试将会出现含水剧增等无效数据,模型的含水不能完全体现油藏实际动态。因此,开展数值模拟工作前需要根据泵吸入口的温度变化、含水以及采液指数的变化等指标诊断生产井是否正常生产,从而利用有效时间段生产数据指导模型动态校正。

3.2.3应用时移测井饱和度拟合方法指导油藏模拟中的分层劈产

以测井解释的含水饱和度为观测数据,拟合模型与观测数据同时间点上的饱和度,从而指导油藏模拟中的分层劈产(从油藏空间概念上可分为平面上剩余油分布研究和纵向上合采井劈产)。

1)指导平面上剩余油分布研究

Y17井为NHB油田第2口生产井,在该井取得随钻测井信息时,该油田只有Y14井生产,因此可以通过Y17井来检验模型中Y14井的劈产是否合理。过Y17井Z13油藏模型与测井饱和度拟合结果如图2所示,可见拟合前Z13油藏对Y14井贡献比例过多,导致模型中Y17井点处出现Z13油藏过驱,油水界面上升高于实际,最终通过多次调整模型得到了较好的拟合。以此类推,随着不断增加新钻井资料,能不断通过后续井的信息检验前期井的分层劈产情况。

图2 珠江口盆地NHB油田过Y17井Z13油藏模型与测井饱和度拟合图及井点位置图

2)指导纵向上合采井劈产

在纵向上同样可以利用模型与测井饱和度拟合指导模型校正。过Y24ST1井Z4D4和Z11油藏模型与测井饱和度拟合结果如图3所示,可见拟合前Y24ST1井点处模型在Z4D4油藏过驱而在Z11油藏中贡献比例不够,最终通过调整Y24ST1井之前各井出油比例,使2个油藏模型都得到了较好的拟合。

按照上述方法,从油田投产开始逐步拟合各油藏平面上和纵向上出油比例,直至所有测井信息都被利用上,并对每个油藏形成一个图版。当然,由于模型具有多解性,时移测井饱和度拟合要与常规历史拟合同时进行,通过反复拟合既要达到使生产动态数据得到拟合,同时也要使各油藏测井饱和度也得到较好的拟合,从而指导油藏模拟中的分层劈产。

油藏应用效果表明,采用时移测井饱和度拟合方法不仅可以指导模型劈产,还可以用于评价潜力的合理可靠程度。如图4所示,NHB油田Z12油藏饱和度拟合整体上较为合理,但Z12油藏过Y14ST1井模型含油饱和度比测井解释偏高,这种情况下若在Y14ST1位置部署新井,模型预测产量将过于乐观。因此,只有结合历史生产数据拟合和时移测井饱和度拟合,运用双参数约束反复拟合手段不断对模型进行调整,才能使模型逐渐接近油藏实际,方案编制的基础才更为可靠。

图3 珠江口盆地NHB油田过Y24ST1井Z4D4和Z11油藏模型与测井饱和度拟合图及井点位置图

图4 珠江口盆地NHB油田Z12油藏时移测井饱和度拟合图

4 结论

1)本文提出的时移测井饱和度拟合方法能动态检验各阶段各油藏的分层出油比例,结合生产动态历史拟合循环校正模型,降低了因分层测试资料不足带来的多解性,提高了模型的可靠程度。

2)时移测井饱和度拟合方法在珠江口盆地NHB油田开发调整中的成功应用,为指导该油田模型劈产和剩余油分布研究提供了有效手段,也为该油田开发方案的编制和实施提供了良好支撑,在采用合采井进行开发的油田中具有广阔的应用前景。

[1] 赵军龙,张宁,闫博,等.基于时间推移的测井信息确定油水界面变化方法研究[J].地球物理学进展,2013,28(1):293-300.

[2] WILSON C.Formation evaluation using repeated MWD logging measurements[C].SPWLA 27th Annual Well Logging Symposium,1986.

[3] YAO C Y,HOLDITCH S A.Reservoir permeability estimation from time-lapse log DATA[J].SPE Formation Evaluation,1996(6):69-74.

[4] 谭廷栋.电阻率时间推移测井[J].测井技术,1979,3(6):1-8.

[5] 汪中浩.一种确定油水相对渗透率曲线的新方法[J].江汉石油学院学报,1998,20(1):37-39.

[6] 孙建孟,张海涛,马建海,等.用时间推移测井计算原始含水饱和度新方法研究[J].测井技术,2003,27(3):217-220.

[7] LUMLEY D E.Time-lapse seismic reservoir monitoring[J]. Geophysics,2001,66(1):50-62.

[8] 李雪梅.凝析气藏的时间推移地震模拟[J].特种油气藏, 2003,10(6):93-94.

[9] 云美厚,管志宁,曹广华.油藏特性与时间推移地震监测[J].石油与天然气地质,2001,22(4):355-358.

[10] 凌云,郭向宇,高军,等.油藏地球物理面临的技术挑战与发展方向[J].石油物探,2010,49(4):319-335.

[11] 张树宝,姚光明,董志清.关于剩余油饱和度分布的研究方法[J].断块油气田,2000,7(3):19-22.

A match method of time-lapse logging saturation and its application in the development adjustment of an oilfield in Pearl Mouth River basin

Wu Wenming Zhang Wei Li Wei Wang Yahui Sun Gengtao
(Shenzhen Branch of CNOOC Ltd.,Guangzhou,510240)

As a small sandstone oilfield with multiple pays in Pearl Mouth River basin(its east part),NHB has been in the middle-late stage of development,and the commingled multiple-zone production through highly-deviated wells was used due to its thin pays.Without the data of production logging and zonal testing due to the operation difficulties in highly-deviated wells,the ambiguity of conventional history matching may give a great challenge to the research on remaining oil distribution.Thus a new method to guide the calibration of reservoir models by using the match of timelapse logging saturation was developed,in which the saturation interpreted from logging while drilling(LWD)was used as the matching parameter, the geology model was corrected with iteration bymatching the model saturation with the actual saturation from LWD at the same time and same location,and the remaining oil distribution was temporally and spatially analyzed by combining with the conventional history matching,in order to gradually approximate the model to the actual oil reservoir.The application results have shown that this dual-parameter matching of production data and time-lapse logging saturation data can significantly reduce the ambiguity of a reservoir model and provide a good basis for the refined development of an oilfield.

time-lapse logging;saturation match; oilfield development adjustment;remaining oil distribution;stratified production split;Pear Mouth River basin

2013-12-12改回日期:2014-03-18

(编辑:张喜林)

伍文明,男,2008年毕业于成都理工大学能源学院,获油气田开发工程专业硕士学位,现主要从事油藏管理与油藏数值模拟工作。地址:广州市江南大道中168号海洋石油大厦1007室(邮编:510240)。