复杂断块油田动态储量计算实例分析

黄冬梅 李 标 李正健 王 一 唐慧敏 杨 勇

(中海石油(中国)有限公司湛江分公司， 广东 湛江 524057)

复杂断块油田动态储量计算实例分析

黄冬梅 李 标 李正健 王 一 唐慧敏 杨 勇

(中海石油(中国)有限公司湛江分公司， 广东 湛江 524057)

南海西部北部湾盆地流沙港组复杂断块油藏具有沉积范围小、砂体横向变化快、地震资料品质差、储层难以识别的特点。采用容积法计算储量的准确度受到了限制，导致对油田的开发潜力认识不清。以WZN油田6H井为例，采用物质平衡法计算该井的动态储量，并结合地震、地质资料验证计算结果的准确性，为该井区进一步调整挖潜提供储量基础。

复杂断块； 物质平衡； 动态储量； 解析法； 图解法

油藏储量是进行油田勘探开发、确定投资与建设规模、评估油田资源性资产的重要依据[1]。因此，储量计算的精确与否至关重要。受油藏生、储、盖的形成演化以及新构造运动导致晚期快速成藏等作用的影响，南海西部北部湾盆地流沙港组以复杂断块油藏为主。油田范围内断层多、油气水系统复杂、储层横向变化快。由于复杂断块油藏参数的选取存在一定的困难，用容积法计算油藏静态地质储量的准确性受到限制，因此在此类油田开发调整时经常采用动态法来计算油田的动态储量并以此作为油田调整挖潜的储量基础[2]。计算油田动态储量的方法主要有物质平衡法[3]、试井解释法[4]、水驱曲线法[5]等。其中，试井解释法和水驱曲线法受复杂断块油藏边界影响较大，计算结果误差较大；而物质平衡法原理简单,运算容易,便于掌握,依赖地质资料少,能避免某些复杂地质因素给储量计算和动态分析带来的困难, 并能获得比较满意的结果[6]，因此成为计算复杂断块油田动态储量的主要方法。目前应用物质平衡法计算动态储量的软件有IPM软件、PEOffice软件等，其中IPM软件将物质平衡法中的解析法与图解法相结合，提高了结果的准确性，是日常油藏工作中常用的动态储量计算软件。本次研究以WZN油田6H井为例，介绍了IPM软件计算动态储量的原理；采用物质平衡法中的解析法和图解法计算了该井的动态储量；结合地震、地质资料验证了计算结果的准确性，为复杂断块油田后期调整挖潜奠定基础。

1 物质平衡法计算动态储量原理

物质平衡方程表述了所有流入、流出和保留在油藏中物质的关系[7]。物质平衡方程的概念由Schilthuis于1941年提出，方程最简单的体积形式可写为：

原始体积=剩余体积+移走的体积

(1)

物质平衡方程的一般形式为[7]：

(2)

式中：N—— 原始石油地质储量，m3；

Np—— 累计产油量，m3；

Bo—— 当前原油地层体积系数，f；

Rp—— 累计生产气油体积比；

Rs—— 当前天然气溶解度，f；

Bg—— 当前天然气地层体积系数,f；

We—— 累计水侵量，m3；

Wp—— 累计产水量，m3；

Bw—— 水的地层体积系数，f；

Ging—— 累计注入气量,m3；

Bging—— 注入气的地层体积系数,f；

Wing—— 累计注入水量,m3；

Bwi—— 地层水原始地层体积系数，f；

Boi—— 原油原始地层体积系数，f；

Rsi—— 原始油藏压力下的天然气溶解度，f；

m—— 气顶气体积与原油体积的比值；

Bgi—— 天然气原始地层体积系数,f；

Cw—— 水的压缩系数，MPa-1；

Swi—— 原始含水饱和度,f；

Cf—— 岩石的压缩系数，MPa-1；

Δp—— 油藏平均压力变化值，MPa。

Havlena和Odeh用更简练的形式表达了物质平衡方程[8]：

F=N[Eo+mEg+Ef,w]+(We+WingBw+GingBging)

(3)

式中：F—— 累计产油量，104m3；

Eo—— 原油及原始溶解气的膨胀系数，无量纲；

Eg—— 气顶气膨胀系数，无量纲；

Ef,w—— 原生水和孔隙体积的膨胀系数，无量纲。

为简便起见，假设没有采用注气、注水维持油藏压力，式(3)可进一步简化为：

F=N[Eo+mEg+Ef,w]+We

(4)

或

F=Np[Bo+(Rp-Rs)Bg]+WpBw

(5)

Eo用原油地层体积系数可表示为：

Eo=(Bo-Boi)+(Rsi-Rs)Bg

(6)

Eg用式(7)计算：

Eg=Boi(BgBgi-1)

(7)

Ef，w用式(8)计算：

(8)

则弹性系数Et用式(9)表示：

Et=Eo+mEg+Ef,m

(9)

式中：Et—— 弹性系数，取决于PVT和储层参数，无量纲。

若油藏无原始气顶，式(4)可变形为：

(10)

对已开发油藏，式(10)中F、Eo都为已知参数，因此计算未饱和封闭弹性驱油藏动态储量的关键在于计算水侵量We。因为水层资料具有很大的不确定性，因此所有的水侵模型参数都需要通过对油藏动态的模拟来校核。常用的水侵数学模型主要有：罐状水层模型、Schilthuis稳态模型、Hurst修正稳态模型、Van Everdingen-Hurst非稳态模型、Carter-Tracy非稳态模型、Fetkovich模型。不同水侵模型适用条件不同，根据6H井区弱边水特征选用Van Everdingen-Hurst非稳态模型。

Van Everdingen-Hurst非稳态水侵模型为[7]：

We=BΔpWeD

(11)

式中：B—— 水侵系数，m3MPa；

WeD—— 无量纲水侵量。

其中，无量纲水侵量WeD大小可根据图版查询得到[7]。

在直角坐标系上绘制FEo-WeEo图。若设定的水层参数正确，则图形将为一条直线，N为截距，水侵系数B为斜率。

物质平衡法计算油藏动态储量的关键是得到水侵量。IPM软件中将解析法和图解法相结合，相互验证，增加了动态储量计算的准确性。

(1) 解析法。解析法是用一种非线性回归方法估计未知油藏参数。解析法中，首先需要给不确定参数(包括地质储量、水层渗透率、厚度、宽度、水体体积)一个初始值，为保证计算结果的准确性，不确定参数初始值应尽量与区块地质油藏特征吻合；然后根据式(2)和式(11)确定油藏压力和次要流体的产量，计算主要流体产量和水侵量；最后将计算结果与实际的累计产量与压力曲线进行对比。若拟合结果较好则完成拟合，给定的地质储量即为动态储量；若拟合较差，则回归一个合理的数值重新拟合，直至拟合效果较好且不确定参数符合地质认识为止。

(2) 图解法。图解法是指根据解析法计算过程中得到的产量、水层参数、水侵量等数值，绘制FEo-WeEo图，图形与纵坐标的交点即动态储量。

最后需要对比解析法和图解法计算的动态储量的大小，若两者差别较小则完成计算，若差距较大则应重新计算。

2 动态储量计算

2.1 油藏地质特征

WZN油田位于南海北部湾盆地，6H井区属于断层切割的构造-岩性圈闭。地下原油密度中等；地下原油黏度低；原始溶解气油比低；饱和压力低，地饱压差较大，为未饱和油藏。油藏中部压力系数1.32，属异常高压地层。油藏被断层和岩性边界封闭，为半封闭小断块岩性油藏，其驱动类型为弹性驱动、弱边水驱动，天然能量有限。

2.2 生产动态特征

早期计算6H井区探明地质储量55×104m3。截至2015年10月底，6H井平均日产油35 m3，含水率为10.1%，地层压力系数为0.59，累计产油17.89×104m3，采出程度为32.5%。

6H井区属弱边水低气油比油藏。根据6H井累计产油量与压力系数关系曲线(见图1)，预测该井衰竭式开发累计产油量可达到20.41×104m3，衰竭式开发采收率可达37.0%。这与弱边水低气油比衰竭式开发通常的结果相矛盾，初步估计该井区早期计算的探明地质储量偏小，因此有必要对该井区动态储量进行重新计算。

图1 6H井累计产油量与压力系数关系曲线

根据6H井区的油藏地质特征建立物质平衡模型。该油组采取衰竭式开发，油层压力随时间变化，因此选择非稳态模型，其中Van Everdingern-Hurst模型拟合效果较好。根据油藏形态选择线性水驱模型及封闭边界。

图2为动用储量敏感性分析图。该图表明6H井动用储量在140×104m3～160×104m3时标准偏差较小，最小标准偏差对应的动用储量为151.12×104m3。图3为6H井解析法拟合效果图，图4为图解法拟合效果图。采用2种方法拟合的效果均较好。拟合结果表明6H井的动态储量为151.12×104m3，边水水体体积为1 488.55×104m3，水体倍数约为10，这与地质工作者的认识一致。另外6H井能量图表明，6H井早期以弹性驱动为主，后期以边水驱为主(见图5)，这与油藏工程人员对6H井开发规律的认识一致。

图2 6H井动态储量敏感性分析图

计算的6H井动态储量是早期计算的探明地质储量的3倍。

图3 6H井解析法拟合图

图4 6H井图解法拟合图

图5 6H井能量图

3 应用分析

受砂体厚度薄、横向变化快、储层连通性复杂等特性的影响，WZN油田流沙港组通过地震资料识别油组的难度较大。根据新采集的地震资料，油层西边砂体岩性边界有向西扩的可能。另外，由于探井钻遇了2 m厚的干层，早期计算地质储量时认为干层发育稳定，将干层以下的水层对应的在构造高部位的油层计算为控制储量。但根据目前的生产动态，干层可能不具备纵向封隔作用，导致6H井动用了部分控制储量。

基于以上研究成果，将6H井区岩性边界向西扩大，重新计算出的该井探明储量，约150×104m3。该结论与6H井动态储量计算结果接近，可作为调整挖潜的储量基础。根据研究结果，建议在6H井区增加 1注、1采，预计增油26.35×104m3。

4 结 语

(1) 运用IPM软件，将物质平衡法中的解析法和图解法相结合，使动态储量计算结果的准确性得到了大幅度的提高。

(2) 6H井区计算的动态地质储量为151.12×104m3，为早期探明地质储量计算值的3倍。分析认为，6H井区岩性边界有向西扩大的潜力，且该井动用了下部的控制储量。基于此，建议在该井区增加1注、1采2口调整井，预计增油26.35×104m3。

[1] 刘维永,周晶,赵春明,等.渤海复杂断块油田储量评价技术[J].石油地质与工程,2013,27(1)：46-49.

[2] 刘振宇，张应安，吕秀凤，等.利用压力动态资料估算单井控制储量[J].钻采工艺，2004，27(1)：24-27.

[3] 曾惠庆,黄天星.涠10-3N油田动态储量计算[J].中国海上油气,1995,9(1)：48-52.

[4] 何亚宁，刘茂果，刘艳侠，等.利用压恢试井资料计算动态储量[J].石油化工应用，2010，29(11)：51-53.

[5] 刘宗宾,刘英宪,张鑫,等.水驱曲线法在SEC上市储量评估中的应用分析[J].中国海上油气,2013,25(3)：35-38.

[6] 牛世忠,尹丽娜,闫江慧,等.应用物质平衡方程预测油田注采比[J].新疆石油学院学报,2003,15(2)：46-49.

[7] 塔雷克·艾哈迈德.油藏工程手册[M].北京:石油工业出版社,2006:472-477.

[8] 塔雷克·艾哈迈德.油藏工程手册[M].北京:石油工业出版社,2006:482-483.

Research on Dynamic Reserves Calculation in Complex Fault-Block Oil Field

HUANGDongmeiLIBiaoLIZhengjianWANGYiTANGHuiminYANGYong

(CNOOC Zhanjiang Co. Ltd., Zhanjiang Guangdong 524057, China)

There are features, such as small sedimentary range, fast change of sand body plane, poor seismic data quality and difficult identification of reservoir in the complex fault-block oil field of Liushagang formation, Beibu Gulf Basin in western South China Sea. These features lead to the limitation of calculation of reserves by the normal volume method. This article takes 6H well in WZN oilfield as an example to introduce how to calculate the dynamic reserves with material balance method, and uses the earthquake and geological experiences to verify the accuracy of the results of dynamic reserves calculation. This provides a solid foundation for further adjustment of the field.

complex fault-block oil field; material balance; dynamic reserves; analytic method; graphic method

2016-05-17

“十三五”国家科技重大专项“大型油气田及煤层气开发”子课题“南海西部海域低渗油藏勘探开发关键技术”(206ZX05024-006)

黄冬梅(1983 — )，女，湖北松滋人，硕士，工程师，研究方向为油藏工程。

TE377

A

1673-1980(2017)01-0020-04