生产数据分析在江苏油田岩性油藏中的应用

蔡新明，金忠康，刘金华

（1.中国石化江苏油田分公司勘探开发研究院，江苏扬州225009；2.中国石化江苏油田分公司采油二厂，江苏 金湖211600）

江苏油田岩性或构造-岩性油藏储量近4 000×104t，开发中存在以下难点：构造破碎，地震资料差，小断层识别、 储层预测和砂体边界刻画难度大；砂体薄，横向变化快，地层对比难度大。 因此，注采井网难以完善，开发效果差，采出程度仅13.8%。

试井能够识别油藏边界，但需关井测压，江苏油田由于储层渗透率低， 一般需要10 d甚至一个多月才能探测到砂体边界，费用高，不能满足生产需要。 生产数据分析采用的生产数据时间长，能够反映更大范围的流动及边界信息，因而刻画砂体边界更精准。 该技术无需复杂的测试工艺和关井测试，既解决了生产井试井成本高、 影响产量的问题，又可充分发挥油田开发中积累的大量产量、流压等历史生产数据的作用［1-4］。

1 生产数据分析方法

1.1 方法原理

生 产 数 据 分 析 主 要 有Blasingame［5-6］、Agarwal、Gardner［7］等提出的方法，能够实现不关井，减少关井测压的产量损失及测试费用。 利用历史产量及流压数据得到传统压恢试井解释的动态参数，并使用解析解计算油气地质储量。 Blasingame、Agarwal、Gardner分析方法均采用产量归一化形式，规整化压力积分（NPI）方法则采用压力归一化的积分形式，受噪声及数据分散的影响较小。 采用物质平衡时间代替生产时间，把变流压问题转换为定产问题，分析步骤如下［8］：

（1）确定物质平衡时间。 物质平衡时间为te=Q/q，即累计产量与当前产量的比值，也就是建立变产量生产与定产量生产之间的等效关系。

（2）压力归一化积分：油井生产到该时刻的平均标准化流动压力降：

（3）压力归一化积分求导：

将I（te）、I′（te）共同绘制在以te为横轴的双对数坐标中，生成分析图。 不稳定段将会出现一直线段，等同于试井解释中的径向流段。 通过拟合导数的水平段，得到油藏的地层系数kh，再根据晚期边界反映（斜率为1），通过拟合边界控制流动段便可获得油藏大小和储量。

由油藏原始压力、井底流压数据以及对应的日产油数据，可求取压力归一化积分曲线及导数，再把数据绘制在双对数曲线上。 通过移动实际曲线，使实际曲线与理论曲线拟合，通过选择匹配点，读取实际数据中的（Δp/q）match、（te）match和理论曲线的（pD）match、（tDA）match，计算出储层渗透率和表皮系数，计算公式如下［8］：

1.2 方法可行性验证

根据M38井区实际渗透率、表皮系数等基本参数建立不同形状的理论模型，通过数值模拟计算油井产量和流动压力，用NPI（规整化压力积分）方法计算模型参数，与M38井区的参数进行方法可行性验证。从建立的模型参数以及生产数据计算的油藏参数对比来看， 无论圆形边界油藏还是方形油藏，其动态储量、砂体边界、表皮系数等参数误差均在10%以内（见表1、表2），说明利用该方法计算动态储量、砂体边界、渗透率、表皮系数等参数是可行的。

表1 圆形边界油藏参数对比

表2 方形边界油藏参数对比

1.3 油井流压计算

江苏油田油井流动压力测试较少，但动液面测试基本每月一次。 动液面能反映地层能量及流动压力，通过动液面可以计算油井流压，进行生产数据分析。 正常生产的抽油井，进入泵筒里的流体被活塞抽上来，油管和套管环形空间内的流体由于重力分异，一般形成气段、含有气的油段和含有气的油水混合液段。 因此，抽油井的流压实际上是三段压力之和。 井底流压计算公式为［9-10］：

油井流压结合产量数据，通过NPI方法进行生产数据分析，以指导生产。

2 参数敏感性分析

通过建立理论模拟，研究各因素对曲线形态的影响，根据实际曲线判别油藏类型,计算动态储量、砂体边界等参数。

2.1 边界类型

不同边界曲线边界特征不同（见图1）。 对于封闭边界，压力导数曲线上翘；无限大地层，压力导数曲线为一条直线；定压边界，压力导数曲线向下弯曲。

图1 边界类型对NPI曲线形态的影响

2.2 边界距离

油井距离边界越远，则渗流面积越大，曲线上翘的时间越晚，压力及压力导数曲线也越往上（见图2）。

图2 边界距离对NPI曲线形态的影响

2.3 表皮系数

表皮系数影响见图3，可以看出表皮系数为正时，表皮系数越大，附加的压降越大；表皮系数为负时，相当于一个负的附加压降。 表皮系数越大，压力曲线越高。

图3 表皮系数对NPI曲线形态的影响

2.4 渗透率

渗透率越大，则附加的压降越小，曲线越靠下，压力曲线及压力导数曲线重合的时间越早（见图4）。

图4 渗透率对NPI曲线形态的影响

3 应用实例分析

3.1 识别内部小断层，指导开发调整

M38断块属于单斜构造，地层向东南倾斜，主要含油层系为E2d25和E2d11，平均渗透率7.7×10-3μm2。2013年10月投入开发，2014年8月开始注水开发。2016年测试压力水平仅0.3。 全区动液面持续下降，从最初的970 m下降到目前的2 121 m。 该断块由于渗透率低，注水不见效，2018年决定注CO2试验。 构造高部位的大断层在地震剖面上很清楚，且多口井钻遇比较确定。 从地震资料看，M38-1与M38-5井之间存在波组扭动和强轴终止，可能发育一条内部小断层F1（见图5，6）。

图5 过M38-1井的联络线地震剖面

图6 M38断块井网

内部小断层F1存在与否对选择哪口井作注气井非常重要。 通过对M38-1和M38-5井的生产数据分析（见图7，8），两口井采用一条断层的模型拟合都很好，而两条断层的模型拟合效果都不好，说明M38-1和M38-5井附近只存在1条大断层，不存在小断 层。 M38-1井2018年3月 注CO2后，M38-5 井 和M38-7井见效明显，其中M38-5井日产油从1.8 t上升至4.2 t（见图9），验证了不存在小断层。

图7 M38-1井NPI曲线

图8 M38-5井NPI曲线

图9 M38-5井生产曲线

3.2 识别岩性边界，为滚动评价提供依据

H43断块由于砂体薄，横向变化快，单靠静态资料难以精确刻画砂体边界，需要通过物探、地质和油藏的综合研究，确定滚动评价潜力。 通过HX43井生产数据分析，该井泄油半径为400 m。 结合沉积相认识，在HX3井构造高部位和低部位分别部署实施H3-1和H3-2井，均获成功，其中H3-1投产后日产油10 t。

3.3 指导措施选井

通过计算油井渗透率和表皮系数，指导油井措施类型。

MX45井投产初期日产油1.1 t，不含水，产量低。通过生产数据分析，该井表皮系数为-4，不存在井底污染；有效渗透率仅1.2×10-3μm2，为低渗透油层。提出压裂措施，压裂后日产油从1.0 t上升至4.0 t，不含水。

G7-31井调层（E1f3）生产，日产液0.8 t，日产油0.5 t，含水38.6%。 通过生产数据分析，该井表皮系数12，存在井底污染；有效渗透率56×10-3μm2，为中渗透油层。 产量低是因近井地带污染造成，为此提出酸化措施。 酸化后日产油从0.5 t上升至3.1 t。

4 结论与认识

（1）生产数据分析是在不影响生产的情况下，通过对生产资料（流压和产量）进行分析，获得地层参数，识别油藏边界。

（2）生产分析与物探、地质相结合，提高了砂体边界的刻画精度，有效指导了滚动开发和措施调整，为江苏油田岩性油藏精细描述和开发提供了一种新的手段。

符号解释：

te为物质平衡时间，d；Q为累计产量，t；q为日产量，t；I（te）、（Δp/q）i为规整化压力函数；Δp为压差，MPa；pi为原始压力，MPa；pwf为流动压力，MPa；I'（te）为规整化压力导数；pads为无因次压力；K为渗透率，10-3μm2；h为储层厚度，m；B为地层体积系数，f；μo为原油黏度，mPa·s；tDA为无因次时间；φ为孔隙度，f；Ct为综合压缩系数，MPa-1；re为渗流半径，m；Kc为计算的渗透率，10-3μm2；rec为计算的渗流半径，m；rwa为井的折算半径，m；rwac为计算的井的折算半径，m；Sc为计算的表皮系数；pwf为井底流压，MPa；ρg为天然气密度，g/cm3；Hd为动液面，m；Hp为泵深，m；ρo为原油密度，g/cm3；Hm为油层中深，m；f 为含水率，f。