动态相渗与水驱法联解动用储量在海上砂岩油田的应用

2024-04-11孙琳钧

石化技术 2024年3期

孙琳钧

中海石油（中国）有限公司深圳分公司广东深圳 518000

1 背景

地质储量是描述油田资源潜力的重要参数，是油田开发技术政策制定和开发指标预测的基础。A油田目前动用一个油藏Z20，并采用一口大位移水平井开发，从2007年投产到2016年，累计产油146万m3，采出程度59%，含水91%，数模预测技术可采178万m3，采收率71%；采用指数递减预测技术可采173万m3，采收率70%，数模法和递减法预测基本一致且采收率偏高，地质储量存在不确定。因此利用以动态相渗曲线为依据的多方法反求水驱地质储量显得很必要。

本次多方法研究将利用油藏生产动态数据、物性参数以及实验得到的相渗曲线等资料，通过分流方程以及油水两相相对渗透率与含水饱和度的指数关系式得出动态相渗曲线。

2 动态相渗曲线

2.1 相对渗透率曲线的确定

油水两相渗透率的表达式为[1-2]：

式中no、nw为常数。

由（1）、（2）可得：

式中：Y'、X1、X2为复合函数，A1、A2、A3为常数；Kro，Krw为分别为油、水相的相对渗透率，%；μo，μw为分别为油、水相的黏度，mPa.s；nw，no为水、油相指数，f；Sw，Swi为分别为水相、束缚水饱和度，%。

则可将（3）式简化成Y`=A1X1+A2X2+A3；

油水两相相对渗透率的比值与含水饱和度关系确定的前提下，利用Y`=A1X1+A2X2+A3式进行多元线性拟合A1、A2、A3的值，最终求出no、nw的值，代入（1）、（2）式，得不同含水饱和度下的油水两相相对渗透率值。

2.2 实例应用

A油田的基本参数如下：地面原油密度0.874g/cm3，地层原油黏度6.4mPa·s，地层水黏度0.4mPa·s，原油和地层水体积系数分别为1.037、1.022，岩心相渗数据归一化后，束缚水饱和度为0.143，残余油饱和度0.314。

利用油藏动态数据和物性参数，对Y=AX+B进行线性拟合，得A=-6.4755，B=4.391，拟合相关系数0.9185，表明此方法在该油田具有很好的适应性。由A、B推导出a=106.8984，b=6.7573，代入得到油水相对渗透率比值和含水饱和度的关系，求出不同含水饱和度下油水两相相对渗透率的比值，然后进行多元线性拟合，得到A1＝0.577，A2＝-1.366，A3=0.617；求出参数no＝1.366，nw＝0.617；将no、nw代入（1）和（2）式中求出不同含水饱和度下的油水两相相对渗透率。

将理论计算的与实验测得的油水两相相对渗透率曲线进行对比，实际油藏动态的油水两相相对渗透率值都比实验值大，说明已有的实验相渗曲线不能完全反映长期水驱后地层流体的真实渗流特征。结合油田生产动态数据计算的两相相渗曲线不仅反映了实际岩石和流体的性质，更考虑了实际油藏的非均质性，通过油田实际生成动态数据得到的油水两相相渗曲线将更具有代表性。

3 多方法联用计算井控地质储量

多方法是甲型水驱曲线分别与动态相渗曲线、实验相渗资料和原始含油饱和度联用计算A油田（天然能量开发的弱底水层状油藏）的水驱地质储量。

3.1 甲型水驱与动态相渗曲线联用

甲型水驱曲线通过变换可写成如下形式[3]：

根据油水的相渗曲线求出R，fw，将求出的R，fw数组绘成图，并回归直线段可求斜率，即为b1。甲型水驱曲线与相渗曲线联用得到的井控地质储量为：

式中：B1为甲型水驱曲线斜率，f；R，fw为分别为采出程度和含水，%；Kro，Krw为分别为油、水相的相对渗透率，%；μo，μw为分别为油、水相的黏度，mPa·s；Sw，Swc为分别为水相、束缚水饱和度，%。

根据A油田动态相渗数据，将（R，fw）数组绘制出图1，再结合甲型水驱曲线斜率联立求出井控地质储量246万方。

图1 R-ln（1/fw-1）关系曲线

3.2 甲型水驱曲线与实验相渗曲线联用

甲型水驱曲线的表达式：

结合改进的水驱特征曲线相关文献[4]，水驱地质储量和相渗曲线参数及水驱曲线参数的关系式：

式中：B为甲型水驱曲线斜率，f；No为水驱地质储量，万方；nw，no为为水相、油相指数，f；Ed为驱油效率，f。

根据岩心相渗数据归一化后求出油相指数no=2.435，nw=1.366，Ed=0.644，再结合甲型水驱曲线的斜率，求出井控地质储量为251万方。

3.3 甲型水驱曲线、动态相渗和原始含油饱和度联用

根据油藏水动力相对渗透率理论[4]，则水驱地质储量为：

式中：B为甲型水驱曲线斜率，f；N为动用地质储量，万方；Soi为原始含油饱和度，f；d为由（ln（Krw/Kro），Sw）回归得到。

以番禺11-6 油田动态相渗数据为基础，将ln（Krw/Kro）与Sw关系绘制成图2，回归求出d=6.1407，并根据B、Soi求出井控地质储量为251万方。

图2 ln（Krw/Kro）—Sw关系曲线

4 多方法评估A 油田地质储量

采用甲型水驱曲线、广式水驱曲线[5]和多方法分别计算A油田的水驱地质储量，将几种方法计算的储量汇总到表1。从表中看出采用多方法求解出的水驱地质储量与广式、甲型水驱曲线推导出的水驱地质储量基本一致。且均比现有地质模型的储量247万方略大，这与实际生产动态认识到采出程度高，含水较低，地质储量可能偏小的观点一致。为A油田地质储量存在不确定性提供了依据。