張輝（新疆油田公司百口泉采油廠，新疆 克拉瑪依 834000）

準(zhǔn)噶爾盆地未飽和油藏飽和壓力初探

張輝（新疆油田公司百口泉采油廠，新疆 克拉瑪依 834000）

統(tǒng)計準(zhǔn)噶爾盆地油氣藏171口油井開發(fā)初期的飽和壓力、溶解氣油比、原油體積系數(shù)、流體密度等物性參數(shù)，分析各變量的相關(guān)性。以油層物理理論為依據(jù)，建立飽和壓力數(shù)學(xué)模型，解析出準(zhǔn)噶爾盆地油藏飽和壓力數(shù)學(xué)計算式。

飽和壓力；流體物性；數(shù)學(xué)模型；準(zhǔn)噶爾盆地

根據(jù)油氣性質(zhì)等我們把油氣藏分為油藏、臨界態(tài)油氣藏、和氣藏。本文研究的是油藏的飽和壓力。主要方法是根據(jù)油層物理原理及油藏流體物性規(guī)律，建立油藏飽和壓力與油藏流體參數(shù)的關(guān)系式；利用數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析軟件，使用油藏實驗實際PVT基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，進(jìn)行相關(guān)分析，建立數(shù)學(xué)模型，求解、確立油藏飽和壓力數(shù)學(xué)計算關(guān)系式。以便利用油田開發(fā)現(xiàn)場易獲得的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，來判定某一時刻油藏或油井的飽和壓力。

1 理論公式推導(dǎo)

1.1 原油壓縮系數(shù)

原油壓縮系數(shù)是指隨壓力的改變，地層油體積的變化占原體積的比率。在等溫條件下，油藏壓力由任意壓力Pi變化到飽和壓力Pb時，原油壓縮系數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

等式右邊分子、分母同除Vos,得：

因Bob＞Bo，在任意壓力Pi小于飽和壓力條件下，值為正，等式成立；而在高于飽和壓力的情況下，油層壓力與原油體積系數(shù)成反比。故在Pi大于飽和壓力Pb情況下，壓力Pi下的原油體積系數(shù)與飽和壓力Pb下的體積系數(shù)的差值取絕對值|Bo-Bob|，以保證差值為正、等式不變。

記做：

對于采用一次脫氣測得的氣油比，在高于飽和壓力之上直至原始地層壓力，溶解氣油比不變，因此，只需要研究推導(dǎo)Pi＜Pb條件下原油體積系數(shù)的變化情況。

1.2 原油體積系數(shù)

原油體積系數(shù)是原油在地下的體積與其在地面（標(biāo)準(zhǔn)狀況20℃，0.1 MPa）脫氣后的體積比，數(shù)學(xué)表達(dá)式：

在飽和壓力條件下，同樣有：

方程右邊分子、分母同除Vgs

2 數(shù)學(xué)模型建立

2.1 數(shù)據(jù)分析

與原油飽和壓力相關(guān)的流體物理參數(shù)有地層壓力、原油壓縮系數(shù)、原油體積系數(shù)、原油密度、質(zhì)量及地面天然氣體積、溶解油氣比等。收集統(tǒng)計準(zhǔn)噶爾盆地171井層流體物性分析資料，檢查數(shù)據(jù)分布，對數(shù)據(jù)類型、特征進(jìn)行判定，飽和壓力、溶解氣油比屬數(shù)值型連續(xù)變量，數(shù)據(jù)近正態(tài)分布。

2.2 相關(guān)分析

理論公式揭示了流體物性參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)，用Pearson相關(guān)分析來研究驗證飽和壓力與各參數(shù)的相關(guān)度及方向，顯著性描述值表示使相關(guān)系數(shù)為0的概率。與飽和壓力相關(guān)性最強的依次是溶解氣油比、原油體積系數(shù)、原油密度。飽和壓力下原油密度與飽和壓力為負(fù)相關(guān)，與飽和壓力理論公式中飽和壓力下原油密度位于等式右側(cè)分母部位相符。

在分析變量間線性相關(guān)程度時，可能由于第三個隱含變量的存在，使變量間的相關(guān)程度不能真實反映兩個指定變量間的關(guān)系，需要用偏相關(guān)系數(shù)來判斷多參數(shù)下指定變量間的關(guān)系。

控制地面天然氣密度、飽和壓力下原油密度等變量，觀察飽和壓力與溶解氣油比之間的相關(guān)性，認(rèn)為實驗數(shù)據(jù)契合理論公式。

2.3 模型優(yōu)化

理論公式的推導(dǎo)已經(jīng)確立了飽和壓力與各流體參數(shù)之間的關(guān)系，但由于受參數(shù)易得性的制約，不能方便地使用理論公式求得油藏飽和壓力，需要用分析建模的方法獲得飽和壓力的解析式。

以飽和壓力為因變量，引入溶解氣油比、原油體積系數(shù)、地面天然氣密度、飽和壓力下原油密度等變量，逐步回歸建立四個數(shù)學(xué)計算模型。方差分析，包含不同變量的四個模型都拒絕了回歸系數(shù)為零的假設(shè)，擬合效果較好。

共線性診斷，其特征值顯示除地面天然氣密度、溶解氣油比，其它變量間存在共線性，共線性指標(biāo)允差在0.05-0.1級別。綜合分析，剔除、篩選變量，建立飽和壓力優(yōu)化模型。

3 初步認(rèn)識

地層條件下，未飽和油藏的飽和壓力與溶解氣油比成正比。油層物性參數(shù)可以用來計算飽和壓力。

本次建立的線性模型，溶解氣油比的重要系數(shù)為0.84，其次為地面標(biāo)況天然氣密度。再引入其它變量時，引入變量的重要性很低，且模型參數(shù)相關(guān)系數(shù)沒有提高。

使用統(tǒng)計學(xué)方法建立的計算模型遵循數(shù)學(xué)原理且符合油層物理學(xué)理論，兩個優(yōu)選模型相關(guān)系數(shù)都在0.944以上，校正R2為0.891和0.931，模型可以用來預(yù)測準(zhǔn)噶爾盆地未飽和油藏的飽和壓力。

數(shù)據(jù)分析和建模中，飽和壓力-溶解氣油比相關(guān)數(shù)據(jù)點沿正相關(guān)方向有離散加大的趨勢，影響著預(yù)測的精度。分析可能的原因：PVT實驗分析中沒有原油壓縮系數(shù)Co的數(shù)據(jù)，建模和計算時忽略了1∕Co項，增加了誤差；或是因為沒有對變量合理分類，降低了預(yù)測的精度。這需要再收集資料數(shù)據(jù)來解決。