王麗霞

（華北油田公司第三采油廠地質(zhì)研究所 河北河間 062450）

關(guān)鍵字：低滲透油藏；水平井；應(yīng)力敏感性；驅(qū)動(dòng)方式；生產(chǎn)動(dòng)態(tài)

1 研究區(qū)概況

油田構(gòu)造位置處于鄂爾多斯盆地西南部西緣天環(huán)向斜南段，主要有6套含油層系，主要含油層系為上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組長(zhǎng)8段，構(gòu)造整體表現(xiàn)為平緩的西傾單斜。研究區(qū)面積約2515.6 km2，目前已探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量為1771.14萬噸。長(zhǎng)8油層組沉積相類型為辮狀河三角洲，沉積亞相包括前三角洲和三角洲前緣，沉積微相包括分流河道、水下分流河道、分流間灣以及水下分流間灣等，以水下分流間灣和水下分流河道為主。儲(chǔ)層巖石類型以長(zhǎng)石巖屑砂巖和巖屑長(zhǎng)石砂巖為主，巖屑砂巖少量。長(zhǎng)8段儲(chǔ)層為典型的低孔低滲儲(chǔ)層，實(shí)測(cè)儲(chǔ)層孔隙度主要分布范圍為7%～13%，平均10.8%；滲透率分布于0.16～0.68×10-3μm2，平均0.40×10-3μm2。自開發(fā)以來，該油田經(jīng)歷了直井開發(fā)階段、水平井先導(dǎo)試驗(yàn)階段以及水平井開發(fā)階段，目前正處于水平井開發(fā)階段。

2 儲(chǔ)層滲流規(guī)律研究

2.1 油水兩相滲流特征

油藏儲(chǔ)層為三相（油、氣、水）飽和，束縛流體主要存在于壁面附近和微小孔隙中，在毛管力作用下，一般難以流動(dòng)，滲流阻力增大；自由流體流動(dòng)性較好，主要處于較大孔隙中?？蓜?dòng)流體飽和度由束縛流體飽和度決定，對(duì)儲(chǔ)層滲流能力有直接影響。相比孔隙度和滲透率，可動(dòng)流體飽和度更適合作為儲(chǔ)層物性評(píng)價(jià)的參數(shù)。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，研究區(qū)長(zhǎng)8儲(chǔ)層束縛水飽和度和等滲點(diǎn)含水飽和度均較高，具有較窄的兩相共滲區(qū)，較低的驅(qū)油效率。

2.2 啟動(dòng)壓力梯度

低滲透油藏中，滲流規(guī)律一般為低速非達(dá)西滲流，不符合達(dá)西定律。因此，存在啟動(dòng)壓力梯度。流體要在儲(chǔ)層介質(zhì)中流動(dòng)，必須要克服巖石表面水化膜的阻力和固液兩相界面作用力。研究區(qū)長(zhǎng)8儲(chǔ)層的擬啟動(dòng)壓力梯度、最小啟動(dòng)壓力梯度和滲透率相關(guān)性較好，擬啟動(dòng)壓力梯度、最小啟動(dòng)壓力梯度隨著滲透率升高而降低，表現(xiàn)為負(fù)相關(guān)關(guān)系，滲透率平均為0.4×10-3μm2，對(duì)應(yīng)的擬啟動(dòng)壓力梯度、啟動(dòng)壓力梯度分別為0.189MPa/m和0.071 MPa/m。

2.3 儲(chǔ)層應(yīng)力敏感性

由于低滲透油藏中啟動(dòng)壓力梯度的存在，儲(chǔ)層應(yīng)力敏感性更強(qiáng)，應(yīng)力變化對(duì)儲(chǔ)層滲透率的影響很大。增大所受應(yīng)力，孔隙喉道變小，部分甚至喪失滲流能力，增大了啟動(dòng)壓力梯度。

2.4 天然裂縫

低滲透油藏普遍發(fā)育天然裂縫，天然裂縫可以提高儲(chǔ)層滲流能力和產(chǎn)能，也會(huì)使得油田油水關(guān)系變得復(fù)雜。一般投產(chǎn)初期，油井含水率升高多與微裂縫相關(guān)。

研究區(qū)長(zhǎng)8儲(chǔ)層裂縫主要發(fā)育在斷裂帶附近，裂縫主要受斷層控制，裂縫產(chǎn)狀以NEE向高角度縫為主，裂縫密度低，約為0.03～2.6條/m，但開啟程度好，寬度為0.1～1.0 mm，長(zhǎng)度一般為10～30cm，天然裂縫對(duì)油氣富集和開發(fā)有重要作用。

3 壓裂水平井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分析

3.1 產(chǎn)量遞減規(guī)律研究

根據(jù)研究區(qū)長(zhǎng)8油層12井區(qū)的產(chǎn)量遞減情況，最終選擇雙曲遞減規(guī)律對(duì)生產(chǎn)井進(jìn)行產(chǎn)能遞減描述。若井底壓力不變，無論油藏是否有邊界，將產(chǎn)量-時(shí)間關(guān)系放在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)中，均符合Arps遞減方程。若將雙曲、調(diào)和指數(shù)遞減曲線繪制到同一圖版，當(dāng)進(jìn)入遞減階段不久，tD＜0.3以前，產(chǎn)量遞減方式均符合指數(shù)遞減，與遞減指數(shù)取何值無關(guān)；而tD＞0.3之后，各種遞減方式才會(huì)表現(xiàn)出不同特征。顯然，tD＜0.3時(shí)，均可將產(chǎn)能遞減視為指數(shù)遞減。研究表明，在定產(chǎn)量條件下，產(chǎn)量遞減規(guī)律符合調(diào)和遞減。然而，進(jìn)入后期開發(fā)的油氣田，多不符合定壓生產(chǎn)和定產(chǎn)量生產(chǎn)，因此，遞減規(guī)律表現(xiàn)出多樣性。同時(shí)，產(chǎn)量遞減規(guī)律往往均隨著生產(chǎn)條件而發(fā)生變化。A1和A2井是研究區(qū)遞減規(guī)律代表性較強(qiáng)的井，產(chǎn)能遞減規(guī)律采用雙曲遞減規(guī)律進(jìn)行描述，遞減指數(shù)為0.80和0.58。從產(chǎn)能遞減曲線可知，A1井產(chǎn)能遞減速度慢，A2井速度快。

3.2 含水變化規(guī)律研究

研究區(qū)大部分井含水變化規(guī)律水驅(qū)曲線均可使用甲型或乙型描述，丙型、丁型曲線在研究區(qū)不適用。產(chǎn)水率較低的早期段，采用甲型曲線更合適，含水率較高的井，采用乙型曲線。根據(jù)研究區(qū)部分井含水變化規(guī)律曲線可知（圖1、圖2）：甲型、乙型曲線相關(guān)系數(shù)均較高，表明研究區(qū)使用甲型、乙型水驅(qū)曲線非常合適。

3.3 生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分析

3.3.1 確定單井口動(dòng)液面

圖1 A3井含水變化規(guī)律曲線

圖2 A4井含水變化規(guī)律曲線

根據(jù)收集的生產(chǎn)數(shù)據(jù)可知，單井井口壓力為常壓，動(dòng)液面資料僅包括有限生產(chǎn)時(shí)間的，在穩(wěn)定生產(chǎn)條件下，動(dòng)液面深度主要和單井含水率和產(chǎn)量相關(guān)。本文主要使用多元回歸法和插值法進(jìn)行動(dòng)液面確定，且兩種方法適用性較好。插值法主要運(yùn)用于預(yù)測(cè)產(chǎn)量分布性較好和實(shí)測(cè)液面數(shù)據(jù)點(diǎn)較多的情況，反之，則使用多元回歸方法。步驟如下：

（1）篩選代表性較好的含水率、產(chǎn)油量、液面等數(shù)據(jù)點(diǎn)。

（2）數(shù)據(jù)較多、分布較廣時(shí)使用插值法確定動(dòng)液面。

（3）數(shù)據(jù)較少、分布范圍較小時(shí)，采用多元回歸法確定動(dòng)液面，即首先將動(dòng)液面于含水率和產(chǎn)液量開展二元回歸，確定單井回歸方程，再計(jì)算相關(guān)參數(shù)。

鑒于研究區(qū)單井基本無套壓，二元線性回歸基本能滿足計(jì)算精度，具體回歸方程如下：

式中， DL一動(dòng)液面深度；QL一日產(chǎn)液量，t/d；fW一含水率；a0、a1、a2一回歸系數(shù)。

3.3.2 計(jì)算井底流壓計(jì)算

研究區(qū)單井氣油比較低，井口壓力接近大氣壓力或?yàn)槌?，且現(xiàn)代分析方法對(duì)井底流壓精度要求不高，因而可使用三段法對(duì)井底壓力進(jìn)行近似計(jì)算。三段法指的是抽油井環(huán)空自井口到油層這段細(xì)分成三段：按純氣柱計(jì)算井口到動(dòng)液面位置；按照混氣油柱計(jì)算動(dòng)液面到泵入口深度位置；按照油氣水混合段計(jì)算泵入口到油層中部段位置。利用三段法精確計(jì)算井底壓力，氣柱段要考慮深度變化對(duì)氣體密度的影響，混合段需要校正含氣密度，井底壓力計(jì)算公式如下：

由于研究區(qū)油井在常壓下不產(chǎn)氣，因此可以忽略氣柱段壓力，可對(duì)上式進(jìn)行簡(jiǎn)化；按照純油段計(jì)算動(dòng)液面到泵入口段，不做含氣校正，地層原油密度和地面脫氣原油密度的算術(shù)平均值作為原油平均密度；按油水兩相處理泵入口到油層中部段，不考慮含氣對(duì)密度的影響，按照含水率加權(quán)處理油水混合段的平均密度。井底壓力計(jì)算公式簡(jiǎn)化如下：

式中，Pwf是井底流壓，Mpa；Pwh是井口油壓，Mpa；是井筒原油平均密度，g/cm3；是地層水密度，g/cm3；Doc是動(dòng)液面深度，m；Dpu是泵吸入口深度，m；Df是油層中部深度，m；fw是當(dāng)天平均含水率，0～1。

3.3.3 單井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分析

根據(jù)12井區(qū)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，利用RTA軟件，初值使用Blasingame法的分析結(jié)果，由于生產(chǎn)過程部分井不穩(wěn)定，數(shù)據(jù)有間斷，擬合數(shù)據(jù)選用水平井模型分段擬合。分析可知，研究區(qū)長(zhǎng)8儲(chǔ)層滲透性非均質(zhì)性強(qiáng)烈，物性較差，導(dǎo)致單井產(chǎn)能差異性明顯。垂向、徑向滲透率的差異性可能與微裂縫相關(guān)，儲(chǔ)層滲透率的差異直接導(dǎo)致最終采收率和單井控制儲(chǔ)量的差異。

3.4 驅(qū)動(dòng)方式研究

驅(qū)動(dòng)類型的影響因素主要有地質(zhì)和開發(fā)因素，驅(qū)動(dòng)方式主要指標(biāo)包括驅(qū)動(dòng)指數(shù)DI、平均地層壓降Dpr以及無因次彈性產(chǎn)量比Npr。這三個(gè)指標(biāo)確定驅(qū)動(dòng)類型是以物質(zhì)平衡原理為基礎(chǔ)，然而在不同開發(fā)時(shí)期，低滲透油藏的地層壓力很難確定。因此，利用計(jì)算指標(biāo)確定研究區(qū)長(zhǎng)8儲(chǔ)層的驅(qū)動(dòng)方式不具備條件。在開發(fā)過程中，根據(jù)油藏開發(fā)指標(biāo)的變化規(guī)律可對(duì)驅(qū)動(dòng)方式進(jìn)行定性研究。

研究區(qū)長(zhǎng)8儲(chǔ)層為未飽和油藏，驅(qū)動(dòng)方式可考慮三種，包括水驅(qū)、彈性驅(qū)以及復(fù)合驅(qū)。區(qū)內(nèi)邊、底水未探明，初始含水飽和度達(dá)45%，開發(fā)后油井出水很快。典型開發(fā)曲線于彈性開采不符合，因而確定部分區(qū)域存在底水，但特低滲透油藏導(dǎo)致油水界面明顯。同時(shí)研究區(qū)不同時(shí)期地層靜壓資料缺少，工作制度變化快，采用常規(guī)開采曲線很難確定開發(fā)方式。為克服以上困難，本次采用重整流量或壓力曲線特征來確定驅(qū)動(dòng)方式。

針對(duì)未飽和的彈性封閉油藏，壓力傳至油藏邊界則進(jìn)入擬穩(wěn)定流動(dòng)。若油藏有邊水或底水的存在，開發(fā)后期油藏則非擬穩(wěn)定流動(dòng)，曲線斜率會(huì)變小，從而可對(duì)油藏是否水侵進(jìn)行判斷，并能對(duì)油藏驅(qū)動(dòng)方式進(jìn)行確定。根據(jù)Blasingame圖版，其右邊曲線簇最上邊為穩(wěn)定流，為剛性水驅(qū)驅(qū)動(dòng)方式，最下邊為擬穩(wěn)態(tài)流動(dòng)，為彈性封閉驅(qū)動(dòng)方式。兩條曲線之間則為彈性水驅(qū)過渡到剛性水驅(qū)。統(tǒng)計(jì)研究區(qū)單井水驅(qū)特征，符合彈性水驅(qū)方式。當(dāng)然，驅(qū)動(dòng)方式根據(jù)油藏不同位置、不同階段會(huì)變化，目前研究區(qū)主要為弱的彈性水驅(qū)方式，與實(shí)際開發(fā)過程相符合。

4 結(jié)論

（1）長(zhǎng)8儲(chǔ)層為低孔低滲儲(chǔ)層，束縛水飽和度和等滲點(diǎn)含水飽和度均較高，具有較窄的兩相共滲區(qū)，較低的驅(qū)油效率；儲(chǔ)層存在啟動(dòng)壓力梯度，擬啟動(dòng)壓力梯度、最小啟動(dòng)壓力梯度和滲透率具有較好的負(fù)相關(guān)關(guān)系；長(zhǎng)8儲(chǔ)層應(yīng)力敏感性整體為中等偏弱-強(qiáng)，應(yīng)力傷害后原來的滲透率基本無法恢復(fù)。

（2）長(zhǎng)8儲(chǔ)層產(chǎn)能遞減規(guī)律可采用雙曲遞減規(guī)律進(jìn)行描述，大部分井含水變化規(guī)律均可使用甲型或乙型水驅(qū)曲線描述，丙型、丁型曲線在研究區(qū)不適用。生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分析選用水平井模型進(jìn)行分段擬合，由于滲透性非均質(zhì)性強(qiáng)烈，物性較差，導(dǎo)致單井產(chǎn)能差異性明顯。研究區(qū)主要為弱的彈性水驅(qū)方式，與實(shí)際開發(fā)過程相符合。