郑春峰，赵忠义，黄新春，郝晓军，谷丽红

(1.中海油能源发展股份有限公司，天津 300452;2.中油大庆油田有限责任公司，黑龙江 大庆 163514)

储层渗流能力定量描述方法及其在油田开发中的应用

郑春峰1，赵忠义2，黄新春1，郝晓军1，谷丽红1

(1.中海油能源发展股份有限公司，天津 300452;2.中油大庆油田有限责任公司，黑龙江 大庆 163514)

在油田实际生产过程中，常常需要评价不同增产措施对储层渗流能力的改变量。当前常用的产液指数评价指标能够有效地评价储层综合渗透率的变化规律，但该方法不能把储层有效渗透率和绝对渗透率的改变量分开单独评价。为此引入渗透率比率概念，建立定量描述储层绝对渗透率变化规律的数学模型。将产液指数分析方法和渗透率比率分析方法相结合，能准确地评价增产措施对储层参数的改变量及其实施效果。采用渤海某油田X24井实际生产数据及相对渗透率曲线，应用渗透率比率和产液指数方法综合评价酸化后储层渗流能力的变化量。结果表明，2种方法有效结合，能够准确地评价增产措施效果。

绝对渗透率;产液指数;渗透率比率;增产措施;评价指标

引 言

目前生产测井和压力恢复试井是评价储层渗透率变化的2种最重要的方法。考虑到生产操作和操作成本等因素，不能经常性的进行生产测井和压力恢复试井来评价储层渗透率的变化量。然而油田开发的生产数据和相对渗透率曲线是很容易得到的，应用这些数据来定量描述储层绝对渗透率变化规律在经济及技术上是切实可行的［1－5］。

当前常用的产液指数评价指标能够有效地评价储层综合渗透率的变化规律，但该方法不能把储层有效渗透率和绝对渗透率的改变量分开单独评价［6－7］。为此本文引入渗透率比率概念，建立定量描述储层绝对渗透率变化规律的数学模型［8－9］。将产液指数分析方法和渗透率比率分析方法相结合，能更为准确地评价增产措施对储层参数的改变量及其实施效果。为下一步油田生产动态分析提供方向，为油井后续措施挖潜提供指导。

1 模型建立

模型假设条件:①地层为油水两相流;②油藏流体属于牛顿流体，流动符合达西定律;③不考虑重力和毛管力的影响;④地层综合压缩系数为常数。

线性流:根据达西定律，得到t1和t2不同时刻的产水量计算公式:

式中:Qw1为t1时刻日产水量，m3/d;Qw2为t2时刻日产水量，m3/d;K1为 t1时刻储层渗透率，10－3μm2;K2为t2时刻储层渗透率，10－3μm2;Krw1为 t1时刻水相相对渗透率;Krw2为t2时刻水相相对渗透率;Bw1为t1时刻地层水体积系数;Bw2为t2时刻地层水体积系数;Δp1为t1时刻生产压差，MPa;Δp2为t2时刻生产压差，MPa;μw为地层水黏度，mPa·s;h为油层厚度，m;a为油层宽度，m;L为油层长度，m。

联立式(1)、(2)得:

径向流:根据达西定律，得到t1和t2不同时刻的产水量计算公式:

式中:Re为油藏泄油半径，m;Rw为生产井井筒半径，m。

联立式(4)、(5)得:

球形流:根据达西定律，得到t1和t2不同时刻的产水量计算公式:

对比式(3)、(6)、(9)可以看出，虽然流体流动形态不同，但渗透率表达式具有统一格式，一般认为地层水的体积系数为常数。因此可得到下式:

联立式(7)、(8)得:

式(10)中产液量和生产压差在实际生产中容易得到，只有Krw1和Krw2不容易得到。应用油田实际相对渗透率曲线，可以得到Krw1和Krw2不同含水率时的值。

根据含水率的定义和达西定律，得到t1和t2时刻的含水率和油水两相相对渗透率关系式。

式中:fw1为t1时刻含水率;fw1为t2时刻含水率;Ko1为t1时刻油相渗透率，10－3μm2;Ko2为t2时刻油相渗透率，10－3μm2;Kw1为 t1时刻水相渗透率，10－3μm2;Kw2为 t2时刻水相渗透率，10－3μm2;μo为地层原油黏度，mPa·s。

应用渤海某油田实际相对渗透率数据，回归出fw—krw关系式。

式中:K0为初始时刻储层绝对渗透率，10－3μm2;Kt为任意时刻储层绝对渗透率，10－3μm2;Rk为任意时刻储层绝对渗透率与初始时刻绝对渗透率的比值。

将式(13)、(14)带入式(15)中，应用式(15)可以计算任意t时刻的储层绝对渗透率值。利用Rk可评价生产井在开发过程中储层渗流能力的改变状态，当Rk＜1时，表明储层受到伤害;当Rk＞1时，表明储层渗流能力得到改善。

2 实例分析与结果对比

式中:J0为初始时刻产液指数，m3/(MPa·d);Jt为任意时刻产液指数，m3/(MPa·d);RJ为任意时刻产液指数与初始时刻产液指数的比值。

以渤海某油田X24井为例，该井2001年10月28日投产，开采NmⅠ+Ⅱ、NmⅣ层位，2004年3月19日关闭NmⅠ+Ⅱ油层(油藏中深为1 039 m，储层有效厚度为12 m，渗透率为1 224 ×10－3μm2)，目前用电潜泵(排量为100 m3/d，泵深为1 200 m)单采NmⅣ层位。因产油量下降，含水上升，怀疑在生产过程中地层受到污染，于2010年3月17日对该井进行酸化作业。X24井作业前日产液为30.6 m3/d，日产油为22.6 m3/d，含水为26%，作业后日产液为52.9 m3/d，日产油为36.5 m3/d，含水为31.1%(图1)。X24井措施前后产液量和产油量增加，酸

本文定义产液指数比为RJ。产液指数比能够反映储层综合渗透率(储层绝对渗透率和油水相对渗透率综合作用结果)变化规律。化效果明显，表明该井的酸化措施改善了近井地带储层的渗流能力。

图1 渤海某油田X24井生产曲线

为准确综合评价X24井酸化作业后近井地带储层综合渗透率的改变量。应用产液指数分析方法计算产液指数比，应用渗透率比率分析方法计算储层绝对渗透率比，将2条曲线绘制在同一张图上进行对比，分析酸化后储层的渗流能力改变量(图2)。

图2 X24井产液指数比率和渗透率比率曲线

从图2中可以看出，酸化作业后RJ和Rk曲线均呈先上升后下降最后趋于平稳的趋势。这是因为酸化措施改善了储层渗流能力，解除了堵塞在近井地带的污染物，储层渗透率得到改善。后期曲线呈下降趋势是因为随着含水的变化，改变了油水两相的渗流能力，同时近井地带可能受到二次污染。

(1)酸化措施完毕初期，两条曲线均为上升趋势。分析认为近井地带储层污染物逐渐被解除，储层绝对渗透率得到改善，渗透率比率随之升高。同时综合渗透率均得到改善，产液指数比也随之升高。后期产液指数呈下降趋势，是含水波动(略有下降)所导致。

(2)酸化措施完毕中期，2条曲线呈下降趋势。分析认为在初期末，酸化效果已经达到最优，在中期近井地带储层酸化效果逐渐变差，这时储层绝对渗透率由于酸化效果的减弱而降低，由于含水下降导致相对渗透率下降。从而产液指数比和渗透率比都呈下降趋势。

(3)酸化措施完毕后期，2条曲线趋势趋于平稳，且与措施前水平相当。分析认为这时酸化措施的效果已经不明显，储层的渗流能力和作业前相当。渗透率比率模型后期出现下凹现象，可能是储层受到二次污染造成的。

3 结论

(1)本文提出了渗透率比率概念，建立了定量描述储层绝对渗透率变化规律的数学模型，该方法能够定量描述储层绝对渗透率的变化规律。

(2)在油田实际生产动态分析中，将产液指数分析方法和渗透率比率分析方法相结合，能更为清楚的认识增产措施对储层渗透率的改变量，准确评价增产措施的实施效果。

［1］严科，杨少春，任怀强.储层宏观非均质性定量表征研究［J］.石油学报，2008，29(6):870－874.

［2］赵翰卿.对储层流动单元研究的认识与建议［J］.大庆石油地质与开发，2001，20(3):8－11.

［3］刘宇，等.产液、吸水指数预测方法及其在SZ36－1油田的应用［J］.特种油气藏，2008，15(1):62－64.

［4］秦积舜，李爱芬.油层物理学［M］.东营:中国石油大学出版社，2004:139.

［5］林江，李志芬，张琪.不同含水条件下采液指数的预测方法研究［J］.2008，31(4):43－45.

［6］王飞龙，甘丽娜，等.低渗透性储集层评价方法及初产液量预测研究［J］.录井工程，2010，21(1):16－21.

［7］罗万静，王晓冬，李义娟.渗透率的常用确定方法及其相互关系［J］.西部探矿工程，2006，17(1):63－66.

［8］王国先，等.储集层相对渗透率曲线形态及开采特征［J］.新疆石油地质，2004:25(3):301－304.

［9］梁春，许秋范，薛国锋，等.提高油层近井地带处理效果的有效方法［J］.钻采工艺，2000，23(4):43－46.

Application of quantitative description method of reservoir flow capacity in oilfield development

ZHENG Chun－feng1，ZHAO Zhong－yi2，HUANG Xin－chun1，HAO Xiao－jun1，GU Li－hong1
(1．Energy Technology＆Services Limited，CNOOC，Tianjin，300452，China;2．Daqing Oilfield Co．，Ltd．，PetroChina，Daqing，Heilongjiang163514，China)

It is often required to evaluate reservoir flow capacity after stimulation treatment．The existing evaluation method of fluid productivity index is effective to evaluate composite permeability changes，but it is unable to respectively evaluate the changes of absolute permeability and relative permeability．Therefore the concept of permeability ratio is introduced and a mathematical model is built to quantitatively present the changes of absolute reservoir permeability．The impact of stimulation treatment on reservoir parameters and the implementation result can be more accurately evaluated through combining fluid productivity index analysis with permeability ratio analysis．The X24 well in Bohai Oilfield is evaluated for reservoir flow capacity after stimulation treatment by using production data and relative permeability curve through applying permeability ratio and fluid productivity index methods．The result shows that the combination of the two methods can properly evaluate the effect of stimulation treatment．

absolute permeability;fluid productivity index;permeability ratio;stimulation treatment;evaluation index

TE311

A

1006－6535(2011)05－0093－03

20110120;改回日期20110330

郑春峰(1983－)，男，助理工程师，2006年毕业于大庆石油学院信息与计算科学专业，2010年毕业于中国石油大学(北京)油气田开发工程专业并获硕士学位，现从事油气田开发方面工作。

编辑 孟凡勤