稠油油藏类比方法研究

2013-10-17丁祖鹏张晓亮

特种油气藏 2013年4期

丁祖鹏，田冀，张晓亮

(中海油研究总院，北京 100027)

引言

中国目前4大类特殊油气资源包括特殊区域、特殊阶段、特殊介质和特殊流体油气资源(如深海、海外油气田;高含水期、特高含水期等油气田;裂缝性、低渗透、复杂断块等油气田和稠油、页岩气、可燃冰等油气田)。这些特殊油气资源的前期研究中，开发方案制订与开发指标预测均面临较大困难。常用的研究方法有油藏工程、油藏数值模拟、类比等方法。类比法可以弥补油藏工程、数值模拟方法的不足，为特殊油气田产能、采收率等开发指标预测提供有力工具［1－3］。本文介绍了类比工作基本原理，尝试给出了相似油藏筛选、评价和待开发油藏指标预测方法。

1 油田类比原理

1.1 相似理论

根据相似理论，如果2个渗流系统具备几何相似、运动相似、动力相似3个条件，则满足相似关系［4－7］。渗流速度等于动力比流体黏滞阻力，所以运动相似等价于动力与流体黏滞阻力分别相似。因此，2个渗流系统相似条件等价于静态相似、动态相似2个因素。其中，静态相似包括几何相似和流体相似。

1.2 类比原理

根据相似原理，如果2个油藏满足地质特征相似、油藏流体相似、开发方式相似，则油藏之间满足相似关系。其中，地质特征相似近似等价于几何相似，油藏流体相似近似等价于流体黏滞阻力相似，开发方式相似近似等价于动力相似。进而可理解为，如果2个油藏满足油藏静态参数相似、开发动态参数相似，则油藏之间满足相似关系。其中，油藏静态参数包括地质特征参数和油藏流体参数。因此，根据相似原理，如果同一类型的2个油藏同时满足油藏静态参数相似和开发动态参数相似，则2个油藏满足相似关系，可以进行类比研究。

1.3 相似度

尝试将油田相似度分成3个级别:初步相似、中度相似、高度相似。①初步相似:如果2个油藏满足油藏类型相似，则定义油藏为初步相似;②中度相似:如果2个油藏同时满足油藏类型和油藏静态分别相似，则定义油藏为中度相似;③高度相似:如果2个油藏同时满足油藏类型、油藏静态和油藏动态分别相似，则定义油藏为高度相似。

2 油田类比方法

2.1 类比油田筛选

2.1.1 类比数据库范围

按照从近到远(海上、陆上、国外)的原则，考虑资料详尽程度，拟分为3个类比油田筛选层次:海上油气田、国内油气田、世界油气田。进行类比筛选时，在不同层次的数据库范围内，都可以筛选得到高度相似的类比油田，分别将其定义为海上高度相似油田、国内高度相似油田和世界高度相似油田［8－13］。

2.1.2 确定类比相似度

(1)筛选油藏类型——初步相似。为目标油田寻找类比对象时，首先要进行油藏类型筛选。按照油藏类型，中国海上油气田可划分为5类:常规稠油油气田、海相砂岩油气田、断块油气田、超常规稠油油气田，以及低渗油气田。与目标油田具有相同油藏类型的油田，为初步相似油田。

(2)筛选油藏静态参数——中度相似。满足初步相似的油田，需要进一步进行油藏静态参数筛选。油藏静态参数分为储层参数、流体参数、温压系统表征参数、储量规模、天然能量类型等。其中，储层参数包括渗透率、储层厚度、沉积相(表征连通性)、埋深等;流体参数包括地层原油黏度等;温压系统表征参数包括正常温压系统、异常高压、异常低压等;天然能量类型包括边水、底水、气顶等。在初步相似的基础上，与目标油田具有相似油藏静态参数的油田，为中度相似油田。

(3)筛选开发参数——高度相似。满足中度相似的油田，需要进一步进行开发参数筛选。开发参数分为开发方式、开发层系、井网参数、配产参数等。其中，开发方式包括注水、热采、冷采、三采、衰竭等;开发层系包括分层开采、多层合采等;井网参数包括井网、井型、井距等;配产参数包括压差、单井最大液量、采油速度等。在中度相似的基础上，与目标油田具有相似开发参数的油田，为高度相似油田。

2.1.3 静态参数排序

油藏静态参数优先考虑地层原油黏度、埋深、天然能量类型、储层厚度。

(1)不同稠油油田地层原油黏度高于350 mPa·s时，与低于350 mPa·s时的水驱开发效果差别很大。例如，C油田7井区地层原油黏度为271 mPa·s，调整方案标定采收率为25%，E油田地层原油黏度为437 mPa·s，调整方案标定采收率为10%。因此，对于稠油油田，地层原油黏度是决定其开发效果的关键因素，优先级别高。

(2)稠油热采蒸汽吞吐要求埋深小于1600 m，蒸汽驱要求埋深小于1400 m，SAGD要求埋深小于1000 m。因此，对于稠油油田，埋深优先级别高。

(3)对于稠油油田，有无边底水，开发效果差别较大。因此，对于稠油油田，天然能量类型优先级别高。

(4)稠油热采蒸汽吞吐要求油层厚度大于10 m，蒸汽驱要求油层厚度大于8 m，SAGD要求油层厚度大于20 m，稠油冷采水平井布井区厚度要求大于5 m。因此，对于稠油油田，储层厚度优先级别高。

2.1.4 动态参数排序

油藏动态参数优先考虑开发方式、井型、井网。对于稠油油田，冷采和热采开发效果差别很大。因此，开发方式优先级高。同时，无论是热采还是冷采，水平井和定向井开发效果差别较大，所以井型优先级别高。关于井网，由于不同井网井距会影响油田整体开发效果，故井网优先级别较高。

2.2 类比油田定量评价

筛选出高度相似的类比油田之后，需要对类比油田进行定量评价，即进行相似程度的打分。采用模糊物元法进行相似油田定量评价。该方法既是1种客观方法，又体现了一定的用户主观性，以体现不同工作人员对油藏各参数具有不同程度的认识。

假设需要评价的油藏共有m个，分别为M1，M2，…，Mm。每个油藏都有n个动态或静态参数，分别为C1，C2，…，Cn。第i个油藏的第j个参数用相应的模糊量值 μ(xij)(i=1，2，…，m;j=1，2，…，n)来描述。则称为m个油藏n维复合模糊物元，记为Rmn，则有:

第i个油藏与目标油藏之间的相似度Ki(i=1，2，…，m)用 Mi的模糊量值 μ(xij)与各参数相应权重ρj乘积之和来表示。

2.3 开发指标定量预测

如果类比油田与目标油田具有较高的相似程度，即可使用类比油田对目标油田开发指标进行定量预测;如果筛选出的类比油田只有1个，则直接折算得到目标油田的开发指标;如果筛选出的类比油田有2个，则可推荐目标油田开发指标的高低方案;如果筛选出的类比油田有多个，则可确定目标油田的高低方案和推荐方案。

当实际油藏与类比油藏满足相似关系时，根据体积与时间的相似比例关系，实际油藏产能与采收率由式(3)、(4)求出。

式中:Q油藏、Q相似分别为实际油藏日产量、类比油藏日产量，m3/d;R油藏、R相似分别为实际油藏采收率、类比油藏采收率，%;V油藏、V相似分别为实际油藏体积、类比油藏体积，m3;t油藏、t相似分别为实际油藏开发时间、类比油藏开发时间，d;Re油藏、Re相似分别为实际油藏供给半径、类比油藏供给半径，m;h油藏、h相似为实际油藏油层厚度、类比油藏油层厚度，m;φ油藏、φ相似分别为实际油藏孔隙度、类比油藏孔隙度;K油藏、K相似分别为实际油藏渗透率、类比油藏渗透率，μm2;μo油藏、μo相似分别为实际油藏原油黏度、类比油藏原油黏度，mPa·s;Δp油藏、Δp相似分别为实际油藏生产压差、类比油藏生产压差，MPa;Swc油藏、Swc相似、Sor油藏、Sor相似分别为实际油藏的束缚水饱和度、相似油藏的束缚水饱和度、实际油藏的残余油饱和度、类比油藏的残余油饱和度。

3 实例应用

原始油藏A稠油油藏储量为461×104m3，μo为440 mPa·s，存在边底水，油层厚度为14.7 m，埋深为1000 ～1100 m，K 为 8222 ×10－3μm2，曲流河沉积，正常温压系统。计划布置水平井五点井网，采用冷采方式开发。需要通过类比确定其产能和采收率等开发指标。

第1步:筛选高度相似的类比油田。选择国内海上油气田为类比数据库范围。根据油藏类型进行初步筛选，得到与原始油藏A初步相似油田(表1);在初步相似的基础上，对表1中油田进行静态参数筛选，得到与原始油藏A中度相似油田(表2);在中度相似的基础上，对表2中油田进行动态参数筛选，得到与原始油藏A高度相似油田(表3)。