低渗透油藏井间储量动用状况分析新方法*

2014-06-01孙来喜张宗辉王仕莉罗刚邓晴阳

西南石油大学学报(自然科学版) 2014年2期

孙来喜，张宗辉，王仕莉，罗刚，邓晴阳

1.成都理工大学能源学院，四川成都610059；2.“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室·成都理工大学，四川成都610059；3.中国石化华油田北分公司第二采油厂，宁夏盐池751500；4.中国石油新疆油田公司勘探开发研究院，新疆克拉玛依834000

低渗透油藏井间储量动用状况分析新方法*

孙来喜1，2，张宗辉3，王仕莉4，罗刚4，邓晴阳1

油藏启动压力梯度对油藏的储层动用有着很大的影响，启动压力梯度越大储层越难动用。从低渗透油藏流体渗流机理上出发，采用现场早期束缚水条件下单相渗流的生产动态数据及试井解释资料，利用试井方法求得研究区的启动压力梯度，并建立启动压力梯度与渗透率的关系。分析典型反九点井组内注水井与采油井井间的驱动压力梯度变化特点，据此确定井间储层物性与储量动用关系。通过对比实际储层的渗透率值与所得到的储层流体启动所需渗透率值的大小，从而判断储层内流体是否流动。该方法采用定量分析低渗透油藏井间储量动用状况，为同类油藏确定井间剩余油分布提供了参考。

低渗透油藏；启动压力梯度；试井方法；储量动用；剩余油分布

孙来喜，张宗辉，王仕莉，等．低渗透油藏井间储量动用状况分析新方法[J]．西南石油大学学报：自然科学版，2014，36（2）：99–104．

Sun Laixi,Zhang Zonghui,Wang Shili,et al．A New Method of Analysis of Low Permeability Reservoir Interwell Reserves Producing Status[J]．Journal of Southwest Petroleum University：Science&Technology Edition，2014，36（2）：99–104．

随着低渗透油藏开发实践及开发效果，要求对低渗透油藏中渗流规律进行深入研究。大量的实验研究结果证明[1-4]，低渗透油藏中流体的流动不遵循达西定律，只有当驱替压力梯度大于某一临界值时地层中流体才开始流动，这个临界值称为启动压力梯度。在实验室中，启动压力梯度的测定通常依据实验压差和流量的关系，由于实验测定的参数和实际地层参数存在较大差异，因此两种方法确定的启动压力梯度存在较大差异[5]。本文采用新疆油田石南21井区头屯河组低孔低渗油藏作为研究对象，结合该油藏投产初期的测试数据，利用相关公式得到该油藏的实际启动压力梯度值。通过对计算结果的统计分析，得到渗透率与启动压力梯度的对应关系，并据此分析油水井间储层动用情况，对实际油藏不同渗透率层位开发进一步认识。

1 低渗透油藏的渗流机理

储层的渗流能力在某种程度上反映了储层岩石的孔隙结构。储层中流体的渗流能力越差，则岩石物性越差，平均孔喉半径越小，即岩石中的小孔喉基数占总孔隙体积的比例就越大，孔隙内固液间的边界流体在整个孔隙系统中所占的百分比越大。当岩石渗透率较小时，岩石孔喉内部液相与固相界面间的相互作用力就越大，这种相互作用力会改变岩石中流体的性质，同时让低渗透储层岩石中流体的渗流方式变得复杂[6-8]。在低渗透油藏中，地层流体在渗流时存在启动压力梯度。

实验及开发实践证实，在低渗透油藏中，随着储层中驱替压力梯度提高，渗流过程分为以下3种阶段：流体的非流动阶段、流体的非线性渗流阶段和流体的拟线性渗流阶段。即在不同压力梯度下，流体渗流有以下特点[9-10]：（1）当驱动压力梯度较低时，油藏中流体渗流速度呈非线性曲线的特点；（2）当驱动压力梯度大于某界限值时，渗流速度呈线性增加；（3）渗流速度变化特征与岩石的物性及流体黏度也有关，原油黏度越大或渗透率越低，启动压力梯度越大。

2 启动压力梯度的确定

假定无限大均质低渗油藏，某一口直采油井关井恢复测压，因存在启动压力梯度，关井恢复压力不可能达到原始地层压力[11]。启动压力梯度的计算公式可由压力恢复试井方法确定[12]

式中：G—启动压力梯度，MPa/m；ϕ—孔隙度，%；Ct—综合压缩系数，MPa−1；h—油层厚度，m；rw—井筒半径，m；Δp—生产压差，MPa；qc—累积产油量，m3；B—原油体积系数，无因次。

考虑到实际生产情况下，排除井筒自身半径，可将式（1）简化为

由采油井关井测压及岩石的物性资料，采用式（2）可得到油藏的平均启动压力梯度

3 研究区油藏启动压力梯度的确定

本文利用新疆油田石南21井区头屯河组油藏的试井数据，通过式（2）结合油藏的物性参数（孔隙度14.3%，原油体积系数1.307），计算17口井的启动压力梯度，绘制与渗透率之间的关系曲线（图1）。综合确定研究区平均启动压力梯度为0.004 686 MPa/m。

图1 石南21井区块启动压力梯度与渗透率的关系曲线Fig.1 The relationship between pressure gradient and permeability curve of Block SN21

从图1中可以看出，随着岩石渗透率的增大，储层中流体的启动压力梯度呈幂级数递减，渗透率越小，启动压力梯度越大。同时反映出低渗透油藏在开发过程中，多层同时开发，不同物性的储层，流体在渗流时所需克服的启动压力梯度也不同，各层的开发效果也不同，物性越差的储层，难被动用，开发效果越差。

4 利用驱动压力梯度、井间压力分布及渗透率认识储层动用

图2为检查井J599所在井区井网分布及对应的分层渗透率分布情况，该井位于注水井SN6463和采油井SN6484连续的中点，在两井主流线的中间部位，该处的地层渗透率约为SN6463和SN6484处的平均值。

图2 研究区各层渗透率等值图及注采井网关系图Fig.1 Each layer permeability contour map and injection-production pattern diagram of the study area

根据注水井SN6463和采油井SN6484的测试资料，用试井软件可求得注采井之间的压力分布，得到驱动压力梯度分布（图3），根据启动压力梯度与渗透率关系反算出可动用渗透率（图4）。

图3 注水井SN6463与采油井SN6484井间压力曲线Fig.3 The pressure between injection Well SN6463 and production Well SN6484

图4 注水井SN6463与采油井SN6484井间的压力梯度、可动用储层渗透率曲线Fig.4 The pressure gradient and permeability between Well SN6463 and Well SN6484 with distance relationship curve

由图4可知，在注采井间170m处压力梯度降到最低值约0.005 MPa/m，可得到井间可动用的渗透率下限不低于6.70 mD时该处储层流体才有可能被启动。

而根据地质资料和现场试验结果分析得到，位于老注水井SN6463和老采油井SN6484井之间的检查井J599井钻遇的层的平均渗透率值依次为2.72，10.26，27.74 mD（图2）。的物性最差，的物性最好，所在的3个小层渗透率平面分布如图2所示。由此可知，在老井网井距中，注采压差一定时：层流体很难被启动，必然形成剩余油分布；层部分区域流体刚好被动用，动用程度也较差；层平均渗透率值远大于流体所需启动的临界渗透率值，储层可被完全动用。

图5 过SN6463–J599–SN6484井连井剖面图Fig.5 Even well profile of Well SN6463–J599–SN6484

图6 J599井综合柱状图Fig.6 Well J599 integrated column

本文主要分析注采井主流线上的流体流动情况，对于非主流线上，驱动压力梯度较小，储层动用要差于主流线，因此，高剩余油饱和度的分布区会更大。

5 结论

（1）低渗透油藏中流体渗流不遵循达西定律，存在启动压力梯度，渗透率越小，启动压力梯度越大。

（2）根据理论推导公式，利用实际生产动态数据计算出的启动压力梯度，比实验室内所测得的启动压力梯度更具有积极的现实意义。

（3）油藏启动压力梯度对油藏的储层动用有着很大的影响，启动压力梯度越大储层越难动用。

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王仕莉，1982年生，女，汉族，四川广元人，硕士，主要从事地震解释方面的工作。

罗刚，1982年生，男，汉族，四川广元人，工程师，主要从事油气田开发方面的工作。

邓晴阳，1993年生，男，汉族，四川广安人，硕士研究生，主要从事油气田开发工程方面的研究。

编辑：王旭东

编辑部网址：http：//zk.swpuxb.com

A New Method of Analysis of Low Permeability Reservoir Interwell Reserves Producing Status

Sun Laixi1，2,Zhang Zonghui3,Wang Shili4,Luo Gang4,Deng Qingyang1
1.School of Energy Resources，Chengdu University of Technology，Chengdu，Sichuan 610059，China 2.State Key Laboratory of Oil and Gas Reservoir Geology and Exploitation，Chengdu University of Technology，Chengdu，Sichuan 610059，China 3.The NO.2 Production Plant of North China Oilfield Company，SINOPEC，Yanchi，Ningxia 751500，China 4.Research Institute of Exploration and Development of Xinjiang Oilfield Company，PetroChina，Karamay，Xinjiang 834000，China

The existence of start-up pressure gradient of reservoir has a great impact on the reservoir producing extent，the bigger the start-up pressure gradient，the poor the the reservoir producing extent.Based on the mechanism of fluid flow from the low permeability reservoir，the relationship between the start-up pressure gradient and permeability relationship of the study area were established by the in-situ early bound water production performance of single-phase data and well test material and well test method.we also analyze a typical well group pressure driven between the injection wells and production wells gradient features.By comparing values of reservoir permeability and reservoir fluid permeability values corresponding to the size，we determine whether the fluid within the reservoir may flow.This quantitative analysis of low permeability reservoir interwell reserves producing condition provides the reference for determining interwell residual oil distribution provides of similar reservoir.

low permeability reservoir；start-up pressure gradient；well test methods；reserves producing；the distribution of residual oil

http：//www.cnki.net/kcms/doi/10.11885/j.issn.1674-5086.2012.10.19.01.html