編譯:姚勝林 (西安石油大學(xué)石油工程學(xué)院)

審校:王坤 (川慶鉆探工程有限公司)

阿聯(lián)酋阿布扎比近海油田利用測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行滲透率估算

編譯:姚勝林 (西安石油大學(xué)石油工程學(xué)院)

審校:王坤 (川慶鉆探工程有限公司)

巖石滲透率是評(píng)價(jià)油藏的最主要參數(shù)之一,而且在許多方面,如油藏模擬、確定巖石類型等,也使用巖石滲透率。目前有許多方法 (如試井、MDT、巖心分析法等)可以用來(lái)測(cè)定和預(yù)測(cè)地層巖石滲透率。對(duì)于粒間孔隙類型的巖層 (不適用于非粒間孔隙巖石,如含有溶縫、溶洞、裂縫),巖石滲透率指標(biāo)隨著孔隙度的增大而有明顯的增大;然而,它也非常依賴于巖石顆粒的表面積,從另一個(gè)角度看,束縛水飽和度又反映了巖石顆粒的表面積。因此,孔隙度與束縛水飽和度函數(shù)有助于對(duì)巖石絕對(duì)滲透率進(jìn)行預(yù)測(cè)。在研究中,真實(shí)含水飽和度Sw被應(yīng)用于這個(gè)函數(shù)中,因此,所獲得的滲透率實(shí)際上是有效滲透率而非絕對(duì)滲透率。通過(guò)對(duì)阿布扎比近海油田進(jìn)行油層物理法評(píng)估,可以注意到,應(yīng)用包括含水飽和度、孔隙度和其他因子的函數(shù),可以使裸眼井測(cè)井曲線估算的滲透率與實(shí)驗(yàn)室?guī)r心樣品測(cè)得的滲透率達(dá)到很好的擬合。通過(guò)對(duì)試井結(jié)果的對(duì)比和對(duì)整個(gè)油田已有數(shù)據(jù)的全面對(duì)比,函數(shù)特性得到了進(jìn)一步的核實(shí)。本文主要目的是研究裸眼井測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)解釋與巖心樣品滲透率測(cè)定之間的相互關(guān)系,并推導(dǎo)出一個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式,據(jù)此可以用測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)來(lái)預(yù)測(cè)巖石滲透率。

滲透率 測(cè)井?dāng)?shù)據(jù) 公式估算對(duì)比擬合

1 重要性

測(cè)井曲線預(yù)測(cè)滲透率為基本儲(chǔ)集層屬性提供了一種評(píng)估方法。雖然滲透率估算在標(biāo)準(zhǔn)估算中有時(shí)不是由油層物理學(xué)家推導(dǎo)得出,但是它對(duì)于油田開發(fā)團(tuán)隊(duì)卻是非常有幫助的,且在油藏模擬中起關(guān)鍵作用。滲透率為毛管壓力與飽和度關(guān)系曲線及有效產(chǎn)層的估算提供輸入值,還為相對(duì)有效滲透率的估算提供了起始點(diǎn)。

與孔隙度和飽和度不同,滲透率的不確定性不會(huì)直接影響含烴高度的計(jì)算。然而,低級(jí)別的預(yù)測(cè)可影響有效產(chǎn)層的估算,而有效產(chǎn)層恰恰影響含烴高度。在下面幾種情況下,滲透率的不確定性增加了以下油藏中含烴高度 (地層容積)的不確定性:

◇枯竭油藏

◇低滲透率巖心分析數(shù)據(jù)有限的油藏

滲透率的不確定性對(duì)模擬非常重要,特別對(duì)于滲透率是非均質(zhì)的地層。與其他的油層物理參數(shù)結(jié)果不同的是,測(cè)井曲線預(yù)測(cè)滲透率的最終結(jié)果是非常重要的,因?yàn)樗鼘?duì)地層容積和通過(guò)截彎取直流管的管流模擬有影響。

通常滲透率在對(duì)數(shù)標(biāo)度圖上表示,用來(lái)表明隱含了現(xiàn)實(shí)影響的相對(duì)變化。滲透率對(duì)產(chǎn)量的影響仍然是線性的,所以推薦用線性標(biāo)度來(lái)繪制滲透率k的曲線圖。

2 計(jì)算方法

計(jì)算全部取心井段的巖心滲透率,對(duì)非取心井段進(jìn)行有把握的延伸計(jì)算。

從測(cè)井曲線中估算滲透率可以使用許多不同的公式,如 Timur公式、Tixier公式、Salazar公式等。所有這些公式可以簡(jiǎn)化為下面的形式:

式中k——滲透率,mD;

φ——孔隙度 (小數(shù));

Swi——束縛水飽和度 (小數(shù));

a、b、c、d——用多元線性最小二乘回歸估算的系數(shù)和指數(shù)。

在許多油田實(shí)例中,Swi不可能準(zhǔn)確地確定下來(lái) (此實(shí)例中也一樣),這里推薦使用真實(shí)含水飽和度Sw來(lái)代替Swi,并且認(rèn)為得到的是有效滲透率而不是絕對(duì)滲透率。

另外,這些公式應(yīng)該可以同樣地應(yīng)用到油流和氣流中,當(dāng)所生產(chǎn)的是天然氣時(shí),從公式中所獲得的值必須要降低到該值的1/3至1/10左右。這樣處理的原因是因?yàn)樵诰鄹浇臍饬髁鲃?dòng)可能是紊流,而公式只適用于層流流動(dòng)。在某些氣流流動(dòng)的實(shí)例中,推薦采用從公式獲得的滲透率乘以天然氣密度“ρ”(g/cm3)來(lái)表示天然氣滲透率。

3 計(jì)算結(jié)果

使用不同形式的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式把有效滲透率和孔隙度、含水飽和度聯(lián)系起來(lái):

式中,k的單位是mD,φ和Sw是小數(shù)。

通過(guò)在阿布扎比油田取心井實(shí)測(cè)滲透率曲線上繪制計(jì)算所得的滲透率,人們發(fā)現(xiàn),這些取心井中大部分井有很好的擬合現(xiàn)象 (圖1～圖4)。

圖1 井01的測(cè)井曲線

圖2 井02的測(cè)井曲線

用一種比較簡(jiǎn)易的方法量化誤差,有助于進(jìn)行數(shù)字對(duì)比。表1～表 4是上述那些井的數(shù)字對(duì)比表。

表1 井01的平均滲透率

表2 井02的平均滲透率

圖3 井03的測(cè)井曲線

圖4 井04的測(cè)井曲線

通過(guò)把阿布扎比油田一些井的公式計(jì)算結(jié)果與試井結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,對(duì)前面所述的函數(shù)特性做了進(jìn)一步的核實(shí) (表5、表6)。

表3 井03的平均滲透率

表4 井04的平均滲透率

表5 井01的試井結(jié)果

在現(xiàn)有的整個(gè)油田的數(shù)據(jù)之上進(jìn)行全面的對(duì)比擬合,并且研究裸眼井測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)解釋與巖心樣品滲透率測(cè)定之間的相互關(guān)系,推導(dǎo)出一個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式,而這個(gè)公式可以用測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)來(lái)預(yù)測(cè)巖石滲透率。

表6 井04的試井結(jié)果

4 結(jié)束語(yǔ)

基于阿布扎比油田利用測(cè)井曲線求得滲透率的這一結(jié)果,建議把文中所述的公式與相關(guān)的微調(diào)因子/指數(shù)應(yīng)用到用實(shí)際巖心分析數(shù)據(jù)校正過(guò)的具體油田情形中去。

資料來(lái)源于美國(guó)《SPE 118741》

10.3969/j.issn.1002-641X.2010.6.014

2009-03-20)