海上層狀油藏油井水驅采出程度預測

張維易，李百瑩，陳增輝，徐 良，徐 浩

(中海油能源發展股份有限公司，天津 300452)

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海上層狀油藏油井水驅采出程度預測

張維易，李百瑩，陳增輝，徐 良，徐 浩

(中海油能源發展股份有限公司，天津 300452)

針對S油田目標井組水驅期間油井采出程度差異大的問題，運用統計學方法，研究影響采出程度的主要因素。通過建立多元線性回歸模型，進行敏感性分析，篩選出影響采出程度的主要因素為油井產水量、油井有效厚度、主力層地層系數。通過擬合得到油井水驅采出程度的經驗公式，利用所得經驗公式對目標井組相鄰油井進行采出程度預測，計算出的采出程度與實際值較為接近，精確度為0.96。研究成果為預測海上層狀油藏油井水驅采出程度提供了有效途徑，為油田后續措施的實施提供了理論依據。

海上層狀油藏；水驅采出程度；多元線性回歸；敏感性分析

0 引 言

在油田實際生產中，采出程度是評價開發效果的重要依據之一，直接影響著油田開發方案的實施效果及剩余油挖潛等工作的展開[1-4]。海上油田有其特殊性，如測試資料少、合注合采、井距大、儲層非均質性強等特點[5-6]，使得采出程度的研究更加復雜。

S油田位于渤海海域，是1個在古潛山背景上發育起來的半背斜構造，儲層為三角洲前緣沉積，以水下分流河道砂、河口壩以及席狀砂沉積為主，為典型的構造層狀稠油油藏。S油田成巖作用較弱，屬于膠結疏松砂巖。地層原油黏度為23.5～452.0 mPa·s，平均孔隙度為31%左右，滲透率分布為20×10-3～5 000×10-3μm2，原始地層壓力為14.28 MPa，地層水平均礦化度為6 071 mg/L。儲層物性較好，屬于高孔、高滲油藏。目標井組為4注18采反九點規則井網。目標井組于2000年11月投產，經過短暫的自噴生產后，4口油井轉注水。2014年陸續有新的調整井投產。水驅期間，井組內油井采出程度存在明顯差異，采出程度最大值為34.77%，最小值為9.78%。為了研究影響目標井組油井采出程度的因素，進一步認識S油田水驅階段生產效果，為后續措施的實施提供理論依據，運用統計學方法開展了水驅采出程度研究[1-6]。

1 采出程度影響因素分析

1.1 影響因素的選擇

影響油井采出程度的因素有很多，而影響因素的選擇是建立采出程度預測模型的首要環節。在總結前人研究成果的基礎上，篩選出了影響采出程度的9個主要因素：有效厚度、孔隙度、滲透率、含油飽和度、井距、連通類型、鄰井、投產距今時間、縱向非均質性[7-11]。

結合S油田的實際情況，對于目標井組，考慮到井組內地層原油黏度、孔隙度近似相等，鄰井的影響較小(新打調整井于2014年陸續投產)，投產時間相同(18口生產井均于2001年投產)，井距相同(350 m)。因此認為，影響S油田目標井組單井采出程度的主要因素有：油井的有效厚度、滲透率、連通情況、縱向非均質性。

1.2 影響因素分析

(1) 單井采出程度的計算方法為：單井采出程度=單井累計產油量/單井原始地質儲量。采用面積權衡劈分方法計算單井原始地質儲量[12]。

(2) 通過射孔資料統計油井的有效厚度、地層平均滲透率。

(3) 對于連通情況這一因素，因為海上油田測試資料較少，無法了解油井與注入井之間的連通情況，需要根據生產資料進行合理的評估?？紤]到注采井網中的注入水往往沿著高滲透條帶突進，位于高滲條帶上的油井產出水比井組中的其余井更多。并且井組所在地層無活躍的邊底水，油井產出水只能來源于注入井。因此對于同一井組內的生產井，其單井產水量越多，表明該井附近地層被驅替程度越強，注入井與該井的連通性越好。因此，水驅階段油井產水量可以反映油井與注入井的連通情況。需要說明的是，由于一些生產措施，如酸化導致的油井產量增加，可以認為是“連通情況”變好。相應的，油井因出砂、堵塞導致的產量減少，可以認為是“連通情況”變差。因此，這里的連通情況不應看作定值，而是隨著油井的生產而不斷變化的。

(4) 針對縱向非均質性，用滲透率變異系數BK進行評價，具體方法[13-14]為：

(1)

通過上述影響因素的計算方法，得出井組的生產動態指標(表1)。

表1 井組生產動態指標

2 采出程度敏感性分析及預測

將水驅期間單井采出程度作為因變量，水驅期間產水量、有效厚度、滲透率、縱向滲透率變異系數作為自變量進行多元線性回歸，并進行回歸系數的顯著性檢驗，以判斷模型是否可信。給定顯著性水平為0.050 00，檢驗結果見表2。

由表2可知，并不是所有的因素對油井采出程度都有顯著影響。P<0.050 00的因素有：水驅期間產水量、有效厚度，說明這些因素均為顯著影響因素，而滲透率、縱向滲透率變異系數則不是。

表2 回歸系數顯著性檢驗

結合油田生產動態，對滲透率與采出程度非顯著相關這一現象進行分析。S油田為構造層狀油藏，層與層之間的物性差異較大。其中主力層4小層的砂體非常發育，連通性好，非均質性較弱，小層儲量占油田總儲量的19.4%，是14個小層中砂層最發育的層，最大砂層厚度達25.1 m，滲透率為1 300×10-3～11 000×10-3μm2。結合測試資料，發現4小層對油井采出程度的貢獻遠大于其他小層。而滲透率這一指標只能反映地層的平均物性，無法反映強非均質性下，小層與小層之間的物性差異，因此，在后續計算中需要剔除滲透率這一因素。考慮到主力層4小層對采出程度的影響較大，在模型中引入新的變量——地層系數。

對于縱向滲透率變異系數與采出程度非顯著相關這一現象進行分析，認為原因有以下幾點：①海上油田井距較大。S油田井距平均在350 m左右。測井得到的地層滲透率具有一定的局限性，只能反映油井附近地層的情況。在此基礎上計算出的縱向滲透率變異系數也有一定的局限性。②目標井組在經過10余年的注水開發以后，地下的滲透率已經和原始滲透率有了較大不同。長期水驅會進一步加劇縱向非均質性。由于海上油田施工成本較為昂貴，測試資料與陸地油田相比較少，因此，用原始射孔資料統計出來的縱向滲透率變異系數無法實時反映地層情況。③文中縱向滲透率變異系數只能反映層間非均質性，不能反映層內非均質性。對于S油田，層內非均質性對油井采出程度也有顯著影響。統計資料顯示，雖然個別油井整段表現為高含水，但該油井的油層中強水淹比例往往不到整段油層的20%，剩余儲量豐度很高，仍是挖潛重點[15-18]。因此，縱向滲透率變異系數這一指標不能準確反映地層的縱向非均質性，在后續計算中需要剔除縱向滲透率變異系數這一因素。

在引入主力層地層系數，剔除滲透率、縱向滲透率變異系數后，再次進行回歸，檢驗結果見表3。

表3 回歸系數顯著性檢驗

由表3可知，所有因素均為顯著影響因素，且產水量、有效厚度、地層系數均與采出程度成正相關，符合油藏規律。最終得到的回歸模型為：

Y=0.2316X1+0.541X2+0.1003X3-6.9037

(2)

式中：Y為采出程度；X1為水驅期間產水量，104t；X2為有效厚度，m；X3為地層系數，μm2·m。

將參數代入式(2)進行計算，結果如表4所示。從整體來看采出程度的預測值與實際值較為接近。

表4 采出程度預測值與實際值

經計算，該模型的復相關系數為0.957，精確度為0.916，說明模型較為可信。為了進一步驗證該模型的可靠性，選取了與目標井組相鄰的4口生產井進行單井采出程度預測。選井的原則為：這幾口井與目標井組相鄰，可以認為地層原油黏度、孔隙度與目標井組相似。并且這4口井均于2001年前后投產，水驅期間周圍沒有新打調整井投產，不會受鄰井的影響，井距均為350 m左右，和目標井組條件相似，滿足該模型的適用條件，計算結果如表5。

表5 油井采出程度預測

預測數據的精確度為0.96，進一步證明該模型可靠，可以應用到現場。F16井擬合效果較差，原因在于模型將孔隙度、井距等因素進行了簡化處理，并且受海上油田測試資料限制，缺少能夠準確反映油藏縱向非均質性的指標[19]。需要說明的是，由于油田內地層原油黏度、孔隙度等因素差異較大，利用文中方法計算不同井組內的單井采出程度所得到的經驗公式也是不同的[20-21]。

3 結 論

(1) 影響S油田水驅階段單井采出程度的因素是多方面的，水驅期間產水量、油井有效厚度、主力層地層系數對水驅單井采出程度有顯著影響。

(2) 滲透率、縱向滲透率變異系數與采出程度的相關性較弱。分析認為主要受油田大井距，測試資料較少，主力層與其他小層物性差異大等因素影響。預測模型中缺少能夠準確反映油藏縱向非均質性的指標，這是模型需要改進的地方。

(3) 運用統計學方法，針對目標井組建立了水驅單井采出程度的多元線性回歸模型，得到了經驗公式。利用經驗公式對目標井組相鄰生產井進行了單井采出程度預測，預測數據的精確度為0.96，結果較為可信。

[1] 王玉普，劉義坤，鄧慶軍.中國陸相砂巖油田特高含水期開發現狀及對策[J].東北石油大學學報，2014，38(1)：1-9.

[2] 李芳，李春蘭，劉偉新.滲透率韻律性油層剩余油分布特征及挖潛策略[J].油氣田地面工程，2010，29(12)：15-16.

[3] 曾祥平.邊底水稠油油藏水侵預警分析與治理——以孤島油田中二北Ng5為例[J].油氣地質與采收率，2008，15(1)：80-83.

[4] 王小林，于立君，唐瑋，等.特高含水期含水率與采出程度關系式[J].特種油氣藏，2015，22(5)：104-106.

[5] 張新民，馮如森，宋新旺，等.勝利油田海上油田二元復合驅體系性能評價[J].油氣地質與采收率，2011，18(5)：48-50.

[6] 唐恩高，楊俊茹，張賢松.海上油田早期聚合物驅歷史擬合方法[J].油氣地質與采收率，2011，18(2)：55-57.

[7] 王志權.儲層非均質性及其對注水開發效果的影響[J].內蒙古石油化工，2009，19(8)：215-216.

[8] 劉斌，張玉梅，張汶，等.層內縱向非均質性對稠油油藏剩余油分布的影響研究[J].科學技術與工程，2015，15(26)：161-163.

[9] 張光明，石立華，喻高明，等.海上稠油砂巖油藏采出程度敏感性分析與評價——以秦皇島32-6油田為例[J].油氣地質與采收率，2012，19(3)：90-93.

[10] 劉吉余，劉曼玉，徐浩.高含水期采出程度影響因素分析及定量計算——以大慶油田薩中開發區為例[J].油氣地質與采收率，2010，17(1)：62-64.

[11] 王敏，陳民鋒，劉廣為，等.主成分分析法確定海上油田水驅效果評價關鍵指標[J].油氣地質與采收率，2015，22(2)：112-116.

[12] 徐春華，范小秦，池建萍，等.面積權衡劈分方法計算單井地質儲量[J].特種油氣藏，2005，12(2)：45-48.

[13] 朱定軍，劉沖，雷霄，等.縱向非均質性對反韻律底水油藏驅油效率影響研究[J].石油地質與工程，2013，27(2)：112-114.

[14] 宋小川.適用于大慶油田的變異系數計算方法[J].大慶石油地質與開發，2014，33(2)：58-61.

[15] 劉宗賓，張汶，馬奎前，等.海上稠油油田剩余油分布規律及水平井挖潛研究[J].石油天然氣學報(江漢石油學院學報)，2013，35(5)：115-119.

[16] 徐洪玲.油藏非均質性對聚合物驅開發效果的影響[J].油氣地質與采收率，2015，22(5)：99-102.

[17] 楊勇，胡罡，田選華.水驅油藏剩余油再富集成藏機理[J].油氣地質與采收率，2015，22(4)：79-86.

[18] 趙凱鑫.特高含水期三類油層剩余油分布與挖潛[J].大慶石油地質與開發，2014，33(3)：60-63.

[19] 于復東.井組綜合滲透率表征方法[J].大慶石油地質與開發，2014，33(4)：62-65.

[20] 馮其紅，王相，王波，等.非均質水驅油藏開發指標預測方法[J].油氣地質與采收率，2014，21(1)：36-39.

[21] 張鵬翥.多元線性回歸法預測聚合物驅產油量[J].大慶石油地質與開發，2014，33(4)：111-114.

編輯 張耀星

20151126；改回日期：20160307

國家重大專項“海上大井距多層合采稠油油藏聚合物驅剩余油分布機理研究”(2011ZX05024-002-001)

張維易(1989-)，男，助理工程師，2012年畢業于中國石油大學(北京)石油工程專業，2015年畢業于該校石油與天然氣工程專業，獲碩士學位，現從事提高采收率研究工作。

10.3969/j.issn.1006-6535.2016.03.028

TE349

A

1006-6535(2016)03-0118-04