基于沉積微相小層剩余油儲量計算方法

王超

(中石油大慶油田有限責任公司第五采油廠，黑龍江 大慶 163513)

在油田開發階段，產量持續下降，為了穩定產量，提高采收率，剩余油的分布一直是石油工作者追尋的主要目標，也是油氣田開發過程中的一項極為重要的任務。國內對此開展的研究比較多，目前確定剩余油分布的方法主要分定性和定量兩種。定量方法主要是通過數模進行計算，該方法是首先建立油藏數值模型，其中產量劈分考慮了實際射孔井段厚度及井底流動壓力差，對研究區塊的地質儲量、含水率及單井生產歷史進行擬合。剩余油的分布精度取決于擬合公式，且擬合時間長。范子菲等[1]將4種儲集類型劃分為6類流動單元，建立流動單元三維地質模型和數值模擬類型，表征剩余油分布規律；劉國靜[2]將已開發區塊分成4類，分析各類區塊的水驅特征和產量變化規律，給出各類區塊產量預測的優選模型，并在該基礎上將水驅特征曲線與產量預測模型進行聯解，對典型區塊開發指標進行預測。定性方法主要是依據地質及開發特征確定剩余油富集規律。李會蘭[3]從水淹前后儲層特征對比分析入手，總結剩余油分布類型、形成原因及相應的測井評價方法，并利用不同方法求取混合液地層水電阻率，計算水淹后儲層含油飽和度及產水率，進行平面展布分布規律研究，充分挖掘層內剩余油。但該方法耗時長、工作量大、對技術人員技術要求高，因此研究成果精度不高。隨著油田開發工作的不斷深入，為了解決儲采失衡的矛盾，對剩余油的計算要求必須精細到小層[4]。為此，筆者開展了剩余油精細計算方法研究，探討在細分小層后，根據沉積相邊界進行剩余油精細計算，從而定量確定剩余油分布，為進一步挖潛提供依據。

1 剩余油儲量確定

國內外儲量計算方法有很多種，但就地質儲量而言，目前在油田上應用最廣泛的仍然是容積法[5,6]。該方法的原理是利用靜態資料計算油氣在儲層中所占的孔隙體積，其精確性取決于所提供靜態資料的精確程度及數量。該方法適用于任何勘探開發階段的油田，且無論油、氣藏屬于哪種圈閉類型、驅動方式以及儲集類型等，因此得到廣泛應用。應用容積法計算地質儲量是先通過油氣藏產油層有效厚度、孔隙度、含油飽和度以及儲層在平面上的展布確定含油氣面積，并明確油氣藏的溫壓條件及地層條件下的孔隙流體性質，以此來計算油氣的地質儲量[7～9]。剩余油儲量是已開發油氣藏油層中尚未采出的油氣，可以直接用容積法計算剩余油儲量。單井單層剩余油儲量的計算公式為：

式中：Ni為單井單層剩余油儲量，t；A為單井控制含油面積，km2；h為小層有效厚度，m；φ為單井單層有效孔隙度，%；So為含油飽和度，%；ρo為地面脫氣原油密度，t/m3；Boi為地面原油體積系數，1。

則小層剩余油儲量為：

式中：N為小層剩余油儲量，t；n為井點數量，口。

區塊剩余油儲量就等于各小層剩余油儲量之和。

1.1 單井單層剩余油儲量確定

h、φ及So，均可以通過解釋數據庫提取；ρo、Boi，同一油藏取值相同，通過測量容易確定；A與區塊井點的疏密程度有關，在井點密集的地方A小，而在井點稀疏的地方A大。關于A的確定，于潤濤等[10]提出利用三角網法確定，羅銀富等[11]提出從穩態滲流方程出發，通過推導直接確定油井單井控制儲量。根據油田開發實際，提出利用2條原則確定A：①油井走中點，水井走邊；②將相邊界連線所劃分的區域連接起來。以圖1中的單井Y為例，陰影部分就是Y井的單井控制含油面積AY。AY的形狀是任意多邊形，由不同沉積相(相Ⅰ、相Ⅱ、相Ⅲ)的面積AⅠ、AⅡ、AⅢ組成：

AY=AⅠ+AⅡ+AⅢ

(3)

那么單井Y的小層剩余油儲量為：

NY=NⅠ+NⅡ+NⅢ

由于ρoⅠ/BoiⅠ、ρoⅡ/BoiⅡ、ρoⅢ/BoiⅢ在同一油藏，取值相同，因此式(4)可簡化為：

圖1 單井控制面積示意圖

1.2 參數確定

計算NⅠ所用的φⅠ、SoⅠ、hⅠ采用Y井的參數。計算NⅡ所用的φⅡ、SoⅡ、hⅡ應采用AⅡ的中心點——虛擬井點Y1的參數(見圖1)。Y1井參數取值應遵循3個原則：①取同相鄰井；②考慮砂體聯通；③井點最近原則。與Y1井相鄰的井有X1井、X2井、X3井、X4井、X5井等，依據上述3條原則，Y1井取井點X2的參數。同理，計算NⅢ時，采用井點X5的參數。

AⅠ、AⅡ、AⅢ都是不規則形狀，可以采用三角網格法[12,13]計算任意面積，即把區域的邊界曲線離散成多邊形，然后每條邊與原點組成三角形，求得矢量面積相加。

2 應用實例分析

2.1 Y區塊概況

圖2 Y區塊P3層沉積微相平面圖

研究區Y區塊位于大慶長垣南部，于1971年投入開發，到2007年加密調整前，綜合含水率上升到81.05%。精細油藏描述研究表明，Y區塊P3層的沉積環境為三角洲內前緣相，主要發育水下分流河道、分流河道、河道間主體薄層砂、河道間非主體薄層砂、濱淺湖，油層非均質性嚴重(見圖2)，主要表現為垂向上不同油層差異較大，砂體發育、儲層物性及隔層變化較大；平面上受沉積環境及構造影響，外前緣相滲透率方向性不明顯，而河道砂方向性明顯，直接影響水驅油方向及均勻性，致使剩余油分布較為復雜。應用基于沉積微相小層剩余油儲量計算方法，確定了剩余油分布規律，指導了區塊加密調整。

2.2 基于沉積單元的剩余油儲量計算

采用基于沉積微相小層的剩余油儲量計算方法設計的儲量精細計算軟件，對Y區塊P3層的剩余油地質儲量進行計算。共整理了178口油、水井的數據，經過軟件的數據處理功能生成小層數據庫，采用數據庫中各井目前的So及φ，由任意多邊形面積計算方法得到A，從而進行N的計算。

1)計算單元劃分 Y區塊P3層按儲量精細計算要求，將砂體類型合并劃分為表內砂體和表外砂體。其中，對表內砂體細分為河道砂體和非河道砂體；對表外砂體細分為Ⅰ類表外砂體和Ⅱ類表外砂體。河道砂體和非河道砂體又按h可進一步劃分為5種類型：≥4.0m，2.0～4.0m，1.0～2.0m，1.0～0.4m，≤0.4m。對Ⅰ類表外砂體和Ⅱ類表外砂體可進一步劃分為漸變和獨立2種砂體類型。按照河道薄層、河道厚層、非河道薄層砂和非河道厚層砂，獨立一類、獨立二類、漸變一類、漸變二類等類型，將單井的砂體厚度進行劈分。其中薄層、厚層的劃分標準：厚層h≥0.5m，薄層h≤0.4m。Y區塊基本不會出現兩位小數的分層數據。

2)建立井網 目前應用最廣泛的建立井網方法分別是分割歸并法[14]和井網生長法[15]。該次計算采用井網生長法，其基本思路是，先找出相對位置最近的兩點連接成一條直線，然后按照Delauny井網判別法找出第3個連接點，依據該原則繼續將全部區域內的點連接起來形成井網，再用沉積相帶線和斷層邊界控制不同沉積相的含油面積，最后采用三角網格法[16,17]計算任意面積，即把區域的邊界曲線離散成多變形，然后每條邊與原點組成三角形，求得三角矢量面積相加。

3)數據處理 在進行地質儲量精細計算之前，需要先將各項數據庫資料進行整理，處理成儲量精細計算軟件可識別的標準格式，如，將井信息數據庫和區塊邊界文件按照要求導出為*.dbf格式文件(圖3)。

4)地質儲量計算結果 根據容積法計算儲量和確定任意形狀面積原理，編制了任意面積儲量計算軟件，該軟件在Windows XP、Windows 2003、Windows 2007環境下，采用C++開發，界面如圖4所示。運行儲量精細計算軟件，導入數據和邊界等信息，軟件先計算出單井控制面積，然后采用容積法計算出單井地質儲量，經過累加得到該區塊的小層剩余油地質儲量。

圖3 井信息數據庫 圖4 儲量計算軟件界面

該次研究所需計算的P3層剩余油儲量計算統計結果見表1、2。最終計算得到研究區內河道的N為172.336×104t，非河道的N為11.902×104t。

表1 純油區河道砂體儲量計算結果表

表2 純油區非河道砂體儲量計算結果表

2.3 儲量分析

根據單井剩余油儲量計算結果繪制剩余油分布圖(圖5)，從圖5上可以看出，Y區塊P3層剩余油主要呈條帶狀和點狀分布，分布在斷層、廢棄河道附近，河道邊部及內部物性突變帶。具體可分為3種類型。

1)砂體構型控制型剩余油 P3層為近岸水下分流河道，研究區密閉取心井P3層的單元夾層傾角為0～3°，垂向夾層間隔23～48cm，受河道內部近水平夾層控制，剩余油分布于河道中上部。

2)河道邊部型剩余油 在河道邊部，因河道砂體側向變為河道間泥巖而尖滅，當鉆井距河道砂體尖滅線幾十米、甚至數百米時，在河道砂體尖滅線與井之間，可形成豐富的剩余油。

3)差油層型剩余油 由于儲層厚度小、物性差，P3層的表外砂巖厚度1.5m，一類砂巖厚度0.4m，有效厚度0.3m，孔隙度21.6%，滲透率194mD，且位于井的分流線上，動用差，形成差油層型剩余油。

斷層附近注采關系不完善，且上升盤斷層附近一般構造較高，注入水不易在重力作用下形成水淹[18]。根據研究成果，在剩余油富集區加密完鉆新井11口(見圖6)。

圖5 Y區塊P3層剩余油分布圖 圖6 Y區塊P3層沉積微相及加密井位圖

井號單井有效厚度/m日產液/m3日產油/t含水率/%J11.718.04.774.0J25.132.06.878.9J33.225.07.86.8J44.218.07.956.1J52.080.06.292.3J63.351.012.874.9J74.838.028.525.0J84.935.06.38.0J93.041.027.233.8J105.130.014.751.0J112.47.06.515.0平均值3.634.111.865.5

投產情況如表3所示，平均單井有效厚度3.6m，投產初期日產液34.1t，日產油11.8t，綜合含水率65.5%。其中，含水率小于50%的井有5口，主要位于上升盤斷層附近；含水率50%～90%的井有5口，主要位于分流河道附近和河道邊部或變差帶，由分流河道遮擋和物性突變控制。投產結果表明，基于沉積微相小層剩余油儲量計算方法計算的剩余油分布狀況與實際地質分析結果和生產實際相符合。

3 結論

1)基于沉積微相小層剩余油儲量計算方法，精確確定單井控制面積，實現定量計算單井單層剩余油儲量，使剩余油儲量計算更加合理。

2)基于沉積微相小層剩余油儲量計算方法，利用油田開發靜態數據庫資料，可以計算出單井不同類型砂體地質儲量，實現了對沉積單元和不同沉積相分別進行剩余油儲量精細計算的要求。

3)通過實例計算和儲量分析，在剩余油富集區設計并完鉆加密井11口，平均單井有效厚度3.6m，投產初期平均日產液34.1t、日產油11.8t、綜合含水率65.5%。