海上復雜斷塊油藏動態連通性分析方法及應用—以潿洲A油田A2井區為例

陽中良，孟令強，王文濤，王 一，王彥利

（中海石油（中國）有限公司湛江分公司，廣東湛江 524057）

油藏連通性分析是油藏評價的重要內容，對油田開發調整意義重大。目前連通性主要包括靜態連通性和動態連通性。隨著油藏的不斷開發，儲層參數發生了很大變化，基于地質和物探的靜態連通性已經不能準確反映儲層性質，因此有必要加深油藏動態連通性的認識[1]。動態連通性分析方法主要包括試井、油藏數值模擬、示蹤劑測試、地球化學等方法[2-6]。但這些方法實施相對復雜，費用昂貴，且會影響油田的正常生產，尤其對海上復雜斷塊油藏適用性差。

潿洲A油田A2井區為復雜斷塊油藏，具有縱向多層、儲層非均質性強、連通性復雜等特點。該井區由于缺乏壓力、試井、示蹤劑等測試資料，導致儲層連通性分析困難，使剩余油分布難以刻畫。針對以上問題，本文將物質平衡方程與不穩定滲流理論相結合，提出了適合該類復雜斷塊油藏的動態連通性分析方法，并在A2井區進行了現場應用，取得了較好的應用效果，對類似復雜斷塊油藏具有很好推廣價值。

1 動態連通性分析方法

由于物質平衡法受地層壓力影響較大，而海上油田地層壓力測試資料有限。因此，本文提出應用物質平衡方程并結合生產動態數據歷史擬合進行單井動儲量、動用范圍、水體能量評價，并分析儲層連通性。

考慮邊水的物質平衡方程[7]，即：

式中：Cc－綜合壓縮系數，MPa-1；Rp－累計生產氣油比，m3/m3；Cg－天然氣壓縮系數，MPa-1。

邊水油藏水侵量可表示為：

其中：

式中：θ－水侵角度；μw－水黏度，mPa·s；Ct－總壓縮系數，MPa-1；ro－含油半徑，m；rD－無因次半徑；WeD－無因次水侵量。

在實際生產過程中，油井工作制度經常發生變化，導致流動規律也發生相應地變化，因此建立生產歷史擬合目標函數時應考慮產量遞減規律的變化，依據累計產量變化來劃分不同的遞減階段（見圖1）。從圖1中可知，累計產量出現四段不同遞減規律，因此產量利用遞減規律來約束：

圖1 累計產量變化圖

式中：j－遞減段數，j=1，2，……；qji－j段的初始產量；nj－j段的遞減指數；Dji－j段的初始遞減率。

在實際生產過程中，油井雖然不可能一直保持定產生產或定壓生產，但在某一短時間內可等效為既能定產生產，也能定壓生產。此時，基于不穩定滲流理論[8]，根據Duhamel疊加原理計算井底壓力的變化：

當t＜t1時，壓力波向外傳播，此時地層壓力為原始地層壓力，建立流壓函數：

當t＞t1時，此時地層壓力開始下降，由物質平衡方程控制地層壓力下降，此時流壓函數：

流壓擬合目標函數：

由于公式（1）中許多參數是地層壓力的函數關系，并且水侵量也是地層壓力的隱函數關系，不便于求解。因此，需將公式轉換為地層壓力與累計采出量之間的關系。首先，考慮到目標區塊為衰竭式開采，累計采出量可表示為：

式中：Gp-累計產氣量，108m3；rg-天然氣相對密度，無量綱；W-累計采出量，g。

其次，地層壓力與累計采出量關系為：

式中：j-生產時刻；p0-原始地層壓力，MPa；α-待定壓力降落系數。

將公式（1）改寫為：

建立物質平衡方程擬合目標函數：

聯立公式（6）與公式（12）既可獲得儲層物性參數，也可獲得單井控制儲量與水侵量的大小，具體過程（見圖 2）。

該方法具有下述優點：僅需生產動態數據，考慮產量遞減變化和水侵影響，可得出動儲量、動用范圍以及水體規模，從而分析儲層連通性。

圖2 動態連通性分析法計算流程

2 現場應用

2.1 油藏概況及存在問題

潿洲A油田A2井區為典型復雜斷塊油藏，為F2，FA和F2A三條較大斷層控制下形成的復雜獨立斷塊圈閉，地層呈北西-南東向展布，北西方向高，南東方向低。開發層位為W3Ⅲ油組～W3Ⅷ油組及W4I油組，其中主力油組為W3Ⅴ油組。W3Ⅴ油組原油探明地質儲量為67.68×104m3，原油控制地質儲量 16.47×104m3，原油預測地質儲量24.51×104m3。A2井區為辮狀河三角洲沉積，砂體展布范圍廣，主物源來自東北部，主力油組W3Ⅴ砂體分布穩定，但存在疊置現象。W3Ⅴ油組孔隙度為12.9%～17.8%，滲透率為3.2 mD～109.8 mD，為中孔中滲儲層。

目前A2井區開發井網為兩采（A1井和A2井），2008年投產，衰竭式開發。該區塊在生產過程中存在以下問題：W3Ⅴ油組砂體存在疊置現象，井間壓力系數相差大（相差0.1左右），連通性復雜。

2.2 連通性分析

利用動態連通性分析法的計算思路，輸入基本參數和生產動態數據，然后進行生產歷史擬合，擬合結果（見圖3～圖10），分析結果（見表1）。從分析結果看，A1井動儲量為64.16×104m3，水體規模較小，水體倍數約為12倍。A2井動儲量為55.61×104m3，水體規模較小，水體倍數約為14倍。

圖3 A1井產量和累計產量擬合曲線

圖4 A1井井底流壓擬合曲線

圖5 A1井物質平衡擬合曲線

圖6 A1井累計水侵生產曲線

圖7 A2井產量和累計產量擬合曲線

圖8 A2井流壓擬合曲線

圖9 A2井物質平衡擬合曲線

圖10 A2井累計水侵生產曲線

表1 潿洲A油田A2井區原油動用范圍分析結果表

從表1可知，A1井原油動用范圍與W3Ⅴ油組探明儲量范圍接近，說明A1井已經動用到A2井控制范圍，井間是連通的；A2井原油動用范圍較大，已經達到W3Ⅴ油組預測儲量范圍，說明A2井構造低部位具有儲量潛力。

2.3 油藏數值模擬法驗證

利用數值模擬法對上述研究成果進行驗證。在對A1井含水、壓力及氣油比進行擬合過程中發現，假如A1、A2井間儲層不連通，A1井的壓力及日產油擬合情況較差，出現物質不平衡現象；而兩井間儲層連通，A1井擬合程度較好。由此可見，上述研究成果是可行的，A1、A2井間儲層連通。

3 結論

（1）針對海上復雜斷塊油藏連通性復雜、資料匱乏的現狀，將物質平衡方程和不穩定滲流理論相結合，提出了動態連通性分析方法，該方法僅需利用生產動態資料便可得到動儲量、動用范圍及水體規模，進而分析儲層連通性。

（2）潿洲A油田A2井區的礦場應用表明，該方法科學合理、適用性強，對于類似海上復雜斷塊油藏，具有較好的推廣應用價值。