海上復雜斷塊油田確定油水界面新方法

王 一，陳殿遠，李 標，陽中良，張 騫

（中海石油（中國）有限公司湛江分公司，廣東湛江 524057）

1 油田概況

B油田位于南海西部海域，為某大斷層控制下形成的斷鼻構造，平面上又被各小斷層分割成4個小斷塊（見圖1），每個小斷塊只有一口生產井在構造的高部位進行生產。B油田屬層狀邊水油藏，天然能量充足，各生產井自噴生產多年產量仍保持穩定，地層壓力下降緩慢，且有些井仍未見水（如B1井），由于這些井都未鉆遇油水界面，目前油水界面不清楚，使得各斷塊的儲量規模也沒能真正落實，針對這些情況，本文以滲流力學理論為基礎，提出了海上復雜斷塊油藏落實油水界面新的研究思路[1]。

圖1 B1井區數值模擬含油面積示意

2 油水界面理論推導研究

2.1 公式推導

首先，B油田B1井斷塊含油面積主要是由周圍的斷層邊界和構造下傾方向的流體邊界共同作用來控制，根據該特征，首先將它抽象為物理模型（見圖2）。

圖2 B1井區物理模型示意

其次，對于物理模型的研究，結合滲流力學鏡像反射原理[2-9]，將問題的求解轉化為無限大地層中一排生產井和一排注水井共同工作的問題（見圖3）。

圖3 B1井區數學模型示意

井排各井距相等為2a，各井產量相等為Q，油層厚度為h，滲透率為K，井排與供給邊緣距離為L。

接著，進行公式推導，根據勢的疊加原理，地層中任一點M（x，y）勢的計算公式：

式（1）最終化簡得出：

由于沿井軸方向最早見水，其滲流速度為：

同時結合式（2）和式（3），以及油水兩相滲流理論中的飽和度面移動方程，推導出生產井排和注水井排見水時間關系式：

最后，經過求解整理得出最終公式：

式中：a-井到斷層距離；h-油層厚度；Φ-孔隙度；Q-油井產量；rw-井半徑；T-油井見水時間；L-井到油水界面的距離-含水率對含水飽和度的導數。

在計算過程中，實際油井產量不會保持穩定，為減小該參數對公式結果的影響，可將式（5）轉化為求理論無水累產量。

表1 計算滲透率值參數表

2.2 公式校正

上述理論研究過程的假設條件為均質、無限大地層，但油藏的實際情況一般是非均質的，因此在理論推導公式基礎上，提出滲透率影響系數Ck用于公式校正，Ck校正理論為[8，9]：

Ck=非均質條件下的見水時間/均質條件下的見水時間公式（6）校正后為公式（7）。

非均質條件下的見水時間求解思路：例如B油田數值模擬中的地質模型為非均質模型，通過數模運算可直接得出該模型不同油水界面情況下的見水時間。

均質條件下的見水時間求解思路：主要是利用生產井實際的產能測試結果，并結合滲流力學理論。

式中：Q-地下產量；K-滲透率；B-油層寬度；h-油層厚度；L-油層長度；Pe-供給邊緣壓力；PW-井底壓力；μ-黏度；Re-供給半徑；RW-油井半徑；C1-單位換算系數；C2-單位換算系數。

根據上述公式，計算B油田B1井區滲透率值結果（見表1）。

利用單向穩定流產量公式計算滲透率值為1256mD、平面徑向流產量公式計算滲透率值為1 347 mD，與測井解釋滲透率1 352 mD較為接近，公式反算滲透率值有可靠性，因此均質性地質模型的滲透率可取范圍值的算術平均值為1 300 mD。

最后通過數模運算求出均質地質模型的見水時間，并最終求解出滲透率影響系數值Ck（見表2）。

表2 B1井區不同油水界面的Ck值

通過表2可知，滲透率對理論公式有影響，在同一油水界面下，非均質模型見水時間比均質模型要早些，因此不同的油水界面，滲透率影響系數Ck值也不一樣。

2.3 公式驗證

C油田為斷塊油田，構造情況（見圖4）與B油田比較類似，但C油田C1井區的油水界面已明確，且經過多年生產，目前已經見水，實際無水累產油量為2.32×104m3。

圖4 C1井區數值模擬含油面積示意

將理論公式參數（見表3），代入式（7）計算C油田理論無水累產量為2.28×104m3，與實際無水累產量2.32×104m3的誤差值為1.72%，誤差值小，表明本文推導理論公式具有一定可靠性。

表3 C油田理論公式參數

表4 B1井區不同油水界面的累產油量油水界面

3 礦產實際應用分析

以B油田B1井為例進行應用，該井所在小斷塊（見圖1）只有一口生產井生產，經過多年的無水采油期，于某年7月開始見水，此時無水累產油量為36.12×104m3。

理論公式（7）計算不同油水界面的無水累產油量（見表4），當油水界面為-1 920 m時理論無水累產油量36.17×104m3，與實際情況較為接近，通過理論結合實際可知B1井小斷塊實際的油水界面值約為-1 920 m，同時根據實際生產動態分析，該結果是比較可靠的。

4 結論與認識

（1）通過滲流力學理論推導的油水界面公式可以便捷算出無水累產油、理論見水時間；

（2）海上小斷塊油田，生產井數少，且平臺規模小作業能力有限，使得生產井獲取資料少，資料不齊全，本文理論方法可有效輔助研究類似油田油水界面研究、落實儲量規模。