潿洲11-1油田角尾組可動水分布研究

魏 峰

潿洲11-1油田角尾組可動水分布研究

魏 峰

（中海石油（中國）有限公司海南分公司，海南 海口 570312）

潿洲11-1油田角尾組縱向上儲層物性差異大，下部為物性較好、電阻率較高的高阻油層，上部為物性相對較差、電阻率較低的低阻層。低阻層含油飽和度低，含有可動水，生產井初期含水30%以上。為實現對油藏原始可動水精確表征，從而研究剩余油分布，為油藏下步挖潛指示方向，在文獻調研基礎上，利用J函數建立含水飽和度模型，同時利用巖心回歸公式、經驗公式和J函數三種方法計算油藏束縛水飽和度，在與巖心分析束縛水飽和度進行對比基礎上，選取J函數計算束縛水模型，進而建立油藏可動水飽和度模型。利用可動水模型開展油藏數值模擬，實現了單井及油藏生產數據的高精度擬合，表明該方法計算的可動水飽和度具有較好的可靠性。

角尾組油藏； 可動水模型； 束縛水飽和度； J函數

潿洲11-1油田角尾組低阻層含有原始可動水，含水上升規律較復雜，數模擬合難度大。本文以角尾組為例，利用J函數法建立原始含水飽和度模型和束縛水飽和度模型，進而根據建立的可動水模型開展數值模擬，生產井擬合效果好，表明建立的可動水模型準確可靠。此方法對具有原始可動水的油藏具有一定借鑒意義。

1 油藏概況

潿洲11-1油田構造位于北部灣盆地潿西南凹陷，該油田的主要含油層系為古近系流沙港組三段和新近系角尾組二段，其中角尾組二段為一低幅斷隆構造，地層埋深1 025～1 105 m，厚度約80 m。角尾組油藏為邊底水油藏[1]，原油粘度較大（34～132 mPa·s），縱向上儲層物性差異較大，發育高阻層（J2Ⅰ-2）和低阻層（J2Ⅰ-1）兩套油層，其中高阻層巖性為細砂巖，孔隙度為26.3%～39.5%。滲透率為1 649.3～3 000 mD，平均2 338 mD，屬高孔特高孔、特高滲儲層，含油時電阻率較高（>10 Ω·m），產能70～320 m3/(MPa·d)。低阻層位于高阻層之上，為一套反旋回泥質粉砂-細砂巖，孔隙度為22.9%～29.8%，滲透率86.9～692.7 mD，平均473 mD，屬高孔、中高滲儲層，油層電阻率總體較低（2～4 Ω·m），產能10～60 m3/(MPa·d)[2-3]。

潿洲11-1油田于2009年11月水平井開發投產，截至目前，平均單井累產油10.5×104m3，最高單井累產36.5×104m3，采出程度17.7%，綜合含水90.8%。油藏開發處于中后期，生產上需要研究油田剩余油分布，為下一步挖潛提供指導。由于對低阻層原始可動水分布認識不清，含水上升規律復雜[4]，數值模擬難度大，亟需建立油藏可動水模型，提高剩余油刻畫精度。

2 油藏原始含水飽和度模型

原始飽和度是油藏的重要數據，獲取方法較多[5]，最準確的獲取方法是鉆井密閉取心法，生產中一般利用測井曲線計算獲得。角尾組物性好，浮力是油氣運移的主要驅動力，儲層內流體分布狀況就是浮力與毛管壓力達到相對平衡的結果[5-6]。因次可用浮力與毛管里平衡遠離來計算含水飽和度。計算原始含水飽和度時應考慮函數、自由水高度、壓汞毛管力和油藏毛管力的轉化、最大進汞飽和度等參數及方程的求取。函數計算油藏原始含水飽和度步驟如下：

1）收集研究區多條壓汞曲線，對每一條曲線進行歸一化，把飽和度化為0～1范圍。

2）計算曲線中每一點函數值。

3）對(S) -S進行回歸， 得到油藏函數（圖1）。

4）讀取函數門檻值，計算毛管壓力，轉化成油藏條件下毛管力。根據毛管力與浮力平衡，計算自由水面高度。

5）油藏條件下每一點浮力、孔滲已知，計算(S)、計算S。

6）利用壓汞曲線樣品分析數據回歸得到S（圖2）。

7）反歸一化計算得到S。

該方法可以計算單塊樣品含水飽和度，也可計算單井、模型的含水飽和度。圖3為A20P1井計算結果，Sw_J為J函數計算的含水飽和度，與測井解釋的含水飽和度Sw比較，整體趨勢較為一致。在油水界面處Sw_J為1，之后隨著海拔升高含水飽和度減小，與實際油藏狀態更為相符。Sw_J對孔隙度更為敏感，物性變差，含水飽和度升高。利用J函數計算的含水飽和度模型含水飽和度在油水界面以下為1，在界面之上為儲層孔滲及海拔高度的函數（圖4）。

圖4 角尾組J函數計算含水飽和度模型

3 油藏束縛水飽和度模型

油藏束縛水飽和度是指在地層壓力條件下，孔隙內“不能流動的水”，其相對總孔隙度的體積比即為束縛水飽和度[8]。本次利用巖心回歸法、經驗公式法和函數法三種方法計算A20P1井的束縛水飽和度，并與巖心分析的束縛水飽和度對比，優選出適合該油藏的束縛水飽和度計算方法。

3.1 巖心回歸法

巖心回歸法是利用巖心分析的孔滲、束縛水飽和度數據進行相關性分析，選擇相關系數最高的關系式計算束縛水飽和度[9]。該油田儲層品質因子與束縛水飽和度相關性較好（圖5），回歸的公式可用來計算油藏束縛水飽和度。

3.2 經驗公式法

油藏束縛水飽和度主要與儲層巖石性質相關。通過調研油藏束縛水飽和度計算經驗公式[10]，利用該油田孔隙度和泥質含量2個物性參數計算束縛水飽和度。

3.3 J函數法

函數計算束縛水飽和度與計算含水飽和度相似，只是浮力代替為某一個毛管力值，高于該壓力控制的更小喉道控制的孔隙認為是束縛水孔隙[11]。在按照孔徑尺寸分類中，一般認為喉道直徑小于0.2μm的孔隙是束縛水孔隙[12]，對應的壓汞毛管壓力大于3.75 MPa，其中的水不能流動。

實際上最大束縛水孔隙直徑不應該具有一個統一值，不同孔喉結構的儲層束縛水喉道界限值應該有一定變化。研究中利用取心分析束縛水數據對毛管壓力進行試算分析，在毛管壓力為3.6 MPa時，計算的束縛水與分析值誤差最小，束縛水喉道直徑界限為0.21μm，與前人分類差異不大。利用該值對應的毛管力計算束縛水飽和度。

3.4 誤差對比

通過三種方法計算A20P1井的束縛水飽和度與巖心分析的束縛水飽和度結果對比，其中函數計算的束縛水飽和度絕對誤差最小（表1）。利用3種方法計算A20P1井束縛水飽和度（圖3），其中S是函數方法計算束縛水飽和度曲線，S是經驗公式計算結果，S是回歸公式計算結果，3種結果表明在低阻層2Ⅰ-1內，3種方法計算的束縛水飽和度差異不大，誤差在5%以內，但在底部物性較好的2Ⅰ-2細砂巖及泥巖內，結果差異較大。此處沒有巖心分析數據，但函數計算束縛水結果在0.1～0.15之間，與一般認識較一致，因此采用函數計算油藏束縛水飽和度。

表1 三種方法計算束縛水飽和度曲線及誤差表

利用函數建立的束縛水飽和度模型是儲層孔滲的函數，從建立的束縛水模型可以看出，儲層物性越好，束縛水飽和度越低（圖6）。

圖6 角尾組J函數計算束縛水含水飽和度模型

4 油藏可動水飽模型及應用

油藏原始可動水飽和度為原始含水飽和度與束縛水飽和度之差[13]。函數計算油藏含水飽和度和束縛水飽和度相減，即得油藏整體的可動水飽和度。

分析建立油藏可動水飽和度模型，儲層可動水飽和度呈“兩頭小、中間大”分布特征，物性較好的高阻油層內含水飽和度低，可動水飽和度低，致密層及泥巖段束縛水飽和度高，可動水飽和度較低；在物性中等的低阻層內可動水飽和度較高，一般范圍在20%～40%（圖7）。

在油藏可動水飽和度模型基礎上，采用定油量擬合法對單井歷史生產數據進行擬合，擬合效果較好，能擬合出初期含水及較大幅度的含水變化（圖8），為剩余油分布表征打下了堅實基礎。

圖7 角尾組可動水飽和度模型

圖8 A14H井生產數據擬合曲線圖

5 結論

通過函數能計算出含水飽和度和束縛水飽和度，進而得到可動水飽和度。利用角尾組油藏實際數據，建立的可動水飽和度模型與實際生產數據基本相符，在數模運用中能較好擬合出初始含水及含水變化。

本文中：

S—歸一化的進汞飽和度，小數；

S—進汞飽和度，小數；

S—最大壓力下不能被汞飽和的飽和度（1與最大進汞飽和度差值），小數；

Hgmax—最大進汞飽和度，小數；

Hg—進汞飽和度數據點值，小數；

cHg—進汞飽和度數據點值，MPa；

（S）—函數值，無因次；

Hg—潤濕角，（°）；

𝜎𝐻𝑔—汞界面張力，mN·m-1；

—滲透率，mD；

φ—孔隙度，小數；

、—回歸系數，無因次；

cwo—油藏條件毛管力，MPa；

𝜎—油藏條件界面張力，mN·m-1；

—油藏條件潤濕角，（°）；

𝜌—地層水密度，g·cm-3；

𝜌o—地層油密度，g·cm-3；

—重力加速度，9.8 m·s-2；

—油柱高度，m；

S—束縛水飽和度，小數；

V—泥質含量，小數；

、、—與巖性有關的經驗系數，取1.145，取0.25，取3.228。

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Study on Movable Water Distribution of Jiaowei Formationin Weizhou 11-1 Oilfield

（CNOOC Hainan Branch, Haikou Hainan 570312, China）

The reservoir physical properties of Jiaowei formation in Weizhou 11-1 Oilfield are quite different vertically. The lower part is a high-resistance oil layer with good physical properties and high resistivity, and the upper part is a low-resistance layer with relatively poor physical properties and low resistivity. The oil saturation of the low resistivity reservoir is low, containing movable water, while the initial water cut of production well is more than 30%. In order to accurately characterize the original movable water of the reservoir to study the distribution of remaining oil and indicate the direction for further exploiting the potential of the reservoir, J function was used to establish the water saturation model, and the core regression formula, empirical formula and J function were used to compute the irreducible water saturation of the reservoir. Based on the comparison with the irreducible water saturation of the core analysis data, the J function method was selected to calculate the irreducible water model, and then movable water saturation model of the reservoir was established. Reservoir numerical simulation was carried out by established model, the high precision fitting of single well and reservoir production data was realized, which proved that the movable water saturation calculated by this method hadhigh reliability.

Jiaowei formation reservoir; Movable water model; Irreducible water saturation; J function

2021-04-15

魏峰（1984-），男，油田開發高級工程師，碩士學位，2010年畢業于中國石油大學（北京）流體力學專業，主要從事油藏開發生產管理和研究工作，郵箱weifeng@cnooc.com.cn。

TE357

A

1004-0935（2021）10-1541-05