南海X 油田測試層產能評價指標分析及校正

夏 欣

（中國石油化工股份有限公司上海海洋油氣分公司勘探開發研究院，上海 200120）

在提交探明儲量階段，礦場上通常采用DST（鉆桿測試）折算日產油除以生產壓差計算采油指數，采油指數除以射孔厚度計算米采油指數。南海X 油田探井測試層產能評價時存在三方面問題：一是部分測試層在多個油嘴求產后計算采油指數差異大，采油指數選取時具有較大不確定性，個人主觀性較強。二是部分測試層段受井斜、部分射孔、鉆井污染影響，礦場計算方法未對上述影響因素校正，不能反映測試層的真實產能。三是6 個測試層中只有2 個測試層能夠通過流入動態曲線確定合理生產壓差；4 個測試層的流入動態曲線未出現明顯拐點，合理生產壓差難以確定。

本文應用表皮系數分解法計算出污染表皮、斜井擬表皮及部分射孔擬表皮[1-6]，通過三因素綜合校正得到油層真實采油指數；通過井斜及部分射孔校正得到油層真實米采油指數，從而實現對采油指數及米采油指數兩個產能指標的評價，形成的米采油指數校正圖版，為本區未測試層產能類比提供了依據。

本文根據污染表皮與生產壓差之間波動變化特點，推測地層出砂是造成該現象的原因。通過調研，南海西部油田群中孔中高滲儲層存在著出砂風險，部分井出砂嚴重[7]，根據測井資料進行了出砂可能性分析[8]。應用污染表皮與生產壓差曲線拐點法確定已出砂層臨界出砂壓差；應用出砂層臨界出砂壓差與儲層滲透率之間的關系圖，確定未出砂層臨界出砂壓差。上述方法聯合應用確定了南海X 油田所有測試層的臨界生產壓差。

本文較好地解決了南海X 油田探井測試層產能評價時存在的問題，對海上類似井型、儲層、測試工藝條件下探井測試層產能評價具有借鑒意義。

1 南海X 油田探井基礎數據

南海X 油田共包括X1、X2、X3、X4 共4 個斷塊6 口探井&評價井，其中5 口井為斜井。發現油層層位以古近系漸新統潿洲組潿三段為主，儲層物性以高孔中滲為主，孔隙度中值為25.0%，滲透率中值為177.0×10?3μm2。6 個測試層段基礎數據見表1。

表1 X 油田測試層段基礎數據Table 1 Basic data of test layers in X oilfield

2 表皮系數分解計算

2.1 斜井、部分射孔、流度變化、油藏形狀擬表皮計算

計算公式如下:

式中：S斜井為斜井擬表皮系數；S射孔為部分射開擬表皮；S流度為流度變化擬表皮；S形狀為油藏形狀擬表皮；rw為油井半徑，m；L為油層斜厚，m；h為油層垂厚，m； θ為井斜角，°；kh，kv分別為儲層水平滲透率、垂向滲透率，10?3μm2。Lp為油層射孔段斜厚，m；M為內區與外區流度比，λ=，為流度，10?3μm2/(mPa·s)；k內、k外分別為內、外區滲透率，10?3μm2；kx、ky分別為x、y軸方向滲透率，10?3μm2； μ內、 μ外分別為內、外區流體黏度，mPa·s ；rb為內區半徑，m；CA為油藏形狀系數。

本區未進行巖心垂向滲透率分析，因此kh/kv分別取值2、5、10，rw=0.11 m，根據式（1）和式（2）計算出4 個測試層斜井擬表皮（表2）。對比kh/kv分別為10、2 時，各層段計算斜井擬表皮差異介于14.7%～23.3%。因此在無巖心分析的情況下，權衡選用中間值kh/kv=5 條件下的擬表皮作為計算結果。

表2 斜井擬表皮計算結果Table 2 Calculation results of inclined well pseudo-skin

應用試井解釋方法，采用徑向復合模型擬合確定M和rb，rw=0.11 m，應用式（4）計算出各測試層的流度變化擬表皮系數。應用壓力恢復試井，雙對數曲線后期表現為矩形邊界或平行不滲透邊界特征，各測試層CA取值后，應用式（5）計算出各層S形狀介于0.94～2.46。

X 油田測試層的計算參數及擬表皮計算結果見表3。

表3 斜井、部分射孔、流度變化、油藏形狀擬表皮計算參數及結果Table 3 Inclined well, partial perforation, mobility change, reservoir shape pseudo skin calculation parameters and results

2.2 污染表皮計算

通過壓力恢復試井曲線擬合得到測試層的總表皮系數，污染表皮通過式（6）確定。

式中：S污染為污染表皮，通過式（6）計算得到不同油嘴下的污染表皮，各測試層污染表皮變化見圖1。

6 個測試層均表現出在小油嘴工作制度下的污染表皮較大，隨著二開求產放大油嘴，污染程度減輕，最大油嘴下的污染表皮介于1.23～4.33。隨著生產壓差逐步增大，污染表皮變化特點不盡相同，其中3 個測試層的污染表皮逐步減小，3 個測試層的污染表皮波動變化不大。

3 測試層產能評價指標計算

3.1 臨界生產壓差計算

對于埋藏較淺的高孔滲砂巖油藏，臨界生產壓差的確定需要同時考慮地飽壓差及出砂壓差。X2-1 井DST1 層、X2-1 井DST2 層、X3 井DST2 層隨著生產壓差增大，污染表皮系數呈現先下降后上升的特征。推測該現象的產生原因，膠結疏松地層在較大生產壓差下開始出砂，地層出砂后砂粒堵塞原油流動通道，井底形成附加滲流阻力，造成流體滲流阻力局部提升而引起生產壓差增加，一些細微顆粒不斷隨流體運移達到井筒[9-11]。根據DST 測試現場記錄，X2-1 井DST2 層在測試時觀察到少量出砂。X 油田所處海域研究成果也為本文的推論提供了佐證，南海西部海域某油田群存在著出砂問題，在73 口篩管防砂油井中，7 口井出砂嚴重[7]。

因此將X 油田各測試層的最小表皮系數對應的生產壓差作為臨界出砂壓差。X2-1 井DST1 層、X2-1井DST2 層及X3 井DST2 層臨界出砂壓差分別為2.24、1.57、2.78 MPa。

X 油田潿洲組潿三段砂巖膠結類型以接觸式膠結為主，成巖作用較弱，膠結強度低?？紫抖燃皾B透率越高，砂巖強度越低，油層越容易出砂。3 個出砂層滲透率與臨界出砂壓差之間均存在負相關關系（圖2）。

圖2 滲透率與臨界出砂壓差關系Fig.2 Relationship between permeability and critical sanding pressure difference

通過臨界出砂壓差與滲透率回歸關系式，計算得到未出砂層的臨界出砂壓差。通過生產壓差與表皮系數拐點法、臨界出砂壓差與滲透率關系式法結合，綜合確定X 油田潿洲組潿三段6 個測試層出砂壓差，并取臨界出砂壓差及地飽壓差中的低值作為臨界生產壓差，結果見表4。

表4 X 油田測試層臨界生產壓差結果Table 4 The results of critical production pressure difference of test layers in X oilfield

3.2 采油指數校正計算

通過污染表皮、部分射孔擬表皮、斜井擬表皮校正得到直井低污染、完全射孔狀態下的采油指數。流度變化表皮及油藏形狀表皮屬于油藏特征，不進行校正。

以擬穩態流公式為基礎，通過式（7），首先計算出表皮校正后的日產油，進而計算出校正后的采油指數，計算結果見表5。

表5 測試層校正后采油指數Table 5 Oil production index after correction of test layers

式中：Jo為采油指數，m3/d·MPa；Qo為地面日產油，m3/d；Pe為供給邊界壓力，MPa；Pwf為井底流壓，MPa； μo為地下原油黏度，mPa·s ；Bo為原油體積系數；re為供給邊界半徑，m。

3.3 米采油指數校正計算

3.3.1 直井米采油指數計算

礦場米采油指數Jom定義為DST 測試采油指數Jo與射孔厚度LP（斜厚）比值。通過對斜井擬表皮系數校正，計算得到的采油指數為直井采油指數Jov，直井采油指數除以測試層有效厚度，計算得到直井米采油指數Jovsm；經過部分射孔擬表皮系數校正后，計算得到直井完全射孔條件下米采油指數Jovpm；污染表皮系數校正后，得到直井、完全射孔及低污染條件下米采油指數Jovm。校正前后米采油指數對比見表6。

表6 測試層校正前后米采油指數對比Table 6 Comparison of specific oil production index before and after correction of test layers

3.3.2 直井、斜井條件下米采油指數換算公式建立

圖3 井斜角與直井米采油指數/礦場米采油指數關系Fig.3 Relationship between well deviation angle and vertical well specific production index

回歸公式為：

應用式（8）可以簡便地將不同井斜角下的Jom轉換為Jovsm。

3.3.3 部分射孔與完全射孔條件下米采油指數換算公式建立

在部分射孔條件下，采油指數/射孔厚度定義為Jom，完全射孔下的采油指數/油層有效厚度定義為Jovpm。

(Jovpm－Jom)/Jom與之間存在著負相關關系（圖4），回歸公式為：

圖4 射孔程度與（完全射孔米采油指數-礦場米采油指數）/礦場米采油指數關系Fig.4 Relationship between perforation degree and (difference between specific production index of completely perforated and field method) /field specific production index

應用式（9）將不同射孔程度下的Jom轉換為Jovpm。射孔程度高于82% 時，（Jovpm－Jom）/Jom為負值；射孔程度低于82%時，（Jovpm－Jom）/Jom為正值。

4 結論

（1）從污染表皮、井斜擬表皮及射孔擬表皮分解計算入手，評價多種產能影響因素對采油指數及米采油指數的影響，對采油指數及米采油指數實施校正，實現測試層精細產能評價。

（2）污染表皮與生產壓差關聯分析，推測本區部分測試層地層存在出砂現象。應用表皮系數與生產壓差關系圖版確定出砂層臨界出砂壓力；應用已出砂層臨界出砂壓力與滲透率關系圖，計算未出砂層臨界出砂壓力，兩種方法綜合應用確定出測試層臨界出砂壓差。

（3）應用校正直井米采油指數作為產能統一評價尺度，制作井斜角（垂厚/斜厚）與米采油指數增產倍數關系圖；制作射孔程度與米采油指數變化率關系圖，實現礦場米采油指數到直井校正米采油指數的快速轉換。

（4）本文研究方法不僅解決了本油田探井產能評價中存在的問題和難點，也為海上類似油田探井產能評價提供了借鑒。