油藏综合评价

第三章油藏综合评价
第一节油藏评价概述
油藏评价的目的主要是对油藏的油藏概况、地质特点、油层分布、储层物性、流体物性、温度压力系统、油藏储量等方面进行全面分析评价,搞清楚油藏的基本特征,为油田开发方案设计、油田开发策略的制定等方面做好基础工作。一般油藏评价从以下几个方面分析。
一、油藏概况
主要包括油田区域、地理位置、面积、油藏类型等。
二、油藏地质
沉积特征:沉积类型、分布、年代
构造特征:断层分布、断层类型、走向、倾角、遮挡作用
储层特征:空隙度及分布特点,渗透率及分布特点,饱和度及分布特点,分选系数、粒度、粒径,矿物成份。微相分布及特点
三、流体物性
原油物性:类型、黏度(地下、地面、50℃)、密度、含蜡量、胶质沥青含量
地层水性质:水分析资料、矿化度、密度
天然气性质:黏度、密度、压缩系数
四、油藏压力温度系统评价
油藏压力系统评价:原始地层压力、饱和压力、压力系数,地层压力变化情况(开发初期到分析截止时间)、生产压差
温度系统评价:地层温度、温度分布
五、油藏非均质性研究
主要研究渗透率分布规律,通过取芯井渗透率数据分析、分层渗透率数据分析可以得到。另外研究宏观非均质性和微观非均质性
第二节油藏评价实例分析
本节主要介绍在项目研究过程中所研究的具体油田,以大港油田分公司港西开发区三区二断块为实例介绍油藏评价的具体内容和研究方法。
一、油藏概况
港西三区二断块是黄骅凹陷中部北大港构造带凸起基底上由上第三系组成的一个断块背斜构造。区域内构造相对简单。该断块含油面积3.4平方公里,油藏埋深612.4-1360.8米,油层平均厚度11.8米,地质储量846万吨。含油层位为明二、明三和馆一组三套油层,主力油层为明二、明三。
港西三区二断块油藏具有严重的非均质性、油层跨度大、原油物性差、储层物性好的特征。自1970年投入开发,1973年3月开始注水,1977年进行全面调整,1991年12月开展了注聚合物试验。先后进行过分注合采、轮采、堵水调剖、冲砂、提液等增产措施,油田开发取得了较好的开发效果。近些年,随着开采时间延伸,油藏的全面见水,加之自身的油藏特性及开采工艺技术适应性差,油藏层间矛盾加剧,开发效果不是很理想。
二、油藏地质特征
港西三区二断块是位于港西开发区中部,北、东、南三面为断层遮挡,向西敞开的一个地垒块。平面上断层分布较多,是一个较复杂的断块油藏。
该断块从上至下主要分布着明二、明三和馆一组三套油层,明一和馆二在局部也有零星分布,主力油层为明三的2、3、4小层。西部油层主要为明三油组,东部明二、馆一较发育。
三、储层与流体性质
1、储层物性
三区二断块油藏储层是粒度中值为0.13mm、分选系数为2的层状粉沙岩。油层物性好,孔隙度和渗透率较高。孔隙度在23%-36%之间,平均孔隙度为31%;空气渗透率1.264μm2,有效渗透率为0.412μm2。束缚水饱和度0.302。胶结类型为孔隙胶结,胶结物含量21.13%,其中碳酸岩含量7.49%,粘土含量13.64%。
2、流体性质
1)原油物性
断块地层油密度0.876吨/米3,粘度19.1mPa·s;地面原油密度0.926吨/米3,粘度89.1mPa·s。原油体积系数为1.081。含蜡量8.35%,含硫量0.177%,胶质+沥青含量14.89%。凝固点-13.4℃,初馏点181℃。原始油气比31.3米3/吨。
拓跋氏2)地层水性质
地层水总矿化度12071mg/l,产出水矿化度7512mg/l,水型为NaHCO3,钾钠离子含量3584mg/l,钙镁离子含量50mg/l。地层水粘度0.53mPa·s。
四、油藏温度压力系统评价
1、压力系统
油气藏的压力系统,是油气藏评价中的重要内容。对于每口探井和评价井(evaluation well),必须不失时机地准确确定该井的原始地层压力,绘制压力与埋深的关系图,以便用于判断油气藏的原始产状和分布类型,并用于确定储量参数和储量计算。
对于一个具有天然气顶和边水(edge water)的油藏,
在原始地层条件下,储层中的流体,将按其密度的大小,
形成纵向的流体分布剖面图。在图2-1上绘出了一个具
有边水油藏的剖面图,并在其含油水剖面上打探井5口。
其中的3口探井打在含油部分;1口探井打在油水界面
上;另一口探井打在含水部分。由这7口探井所测原始
地层压力与中部深度绘成的压力梯度图,见图2-1右侧
部分。由压力梯度可以看出,含油部分与含水部分的压
力点,分别形成斜率不同的两条直线。而两条直线的交
点处深度,即为地层油水界面的位置。
对于任何具有气顶和边底水的油藏,或具有边底水
的气藏,不同部位探井的原始地层压力与埋深的关系,
可表示如下:
图2-1 油藏剖面与压力梯度图
P i=a+G D D
(2-1)
式中P i —原始地层压力,MPa;
a —关闭后的井口静压,MPa;
G D —井筒内静止液体压力梯度,MPa /m;
D —埋深,m。
井筒内的液体静止梯度,由下式表示:
G D =d P i /dD=0.01ρ(2-2)
式中  ρ—井筒内的静止液体密度,g/cm 3;
G D —压力梯度,MPa /m 。
由(2-2)式可以看出,压力梯度与地下流体密度成正
比,即液体密度小的气顶部分,比液体密度大的含油部分
或边水部分,具有较小的压力梯度,而且压力梯度乘以100
即为地层液体密度。因此,可以通过压力梯度的大小判断
第四纪冰川地层液体类型,并确定地层的液体密度。同时,代表不同
地层液体直线的交点处,即为地层流体的界面位置。在图
2-2上绘出我国涠洲10-3油田的压力梯度图。从图2-2可
以看出,由压力梯度图的直线交汇法,所得到的油气和油
水界面的位置具有实际意义。
应当指出,原始静压数据,可以利用DST (Drill Stem
Tester )、RFT (Repeat Formation Tester )或MFDT (Modular
Formation Dynamics Tester )等工具测得。
对于一个具有多层油水系统的油田,由
于不同层位的边底水矿化度比较接近,地层
水的密度也基本相同,因而,各油层可以形成统一的静水压力梯度(hydrostatic gradient)线,并用于确定不同层位的油水界面位置。含油部分的压力梯度线,若偏离静水压力梯度线愈大,即两直线的夹角愈大,则表明油藏的含油高度愈大。油藏不同位置的压力系统(原始地层压力与静水压力之比),由下式表示: ⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫  ⎝⎛-+==D D D p p owc w o w ws i o ρρρη1                      (2-3)
式中 o η—压力系数;
i P  —原始地层压力,MPa ;
p ws —静水柱压力,MPa ;
w ρ—地层水的密度,g/cm 3;
o ρ—地层原油密度,g/cm 3;
D owc —油水界面的深度,m ;
D —探井打开油层的深度,m 。
由(2-3)式看出,油藏不同部位探井的压力系数各不相同。顶部高,翼部低,当D= D owc 时o η=1,即油水界面位置的压力系数等于1.0。
当已确定探井的压力系数之后,由(2-3)式改写的下式可以预测油水界面的位置:
重奖()⎥⎦⎤⎢⎣
⎡--+=o w w o owc D D ρρρη11                                  (2-4) 当仅有一口探井打到含油部分,而未钻遇油水界面时,可由下式测算油水界面的位置: ()o w ws i owc p p D D ρρ--+=100                                  (2-5)
当一口探井打在含油部分,另一口探井打在含水部分,两者均未实际钻遇油水界面时,可由下式测算油水界面的位置:
()()o w io iw o o w w owc p p D D D ρρρρ----=100                      (2-6)
图 2-2 涠洲10-3油田压力梯度图
式中  D w —打入含水部分水井的深度,m ;
D o —打入含油部分油井的深度,m ;
许远东P iw —水井的原始地层压力,MPa ;
P io —油井的原始地层压力,MPa ; 对港西三区二断块油田的17口井的测压资料,作出压力随深度的变化曲线,如图3-1:
由图3-1可以看出:油藏的压力系数为1.0左右,属正常压力系统。三区二断块油藏的原始地层压力10.65MPa ,饱和压力10.07MPa ,地饱压差0.58MPa 。
不同深度的压力计算公式为:
P i =0.005+D/100
2、温度系统
油气藏的温度系统,也是油气藏评价的重要内容。它既涉及到储层液体参数的确定,也是计算油气藏储量的重要参数。油气藏的温度系统,是指由不同探井所测静温与相应埋深的关系图,也可称为静温梯度图,如图2-3所示。
应当指出,油气藏的静温主要受地壳温度的控
制,而不受储层的岩性及其所含流体性质的影响。
因此,任何地区油气藏的静温梯度图,均为一条
静温随埋深变化的直线关系,并由下式表示:
T=A+BD              (2-7)
式中 T —油气藏不同埋深的静温,℃;
A —取决于地面的年平均常温,℃;
B —静温梯度,℃/m ;
D —埋深,m 。
实际资料表明,由于地壳温度受到构造断裂运
动及其岩浆活动的影响,因而,不同地区的静温梯
度有所不同。比如,我国东部地区各油气田的静温
梯度约为3.5℃~4.5℃/100m 。油气田的静温数据一
般在探井进行测井和测压时由附带的温度计测量。
根据N m 三油组6口井的高压物性资料统计,
原始地层温度可按下式计算:
T=0.0245H+27.53 图 2-3 油藏的静温梯度图
图3-1  断块压力系统曲线
无机材料学报1000
1020
1040
1060
1080
1100
1120
1140
1160
1180
120010.0
10.511.011.512.0压力 (MPa)
油藏深度 (m )
式中:T —地层温度,℃
H —油层中部深度,m
油层中部温度52.9℃。油藏温度梯度为2.45℃/100m 。
五、油藏非均质性分析
油藏的非均质程度对水驱油效率,开发的效果及开采效益有重要的影响,是认识油藏的基础,对我们
进行油藏评价和油田开发调整有重要的参考作用。为此,我们以港西三区二断块为实例给出了油藏的非均质性研究的方法及对开发效果的影响,主要包括宏观非均质性和微观非均质性。
1、宏观非均质性
根据三区二断块港122井和西2-8井水平渗透率在10-10000毫达西之间的812块岩样统计,按以下三种方法计算渗透率变异系数,计算结果表明,渗透率变异系数大,非均质性严重。
真水无香电影方法一:按统计学上的定义计算
式中:)(k V  ---渗透率变异系数
)(k E  ---平均渗透率
)(2k E  ---渗透率平均值的平方
)(2k E  ---渗透率平方的平均值 方法二:按Dykstra H. 方法计算
将岩样渗透率从大到小排队,把超过某一渗透率值的个数和超过该渗透率的渗透率之和分别分别计算其占岩样总数和全部岩样渗透率之和的百分数,然后将所得到的数值标绘在正态对数概率纸上,如图3-5所示:
式中:-k ---平均渗透率,即占
累计样品数为50.0%的渗透
δk  ---占累计样品数为
84.1%处的渗透率
方法三:劳伦兹曲线
将渗透率从大到小排队成一
序列,并与相应岩样块数的百分数
绘制成劳伦兹曲线。如图3-6所
示,十分明显对于完全均质的油
藏,该曲线是一条直线AC 。图中
弧线与直线包络的面积S o 越大,
表示非均质性愈严重,当包络面积
等于三角形ABC 面积(S )时,表28.1591.1296591.1296928.4435781)()()()(222=-=-=k E k E k E k V 744
.0820
210820)(=-=-=--k
k k k V σ
图3-5  断块渗透率正态对数概率分布曲线

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