缝洞型碳酸盐岩油藏饱和压力的计算及其应用

第一作者简介： 陈利新（1978-），男，2004年毕业于中国石油大学( 北京) , 获理学硕士学位，高级工程师，从事碳酸盐岩勘探开发一体化研究工作。 联系电话：[1**********]

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缝洞型碳酸盐岩油藏饱和压力的计算及其应用

陈利新1，孙银行2，秦玉萍1，王连山2，杨小华1，吴宝昌2

（1. 中国石油 塔里木油田分公司 塔北勘探开发项目经理部，新疆 库尔勒841000；

2. 恒泰艾普石油天然气技术服务股份有限公司，北京100084）

摘要：缝洞型油藏是一种复杂的特殊油藏，流体性质多变，缝洞单元之间的原油饱和压力差异较大。本文利用已取PVT 资料井的原始溶解气油比、饱和压力等资料，回归该区块求取饱和压力的经验公式，计算原油饱和压力，经验证其准确度要高于国内外已有公式。利用求得的饱和压力和测压资料，判断油藏是否进入溶解气驱阶段并制定提前注水替油应对措施，为下步开发生产奠定了良好的基础。 关键词：缝洞型油藏；气油比；饱和压力；溶解气驱

Calculation method of saturation pressure for fractured-vuggy

carbonate reservoirs and its application

Li-xin Chen 1, Yin-hang Sun 2, Yu-ping Qin 1, Lian-shan Wang 2, Xiao-hua Yang 1, Bao-chang Wu 2

(1.Tabei Project Department of Exploration and Development, Tarim Oilfield Company, PetroChina, Korla 841000,China; 2.LandOcean Energy Services Co.,Ltd.Beijing 100084)

Abstract The fractured-vuggy carbonate reservoir is a complex reservoir, its fluid properties changed greatly, saturation pressures of fracture-vuggy units are larger differences. This paper use wells which have taken the data of PVT , such as initial solution gas-oil ratio、saturated pressures, fitting the empirical formula of the saturation pressures, calculate the saturation pressure, its accuracy is higher than existing formula at home and abroad. Use the saturation pressure and pressure measurement data, judged reservoir in dissolved gas-drive reservoir and make responding measure, this laid a good foundation for the development of production.

Key words fractured-vuggy reservoirs; gas-oil ratio; saturation pressure; dissolved gas-drive 1 引言

原油饱和压力是反映油田特征和决定油田开发过程最重要的参数之一，其测算方法基本上有3种：（1）井下油层部位取样，实验室测定；（2）地面取样，模拟地层条件测定；（3）利用流体物性参数和有关资料拟合计算。

以上前两种方法都以花费油田成本和减少油田产量为代价，导致一部分油井都没有饱和压力资料，给油田开发分析研究工作带来许多不便。另外，由于油藏流体性质多变，地下取样、地面取样复配误差都较大，因而已投产井和部分待投产井不能用方法（1）、（2）测算原油饱和压力。为此，国内外很多石油工程师都试图利用实验室已获得的大量资料，寻求一种能求取饱和压力的间接方法，目前资料介绍的方法较多，但在验算过程中发现都不够理想，且对于不同的油田针对性较强。哈拉哈塘油田碳酸盐岩油藏属于典型的超深复杂缝洞型油藏，缝洞储集体在空间分布和发育上具有极强的非均质性，流体性质差异较大， 所以有必要结合哈拉哈塘油田的实际情况进行这方面的研究[1]。

2 拟合法计算原油饱和压力介绍

本文介绍的方法是用已取PVT 资料油井的气油比、地面原油密度和天然气相对密度做函数回归公式来计算饱和压力（表1），作出了相应的关系曲线（图1），发现它们之间变化规律明显，精度也较高[1]。

其计算公式如下：

P b =(

Rr O

A +b) r G

式中： P b ——饱和压力，MPa ；R ——气油比，m 3/m3；

r O ——地面原油密度，常压，20℃；r G ——天然气相对密度；

图1 哈拉哈塘油田饱和压力拟合散点图

根据哈拉哈塘油田实际PVT 数据回归的经验公式是（图1）：

R *r O /r G

Rr O

+7. 3817) r G

R *r O /r G >300时，P b =(0.0667∙

Rr O

+4. 953) r G

计算了哈拉哈塘油田142口投产井的饱和压力，由于原油性质、生产气油比差异较大，饱和压力也差异较大，由7.4MPa-49.8MPa （表2）。

表1哈拉哈塘油田气油比与饱和压力统计表（PVT 资料）

3 与其它计算原油饱和压力方法的比较 （1）Standing 相关式

早在1947年，Standing 就利用加利福尼亚油藏22种烃系统实验测得的105个饱和压力数据，提出了确定原油系统饱和压力图解关系。1981年，Standing 用以下数学形式表述了这一图解关系[2]：

P b =24. 746(

R S 0. 830. 001638T -1. 7688/r O

) 10-0. 176 r g

式中：P b ——饱和压力，MPa ；R S ——气油比，m 3/m3；

r O ——地面原油密度，常压，20℃；r G ——天然气相对密度；

T ——油层温度

（2）Mahmound E. Dokla等相关式

Mahmound E. Dokla 等对来自阿联酋油藏的51个油样进行了测量和线性回归，得出了预测原油饱和压力的经验公式[2]：

P b =57. 667r g

-1. 014090.107991

o

r

（1. 8T +492) -0.952584(

R S 0.724047

) 0.178

（3）三种计算方法的对比分析

表3三种不同方法计算结果对比表

根据4口井的实测饱和压力，对比本文方法、standing 和Mahmoungd 三种方法，本文方法计算饱和压力相对误差控制在1%-10%，平均相对误差只有4.4%，而standing 和Mahmoungd 两种方法平均相对误差都在20%以上，因此本文方法计算的原油饱和压力更符合油藏实际，能满足实际工作的需要。

4 准确判断油藏进入溶解气驱阶段并制定合理开发技术对策 （1）判断油藏是否进入溶解气驱阶段

热普3-5井计算所得饱和压力为39.3MPa ，该井2013年3月23日测流压值为34.3MPa ，油藏压力下降到饱和压力以下，原油在地层中脱气，气油比明显升高（图2）。热普3-5井钻井过程中放空5.4m ，为典型的洞穴型油藏，生产过程中无明显水侵特征，针对此类容易脱气、封闭性较好的洞穴型油藏，应准确判断其进入溶解气驱的时间，进行注水保持油藏能量，下面简称此类型注水为提前注水。

图2 热普3-5采油曲线

（2）提前注水研究

提前注水的作用主要有以下几点：一是可以补充能油藏能量，使油藏压力升高，抑制原油在地层中脱气；二是随着油藏压力的升高，溶解气油比逐渐增大，使地层中脱出的天然气重新溶解于原油中，同时注入水也可溶解部分天然气和二氧化碳，起到保存地层能量的作用

[3]

。

热普3-5井提前注水开井后，日产油11t/d，油压与注水前基本一致，注水前和注水焖

（3）注水效果分析及合理注水量的确定

井后两次测静压，静压仅升高2MPa ，注水效果较差，经分析原因是：地层原油经过一段时间的脱气后，油藏已形成气顶，通过计算地下气顶体积为1.7×104m 3，地下剩余原油体积16.1×104m 3，而首次累计注水量只有4408m 3，注水后油藏压力略微升高，此时地下天然气部分溶于地下原油和注入水，原油产生压缩较小，起到补充能量的作用不大（图3）。

×10m

43

×10m

43

×10m

43

0.44×10m

弹性驱

溶解气驱

注水后焖井

43

图3热普3-5提前注水模式图

通过热普3-5的提前注水试验，总结出以下经验：首次注水时注水要适量，验证油藏注水可行性，如果注水效果较好，可以根据该井具体情况和理论注水量调整其注水量，达到想要的注水效果。

理论注水量的确定：

（1）对未见水、地层原油未脱气且封闭性较好的洞穴型储层，首次注水量应小于所产原油的地下体积（水的可压缩性较小，忽略其体积系数）：

W i

通过分析得出，累计注水量W i 与油藏压力的升高存在以下线性关系：

W i =（N -N p ）B o C ot ∆P

其中：W i ——注水量m 3； N ——地质储量m 3；

N p ——地面累积产油量m 3；B o ——地层压力下原油体积系数；

C ot ——总压缩系数1/MPa；∆P ——总压降MPa ；

通过上式我们可以根据实际生产情况和需要确定注水量W i ；

（2）对未见水、地层原油已脱气且封闭性较好的洞穴型储层，首次注水量应大于地下天然气体积且小于地下天然气体积加所产原油的地下体积：

V g

气体的地下体积通过下式计算：

V g =NB oi -（N -N p ）B o

其中：W i ——注水量m 3；V g ——地下天然气体积m 3；

如果油藏压力升高到饱和压力以上，注水量用地层原油未脱气情形中的公式确定。 5 认识和结论

（1）本文方法求取原油饱和压力简单易行、准确度较高，为下步油藏研究、开发生产奠定了基础；

（2）针对地层脱气现象，提出了提前注水措施，它们一方面可以弥补地层能量损失，促使地层压力恢复，抑制原油在地层中脱气；另一方面还能够使地层中脱出的气重新溶解于原油和注入水中，有效改善流度比，扩大波及体积，进而大幅度提高油藏最终采收率。

（3）理论注水量的确定，为油田合理注水替油开发奠定了基础，规避了注水过程中存在的一系列风险。 参考文献

[1] 伊向艺. 计算法预测地层原油饱和压力的方法探讨. 新疆石油学院学报，1997,9(1):19-23.

[2] 郑俊德，孙智，孙品月. 萨中地区萨葡高油层原油饱和压力相关式的确定. 石油勘探开发，1997,25(1):57-62. [3] 范泓澈，黄志龙，袁剑等. 高温高压条件下甲烷和二氧化碳溶解度试验. 中国石油大学学报，2011，35(2):6-11. [4] 李江龙，张宏方. 物质平衡方法在缝洞型碳酸盐岩油藏能量评价中的应用. 石油与天然气地质,2009,30(6):773-785. [5] 李新波，张涛，李霞等. 高含蜡自喷井的清防蜡与管理，2012,04,50-51.

[6] 宋宏伟，张智，任文博. 缝洞型碳酸盐岩油藏物质平衡法计算储量探讨. 天然气勘探与开发，2012，35(1):32-35. [7] 马立平，李允. 缝洞型油藏物质平衡方程计算方法研究. 西南石油大学学报，2007,29(5):67-68. [8] 雷广发. 高饱和压力油藏开发方式的研究. 渤海大学学报(自然科学版) ，2011,32(1):84-86.

[9] 曹建，陈勇，陈琛，罗刚. 利用不稳定试井资料求取饱和压力. 新疆石油地质，2011，32(4)：424-425. [10]王玉英，王江. 流压低于饱和压力时油井开采制度. 油气天地面工程，2006,25(2)：19-23. [11]鄢斌，张虎俊. 确定溶解气驱油藏地层压力的简便方法. 油气井测试，1997,6(4):30-33. [12]张数球. 确定未饱和油藏饱和压力的一种简易方法. 天然气工业，1994,14(3):50-53. [13]刘杨. 溶解气驱油藏提高采收率方法实验. 大庆石油学院学报，2008,32(2)：32-35.

[14]任彩琴. 塔河油田碳酸盐岩油藏油井合理工作制度确定方法. 石油钻采工艺，2008,30(4):79-83.