低渗透油田储层综合评价方法_杨正明

径 , m ;rw 为井筒半径 , m ;G 为启动压力梯度 , MPa /m ;E
为有效驱动因子 , 可以表示为
E
=1 -
G(Re Δp
rw )
(2)
从式(2)可以看出 , 有效驱动因子是一个低渗透储
层所特有的反映启动压力梯度与驱动压力梯度综合效
应的系数 , 其物理意义为在克服储层启动压力梯度后
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石 油 学 报
2006 年 第 27 卷
流体平均值小于 30 %。 可动流体比率与驱油效率间却存在很好的相关关
系 , 可动流体百分比值越大 , 驱油效率越高 。 这也说明 了可动流体比率比渗透率参数更能反映储层开发潜力 的大小 。 1. 3 启动压力梯度
由于低渗透储层孔道微细 , 流体在渗流过程中受 到固液作用的影响很大 , 呈现非达西渗流现象 , 其中启 动压力梯度是其主要特征 。
层的分类和评价流体的渗流能力是不准确的 。 1. 2 可动流体比率
可动流体比率是表征低渗透储层孔隙流体赋存特 征的一个重要参数 。 对于低渗透或特低 渗透储层而 言 , 由于孔隙微细 , 孔隙壁面比表面积大 , 展布在孔隙 壁面上的束缚流体含量很大 , 此时可动流体比率对储 层流体渗流性能的影响不容忽视 。 在我国低渗透油藏 开发实践中就存在因为可动流体比率很低而导致油田 开发效果不好的例子 , 如新疆小拐油田的开发[ 7] 。
1. 4 有效驱动因子
根据平面径向渗流理论 , 并考虑到低渗透储层
启动压力梯度 特征 , 导出 低渗 透储层 单井 产量 公式 为[ 8]
Q
=
0. 54287EK h Δp μB ln(Re /rw)
(1)
式中 Q 为 单井产 量 , m3 / d;K 为储 层渗 透率 , 10- 3 μm2 ;h 为储层厚度 , m ;Δp 为驱动压差 , MPa ;μ为原油 粘度 , mPa s ;B 为原油地层体积系数 ;Re 为井泄油半
图 3 大庆外围低渗透油田岩心可动流体与渗透率 和驱油效率的关系
Fig. 3 Relation of permeability and oil displacement efficiency with percentage of mobile fluid in Daqing peripheral low-permeability cores
第 2 期
杨正明等 :低渗透油田储层综合评价方法
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图 1 大庆外围 8 块不同渗透率岩样孔道半径和喉道半径的分布曲线 Fig . 1 Distribution curve of throat radius and pore radius for Daqing peripheral low-permeability cores
1 低渗透油田储层评价新参数
1. 1 喉道半径 喉道半径是表征低渗透储层岩心孔隙结构的重要
因素 , 它影响低渗透油田流体的渗流能力 。 喉道半径 越大 , 渗流阻力越小 , 储层流体的开发潜力越大 ;反之 , 如果喉道半径越小 , 流体的渗流阻力就越大 , 储层流体
的开发难度越大 。实验采用恒速压汞仪来测定低渗透 储层的喉道半径 。利用恒速压汞技术可以对多孔介质 的孔隙和喉道大小和数量进行直接测量 , 同时给出孔 隙中孔道和喉道的信息 , 这对于孔 、喉性质差别很大的 低渗透 、特低渗透储层尤其重要 。
基金项目 :中国石油天然气股份公司重点科技攻关项目(030151-2-1)成果 。 作者简介 :杨正明 , 男 , 1969 年 1 月生 , 1991 年毕业于石油大学(华东)开发系 , 2004 年获中国科学 院博士学位 , 现为 中国科学院渗 流流体力学研究 所
高级工程师 , 主要从事渗流理论 、低渗透油田开发和三次采油方面的研究工作 。 E-mail :yzm hxj @263. net
Abstract:T he ra te-co nt rolled mercury injectio n, nuclear mag netic resonance , por ous flo w theory of low-pe rmeability reserv oir a nd phy sical simulation were used to ev aluate the r ese rves of lo w-permeability rese rvoir s, taking throa t radius, percentage of mo bile fluid, start-up pr essure g radient and effectiv e driv e facto r as the evaluating indexes. T he co rre sponding hierarchical appraisal method and hiera rchica l dema rcatio n line were set up. A comprehensiv e method fo r evaluating the reserve s of low-permeability reserv oirs w as proposed. Fo r the new method , re ser voir's abundance , effective thickne ss and throa t r adius , as well as the pe rcentag e o f mo bile fluid, start-up pr essure g radient and effective driv e fac to r ar e taken as the evalua ting inde x. T his me tho d has been succe ssfully applied to the evaluation of low-per meability reserv oirs in Daqing pe riphe ral o ilfield. Key words:low-permeability oilfield ;rese rvoir ev aluatio n;evaluating pa rameter ;co mprehe nsiv e ev aluatio n me thod ;D aqing O ilfield
在目前探明的石油地质储量中 , 低渗透储量占了 很大的比例 。在对中 、高渗透储层进行评价时 , 常常用 渗透率 、孔隙度 、中值半径 、丰度和产能等几个重要参 数来表征[ 1-2] 。但对于低渗透储层 , 其渗透率低 , 原油 存在边界层 , 流动过程中存在非线性 、启动压力梯度 , 并受到液固界面影响[ 3-6] , 若沿用中 、高渗透储层的评 价方法 , 选取的评价参数不能完全反映低渗透储层的 本质特征 , 因此迫切需要补充新的低渗透油田储层评 价参数和建立新的储层评价方法 。
g为启动压力梯度mpam为有效驱动因子可以表示为从式2可以看出有效驱动因子是一个低渗透储层所特有的反映启动压力梯度与驱动压力梯度综合效应的系数其物理意义为在克服储层启动压力梯度后所剩余的用于有效驱油的压力比率它表征开发过程中低渗透储层驱动能量的大小
第 27 卷 第 2 期 2006 年 3 月
文章编号 :0253-2697(2006)02-0064-04
Comprehensive evaluation of reservoir in low-permeability oilfields
Yang Z hengming Z hang Ying zhi H ao M ingqiang Liu Xiangui Shan Wenwen
(I nstitute o f Porous Flow and F luid Mechanics , Chinese Academy of Sciences , Lang f ang 065007 , China)
图 4 为大庆外围低渗透储层启动压力梯度与渗透 率的关系 。 从图 4 可以看出 :当岩心渗透率大于 5 × 10- 3 μm2 时 , 启动压力梯度值相对较小 ;当渗透率从 5 ×10- 3 μm2 降到 1 ×10- 3 μm 2 时 , 启动压力梯度上升 幅度加大 ;当渗透率降到 1 ×10- 3 μm2 以下时 , 启动压 力梯度急剧上升 , 表示注采井间渗流阻力变大 , 储层更 加难以动用 。
石油学报
AC T A PET ROLEI SINICA
V ol. 27 N o. 2 M a r. 2006
低渗透油田储层综合评价方法
杨正明 张英芝 郝明强 刘先贵 单文文
(中国科学院渗流流体力学研究所 河北廊坊 065007)
摘要 :根据低渗透储层特点 , 利用恒速压汞 、核磁共振 、低 渗透渗流理论和物理模拟实验研究手段 , 将喉道半径 、可动流体百分数 、启 动压力梯度 、有效驱动因子 4 个参数作为低渗透油储量 的评价指标 , 建立了与之对应的分级评价 方法和分级 界限 。 同时以 丰度 、有 效厚度 、喉道半径 、可动流体比率 、启动压力梯度和有效 驱动因子 6 个参数作 为低渗透 油田储 量综合 评价指 标建立 了评价 新方法 。 该方法成功地应用于大庆油田外围低渗透储层评价 , 为低渗透储层的合理开发提供了理论依据 。 关键词 :低渗透油田 ;储层评价 ;评价参数 ;综合评价方法 ;大庆 油田 中图分类号 :T E311 文献标识码 :A
所剩余的用于有效驱油的压力比率 , 它表征开发过程
图 2 岩心喉道大小对渗透率贡 献关系曲线 Fig. 2 Relation of permeability with throat radius
f or low-permeability cores
用研制的低磁场核磁共振岩心分析仪 , 对大庆外 围特低渗透油层岩样进行了可动流体的测试 , 并进行 了水驱油实验 。 研究结果见图 3 。由图 3 可以看出 , 在渗透率小于 0. 01 μm2 时 , 可动流体比率与渗透率没 有很好的相关关系 。 部分渗透率较低的岩心可动流体 比率反而较高 ;反之亦然 。但总体而言 , 当渗透率小于
图 5 为大庆外围低渗透储层有效驱动因子与产量 和渗透率的关系曲线 。 由图 5 可以看出 , 当有效驱动因子较小时 , 由于用于克服启动压力梯度要消耗较大
图 4 大庆外围低渗透储层启动压力梯 度与渗透率的关系 Fig. 4 Relation of permeability with start-up pressure gradient in Daqing peripheral low-permeability reservoirs
图 1 是大庆外围 8 块低渗透岩样孔道半径和喉道 半径的分布曲线 。从图 1 可以看出 , 对不同渗透率级 别的岩心 , 其孔道大小及分布性质差别并不大 , 其差别 主要体现在喉道大小及分布上 。 它说明低渗透率 、特 低渗透率储层性质主要受喉道的控制 , 正是喉道大小 决定了储层流通性质的好坏 , 并进而影响开 发效果 。 图 2 为不同油区低渗透岩心孔道半径和喉道半径与渗 透率的关系 。从图 2 可以看出 :当渗透率相同时 , 油区 Ⅱ 岩心的孔道半径与油 区 Ⅰ 岩心的 孔道半径 相差不 大 , 而油区 Ⅱ 的喉 道半径 比油区 Ⅰ 的 喉道半径 要大 。 这表明 , 对于不同的油区 , 只用渗透率来进行低渗透储
1 ×10- 3 μm2 (超低渗透储层)时 , 可动流体平均值小于 20 %;当渗透率为(1 ～ 10)×10- 3 μm2 (特低渗透储层) 时 , 平 均可动 流体 比率为 30 %;当渗透 率大于 10 × 10- 3 μm2 (低渗 透储层)时 , 平均 可动 流体 比率 高于 40 %。总体上 , 平均可动流体比率随着岩心渗透率的 增大而变大 。 实验测试资料表明 :在相同的渗透率条件下 , 不同 的油区的平均可动流体比率也不一样 。当油区Ⅱ 渗透 率大于 0. 1 ×10- 3 μm 2 时 , 其可 动流 体 平均 值大 于 30 %;而当油区 Ⅰ 渗透率小于 5 ×10- 3 μm2 时 , 其可动