阿联酋阿布扎比近海油田利用测井数据进行渗透率估算

编译:姚胜林 (西安石油大学石油工程学院)

审校:王坤 (川庆钻探工程有限公司)

阿联酋阿布扎比近海油田利用测井数据进行渗透率估算

编译:姚胜林 (西安石油大学石油工程学院)

审校:王坤 (川庆钻探工程有限公司)

岩石渗透率是评价油藏的最主要参数之一,而且在许多方面,如油藏模拟、确定岩石类型等,也使用岩石渗透率。目前有许多方法 (如试井、MDT、岩心分析法等)可以用来测定和预测地层岩石渗透率。对于粒间孔隙类型的岩层 (不适用于非粒间孔隙岩石,如含有溶缝、溶洞、裂缝),岩石渗透率指标随着孔隙度的增大而有明显的增大;然而,它也非常依赖于岩石颗粒的表面积,从另一个角度看,束缚水饱和度又反映了岩石颗粒的表面积。因此,孔隙度与束缚水饱和度函数有助于对岩石绝对渗透率进行预测。在研究中,真实含水饱和度Sw被应用于这个函数中,因此,所获得的渗透率实际上是有效渗透率而非绝对渗透率。通过对阿布扎比近海油田进行油层物理法评估,可以注意到,应用包括含水饱和度、孔隙度和其他因子的函数,可以使裸眼井测井曲线估算的渗透率与实验室岩心样品测得的渗透率达到很好的拟合。通过对试井结果的对比和对整个油田已有数据的全面对比,函数特性得到了进一步的核实。本文主要目的是研究裸眼井测井数据解释与岩心样品渗透率测定之间的相互关系,并推导出一个经验公式,据此可以用测井数据来预测岩石渗透率。

渗透率 测井数据 公式估算对比拟合

1 重要性

测井曲线预测渗透率为基本储集层属性提供了一种评估方法。虽然渗透率估算在标准估算中有时不是由油层物理学家推导得出,但是它对于油田开发团队却是非常有帮助的,且在油藏模拟中起关键作用。渗透率为毛管压力与饱和度关系曲线及有效产层的估算提供输入值,还为相对有效渗透率的估算提供了起始点。

与孔隙度和饱和度不同,渗透率的不确定性不会直接影响含烃高度的计算。然而,低级别的预测可影响有效产层的估算,而有效产层恰恰影响含烃高度。在下面几种情况下,渗透率的不确定性增加了以下油藏中含烃高度 (地层容积)的不确定性:

◇枯竭油藏

◇低渗透率岩心分析数据有限的油藏

渗透率的不确定性对模拟非常重要,特别对于渗透率是非均质的地层。与其他的油层物理参数结果不同的是,测井曲线预测渗透率的最终结果是非常重要的,因为它对地层容积和通过截弯取直流管的管流模拟有影响。

通常渗透率在对数标度图上表示,用来表明隐含了现实影响的相对变化。渗透率对产量的影响仍然是线性的,所以推荐用线性标度来绘制渗透率k的曲线图。

2 计算方法

计算全部取心井段的岩心渗透率,对非取心井段进行有把握的延伸计算。

从测井曲线中估算渗透率可以使用许多不同的公式,如 Timur公式、Tixier公式、Salazar公式等。所有这些公式可以简化为下面的形式:

式中k——渗透率,mD;

φ——孔隙度 (小数);

Swi——束缚水饱和度 (小数);

a、b、c、d——用多元线性最小二乘回归估算的系数和指数。

在许多油田实例中,Swi不可能准确地确定下来 (此实例中也一样),这里推荐使用真实含水饱和度Sw来代替Swi,并且认为得到的是有效渗透率而不是绝对渗透率。

另外,这些公式应该可以同样地应用到油流和气流中,当所生产的是天然气时,从公式中所获得的值必须要降低到该值的1/3至1/10左右。这样处理的原因是因为在井眼附近的气流流动可能是紊流,而公式只适用于层流流动。在某些气流流动的实例中,推荐采用从公式获得的渗透率乘以天然气密度“ρ”(g/cm3)来表示天然气渗透率。

3 计算结果

使用不同形式的经验关系式把有效渗透率和孔隙度、含水饱和度联系起来:

式中,k的单位是mD,φ和Sw是小数。

通过在阿布扎比油田取心井实测渗透率曲线上绘制计算所得的渗透率,人们发现,这些取心井中大部分井有很好的拟合现象 (图1～图4)。

图1 井01的测井曲线

图2 井02的测井曲线

用一种比较简易的方法量化误差,有助于进行数字对比。表1～表 4是上述那些井的数字对比表。

表1 井01的平均渗透率

表2 井02的平均渗透率

图3 井03的测井曲线

图4 井04的测井曲线

通过把阿布扎比油田一些井的公式计算结果与试井结果进行对比,对前面所述的函数特性做了进一步的核实 (表5、表6)。

表3 井03的平均渗透率

表4 井04的平均渗透率

表5 井01的试井结果

在现有的整个油田的数据之上进行全面的对比拟合,并且研究裸眼井测井数据解释与岩心样品渗透率测定之间的相互关系,推导出一个经验公式,而这个公式可以用测井数据来预测岩石渗透率。

表6 井04的试井结果

4 结束语

基于阿布扎比油田利用测井曲线求得渗透率的这一结果,建议把文中所述的公式与相关的微调因子/指数应用到用实际岩心分析数据校正过的具体油田情形中去。

资料来源于美国《SPE 118741》

10.3969/j.issn.1002-641X.2010.6.014

2009-03-20)