现代生产数据分析方法在复杂油藏储层特性评价中的应用

孙红杰，金宝强，冉明伟，周 蓉

（1.中海油田服务股份有限公司天津分公司，天津塘沽 300452；2.中海石油（中国）有限公司天津分公司勘探开发研究院；3.中国石油西南油气田分公司蜀南气矿；4.中国石油吉林油田公司新民采油厂）

目前常用的评价油气井储层特性的方法有常规试井分析和产量不稳定法两种。相对于前者，后者是一种更新的方法［1－4］，该方法的本质是将实际生产井的产量、流压等实际动态数据和时间一起拟合，应用成熟的典型曲线图版进行历史拟合，以选择合适的理论模型来预测油气井的最终地质储量和储层特性。该技术不用通过复杂的测试工艺，也不用关井测试，既解决了生产井试井施工成本高、影响产量的问题，也可以充分发挥油田开发过程中积累的大量产量、流压等历史生产数据的作用［5－11］。

1 现代生产数据分析方法基本原理

现代生产数据分析方法，主要包括Blasingame等人［4］和 Agarwal、Gardner等人［8］所提出的方法。与Fetkovich方法相似，他们也使用典型曲线进行生产数据分析，主要区别在于现代生产数据分析方法综合了流动压力数据和生产数据，并使用解析解来计算油气地质储量。这样，就可以在不受生产条件限制的情况下预测可采储量。

Blasingame现代递减曲线分析的基本思路是以瞬时采油指数（PI）形式综合表示压力／产量生产数据，并且通过引入拟物质平衡时间（te）来消除产量及压力波动的影响，从而建立起变产量生产与定产量生产之间的等效关系（图1），然后把瞬时采油指数（PI）及其变化形式（积分PIi、导数PIid形式）与拟物质平衡时间（te）在双对数坐标上作图，使边界流阶段的递减曲线变成了一条斜率为－1的调和递减曲线，这样就可以处理压力变化的情况。

图1 物质平衡等效时间的几何意义示意图

对于使用生产数据分析技术来评价油气井的生产动态，其分析步骤概况如下：

（1）确定等效时间，将变流量和压力进行重整。

（2）为了更好地分析导数曲线，消除生产数据噪音的影响，对重整流量积分和积分求导。

瞬时采油指数积分：

瞬时采油指数积分导数：

（3）将瞬时采油指数、瞬时采油指数积分及瞬时采油指数积分导数共同绘制在以等效时间为时间轴的双对数坐标中，生成分析图。

（4）有时为了更好地符合常规曲线拟合方法，还可以同时分析瞬时采油指数倒数、瞬时采油指数倒数积分、及瞬时采油指数倒数积分导数的变化特征。这样可以充分利用试井分析方法中压降试井双对数曲线特征分析：不稳定段将会出现一个直线段，等同于试井解释中的径向流段，据此可以计算获得流度。晚期积分导数45°的上翘段为封闭油藏拟稳定流态特征反映段，其上翘的早晚一定程度上反映了油藏弹性储集空间的大小。

2 储层特性参数的确定方法

由油藏原始压力、实测井底流压数据以及对应的日产油量数据，可以计算实测数据的q／Δp和te，并求取曲线积分和导数，然后把这3组数据绘制到无量纲双对数图上。通过移动实测曲线，使实测曲线与理论图版曲线拟合，之后计算出拟合参数：［（q／Δp）／qDd／］match（产量拟合参数）、（te／tDd）match（时间拟合参数）和（rw／rwa）match，从而最终可以计算出油井储层渗透率K和表皮系数S，如下：

3 应用实例分析

S油田位于渤海辽东湾海域，其主力含油层系为上部古近系沙河街组砂岩气顶油藏及下部太古界潜山油藏。其中，古近系沙河街组沙二段是一个受构造控制的短轴背斜气顶油藏，该油藏是一个以带大气顶、窄油环、弱边水为典型特征的砂岩油藏（气顶指数2.03、水体倍数5～8倍、油环平面宽度小于600 m）。油藏含油面积3.22 km2，其主要发育辫状河三角洲沉积，岩性以细砂岩为主，储集层平均渗透率325×10－3μm2，平均孔隙度25%，属于中高孔中渗储层。原油属于中等胶质沥青含量轻质原油，地面原油密度0.878 g／cm3，地层原油粘度0.71 mPa·s，含硫量0.15%，含蜡6.8%，凝固点－18°C。油藏原始地层压力16.5 MPa，原始气油比为70 m3／m3。

B15h井为该区油环中部一口水平井生产井，2010年4月15号投产，投产时即下入永久式压力计监测井底流动压力，高峰产油时基本上以大于300 m3／d的日产油量生产（图2），由于具有一定的地饱压差及大气顶能量供应，该井油压及流压一直在缓慢下降，说明该井产能高、储集性能好。该井基础信息参见表1。

图2 B15h井生产历史曲线

表1 B15h井基础数据

采用现代生产数据分析法对B15h井进行产量分析，典型曲线分析拟合结果见图3。基于特征曲线拟合结果，采用水平井模型对整个生产历史进行拟合，从拟合图中可以明显看出，B15h井的生产是受边界控制的，最终计算得到渗透率、表皮系数和油井控制地质储量等参数（表2）。

表2 B15h井现代生产数据解释成果

此外，该井在生产225天左右时进行过一次关井压恢测试，对比生产数据分析及试井解释结果后发现，生产分析计算的渗透率、表皮系数与试井解释结果非常接近（表3），由此可以说明现代生产数据分析方法对复杂油藏储层特性评价的准确性，从另外一个方面也说明了对于未能进行压力不稳定测试的油井来说，可以直接采用现代生产数据分析方法对其储层参数进行评价。

表3 B15h井生产分析与试井解释计算结果

图3 B15h井现代产量分析典型曲线拟合

4 结论与认识

（1）生产数据分析是在不影响生产的情况下，通过对生产资料（流压、产量）分析，达到获得地层动态参数、了解油藏边界情况，预测油气藏产能的目的，易于在油田规模开展实施。

（2）生产数据分析技术将试井分析中的曲线拟合技术成功地应用进来，充分考虑了影响产能的压力变化特征，而且成功地解决了常规产能分析技术中压力等信息必须保持稳定的局限性，有着更强的适用性，能更大程度地满足油田动态分析的需要。

（3）通过生产数据分析技术在渤海某油田的初步应用表明，该技术可为油气井产能预测及油气藏储层特性评价提供一种新的技术手段，将为油气田开发规划编制和方案调整提供更加准确、丰富的动态资料。

符号注释

te——等效时间，无量纲；q（t）——瞬时产油量，103ft3／d；Q（t）——累积产油量，103ft3／d；△P——生产压差，lb／in2；β——体 积 系 数，bbl／kft3；μ——原 油 粘 度，mPa·s；re——泄油 半 径，ft；rwa——井 筒 半 径，ft；K——渗 透 率，10－3μm2；S——表皮系数，无量纲。

［1］Arps J J.Analysis of decline curves［J］.Trans.AIME，1945，160：228－247.

［2］Fetkovich M J.Decline curve analysis using type curves［J］.JPT，1980：1065－1077.

［3］Blasingame T A，McCray T I，Lee W J.Decline curve analysis for variable pressure drop／variable flow rate systems［R］.SPE21513，1991.

［4］Blasingame T A，Johnston J L，Lee W J.Type－curve analysis using the pressure integral method［A］.SPE 18799，1989.

［5］刘晓华，邹春梅，姜艳东，等.现代产量递减分析基本原理与应用［J］.天然气工业，2010，30（5）：50－54.

［6］王晓冬，胡永乐，丁一萍.水平井生产数据分析模型［J］.石油勘探与开发，2010，37（1）：99－103.

［7］苏海芳.变压力变流量生产动态分析新方法研究［J］.石油天然气学报，2010，32（2）：313－314.

［8］Agarwal RG，Gardner DC，Kleinsteiber SW，et al.Analyzing well production data using combined type curve and decline curve Concepts［R］.SPE 57916，1998.

［9］李东安，宁俊瑞，刘振峰.用神经网络和地质统计学综合多元信息进行储层预测［J］.石油与天然气地质，2010，31（4）：493－498，503.

［10］刘宏，吴兴波，谭秀成 ，等.多旋回复杂碳酸盐岩储层渗透率测井评价［J］.石油与天然气地质，2010，31（5）：678－684.

［11］陈伟，李鹏，彭承文，等.大庆油田肇35区块葡萄花油层储层特征及控制因素［J］.石油与天然气地质，2010，31（6）：802－809.