渤海油田水平井采收率经验公式研究

赵蕴昌，牟春荣，侯亚伟，龙 明，陈晓祺

（中海石油（中国）天津分公司渤海石油研究院，天津 300450）

渤海油田广泛使用水平井进行开发，随着二次调整的深化，水平井占比逐渐增大，以水平井开发为主的水驱油藏采收率评价对渤海油田的开发具有重要意义。

采收率经验公式法是国内外油田开发中广泛应用的采收率标定方法[1]。石油行业标准SY/T 5367-2010《石油可采储量计算方法》[2]规定了多个类型油田的采收率经验公式，国内油田广泛使用的有俞启泰公式、陈元千公式、中国石油勘探院公式以及国家油气储委专委公式。中海石油研究人员结合油田情况开展了采收率经验公式的相关研究[3-6]，段宇[7]考虑海上油田“少井高产”开发模式，建立了渤海水驱砂岩油藏采收率经验公式，提高了海上油田采收率标定精度。

基于当前研究现状，文中利用行标以及渤海油田水驱砂岩油藏采收率经验公式[7]，对渤海油田水驱砂岩油藏（以水平井开发为主）进行采收率试算（图1），发现适用性较差，误差为26.6%～50.4%。分析认为，石油行业标准中的采收率经验公式主要是以陆地油田的定向井采收率数据为依据所构建，而渤海油田水驱砂岩油藏采收率公式是以渤海油田采收率数据为依据，包含定向井及水平井的开发数据，因此不适用于渤海油田水平井开发单元。

图1 采收率计算误差

为了适应海洋石油发展，降低开发风险，更准确地表征渤海油田以水平井开发为主的水驱油藏采收率，文中结合油田实际数据与数值模拟，对渤海油田水平井开发单元采收率影响因素开展分析研究，构建渤海油田水平井开发单元采收率经验公式，并在渤海油田进行验证，为渤海油田水平井开发单元采收率计算提供一种新的方法。

1 影响因素

油田采收率影响因素复杂多样，一般从油藏地质因素、储层类型、井网井型及产能公式等方面开展相关研究[8-12]。文中选取渤海油田若干个以水平井开发为主的开发单元流体物性及采收率相关数据，结合开发现状，确定了渤海油田水平井开发单元采收率的主要影响因素为渗透率、地层原油黏度、孔隙度、渗透率变异系数和井网密度，并开展单因素相关性分析（图2），采收率与渗透率的对数、地层原油黏度的对数、渗透率变异系数、孔隙度、井网密度大致成线性趋势。

图2 不同影响因素与采收率关系

利用商业数值模拟软件Petrel 开展水平井开发单元数值模拟研究，探究渗透率、地层原油黏度、孔隙度、渗透率变异系数、井网密度对水平井开发单元采收率的影响。构建的机理模型为水平井开发底水油藏模型，模型尺寸1 000 m×1 000 m×50 m，网格数为100×100×50，底水厚度为20 m，水体能量充足，刚性水驱，水平井部署在油藏顶部（图3）。如表1 所示，改变不同影响因素的数值并开展相关数值模拟，得到不同影响因素下的采收率变化规律及含油饱和度情况，相关结果验证了实际数据的单因素影响规律，且形成了基于数值模拟方法的水平井开发机理模型影响因素图版（图4）。

图3 水平井开发的底水油藏机理模型

图4 水平井开发机理模型影响因素图版

表1 不同影响因素的参数设置

2 经验公式建立

基于单因素相关性分析结果，构建了采收率与渗透率、地层原油黏度、孔隙度、渗透率变异系数、井网密度的数学模型，形式如式1 所示。

利用数理统计方法对拟合公式进行分析，经计算，新经验公式的平均相对误差为8.3%，决定系数为88.5%，决定系数表示拟合公式能够解释实际数据88.5%的变化情况，结合45°误差检验图（图5），初步得出拟合效果较好。利用SPSS 软件进一步分析，变量自相关性检验的德斌沃森检验值为1.9，德斌沃森检验值是2020 年公布的经济学名词，能够体现模型中变量自相关性的强弱，数理统计中规定，该值越接近2.0，各数据间独立性代表性越强，模型设计越好。统计采收率回归标准化残差，按照数理统计方法，回归标准化残差体现的是所构建模型和实际数据的匹配情况，如果残差越是随机散乱，整体分布越符合正态分布，模型拟合效果越好，回归标准化残差整体比较符合正态分布特征（图6）。

图5 45°误差检验

图6 采收率回归标准化残差

通过对比分析新构建的采收率经验公式与现有经验公式发现，渗透率变异系数较大时敏感性较强，渗透率变异系数较小时敏感性较弱（表2）。在相同油藏条件下，采用水平井开发，动用范围较大、控制储量较多、与储层接触面积较广，渗透率绝对值的改变导致水平井产量变化明显，而渗透率变异系数的改变对水平井产量影响较弱。因此，由新建的采收率经验公式可知，渤海油田水平井开发单元采收率受渗透率影响大，受变异系数影响小。

表2 经验公式对比

3 应用

利用新构建的渤海油田水平井采收率经验公式，对渤海油田部分水平井开发单元进行采收率计算，开发单元的相关参数见表3。

表3 开发单元相关参数

B 开发单元两个砂体经过二次调整后，F 砂体增加1 注1 采、S 砂体增加2 注6 采，采收率发生相应变化。利用新构建的经验公式进行计算，F 砂体和S 砂体的采收率分别为38.6%和39.3%，而数值模拟的采收率分别为41.6%和41.4%，计算结果与数值模拟结果比较接近。

Z 开发单元两个砂体经过综合调整后，O 砂体增加2 注4 采、E 砂体增加1 采。利用新构建的经验公式进行计算，O 砂体和E 砂体的采收率分别为35.7%和38.9%，而数值模拟的采收率分别为34.3%和41.1%，与数值模拟结果进行对比，相对误差较小，证明新建经验公式结果较为可靠。

4 结论

（1）现有采收率经验公式主要以渤海油田或者陆地油田的定向井采收率数据为依据，对于渤海油田水平井开发单元采收率计算相对误差较大，存在不适用性。

（2）构建了渤海油田水平井开发为主的水驱开发单元采收率经验公式，相对误差8.3%，为水平井采收率预测提供了一个新方法。

（3）渤海油田水驱开发单元水平井开发的采收率与渗透率、地层原油黏度、孔隙度、渗透率变异系数、井网密度有关。这些因素中，受渗透率影响较大，受变异系数影响较小。