W油田疏松低阻低渗层岩石压缩系数研究及应用

邓 玄，刘鹏超，张 鹏，于志刚



W油田疏松低阻低渗层岩石压缩系数研究及应用

邓 玄，刘鹏超，张 鹏，于志刚

（中海石油（中国）有限公司湛江分公司，广东湛江 524000）

为深入研究W油田疏松低阻低渗层见水规律并解决油井含水难以拟合等问题，以南海西部多个油田覆压孔渗实验数据为基础，建立了疏松低阻低渗砂岩岩石压缩系数校正公式，揭示了疏松砂岩储层岩石压缩系数随有效应力增大而减小的规律，并利用校正后的岩石压缩系数成功拟合单井含水，合理解释了疏松低阻低渗层见水规律。研究认为W油田投产初期产水主要是由于储层岩石压缩系数大于原生水压缩系数，孔隙中的原生水被挤压出来，而随着生产的进行，地层压力下降，储层有效应力增加，岩石压缩系数不断减小，油井含水也随之不断减小。

疏松低阻低渗层；覆压孔渗实验；岩石压缩系数

W油田Z油组属于典型的海相疏松低阻、低渗储层，具有埋深浅（-1 000 m）、分布广、岩石疏松、泥质含量高、岩石粒度细、中高孔低渗、电阻率低、初始含水饱和度高等特性。储层属于海相滨外砂坝沉积，受构造控制，有利储层沿构造脊展布，由高部位向低部位泥质含量逐渐升高。储层以细砂质粉砂岩为主，平均泥质含量高达21%，原生水饱和度高达69.2%，平均电阻率仅为1.44 Ω·m，平均孔隙度24.8%，平均渗透率24.5×10-3μm2，生产井试井解释渗透率12.7×10-3μm2。

该油组有两口水平井位于油藏中心高部位，投产初期即见水，且开发近十年来，含水呈逐渐下降趋势。根据动态认识，产出水不是边水推进导致，因此如何解释产水原因及规律一直是个难题。目前国内外对于该类储层见水规律研究相对较少，本文通过研究疏松砂岩岩石压缩系数，合理地解释了产水原因及变化规律，并在此基础上提出了该油组后续开发调整策略。

1 岩石压缩系数研究方法

目前对岩石压缩系数求取主要有实验法和经验公式法，考虑到实验测定难以避免误差且耗时较多，目前常用Hall经验公式方法和Newmen经验公式法进行求取[1-2]，部分研究人员还建立了适用于特定油田的经验公式[3]。由于经验公式存在适用性问题，李传亮[4]、王厉强[5]、陈元千[6]等学者各自推导了不同的理论公式，但其表达形式及计算结果均不相同，目前尚未达成统一共识。

在对Z油组进行地层温压条件下的岩石压缩系数实验测定时，受疏松低阻低渗储层特性影响，岩心膨胀变形，难以准确求取到压缩系数[7-8]。而目前已有的经验公式及理论公式主要是针对普通胶结砂岩，未必适用于疏松低阻、低渗层岩石压缩系数的求取。笔者通过对Z油组岩石覆压孔渗实验数据分析发现，岩石孔隙体积与有效应力为幂函数关系（图1）。

图1 Z油组岩石覆压实验孔隙体积变化曲线

其关系式表达为：

结合岩石压缩系数定义：

推导出：

假定覆压孔渗实验与岩石压缩系数实验相同有效应力下岩石压缩系数比值均为定值，那么可得出：

设：

则有：

可根据式（7）来求取疏松砂岩地层条件下的初始岩石压缩系数。

2 岩石压缩系数应用

2.1 合理解释油井产水规律

Z油组为疏松低阻低渗储层，油井产水规律表现为投产初期即产水，随生产时间延长，含水逐渐降低（图2）。该井位于油藏中心构造高部位，根据动态认识，油井产出水明显不是边水推进导致，因此对于该油组产水规律很难进行合理解释。

图2 Z油组A15H井化验含水统计曲线

前文计算出的Z油组初始状态下岩石压缩系数8.0×10-4，而公式（3）揭示了岩石压缩系数随着有效应力的增大而减小的现象，由此不难看出：Z油组投产初期产水的原因是由于储层岩石压缩系数大于原生水压缩系数（约5.0×10-4），初期岩石孔隙体积压缩系数大，原油开采导致地层压力下降和岩石孔隙体积增加，孔隙和喉道的毛管吸附力减少，致使原束缚水转化为可动水，随原油开采至地面。随着生产的进行，地层压力下降，储层有效应力增加，岩石压缩系数不断减小，油井含水也随之不断减小。

2.2 指导后续开发调整

Z油组边水能量有限，目前地层压力系数已降至0.7。由于数值模拟研究中岩石压缩系数大小对油藏压力传导、压力变化影响较大，本文在考虑疏松砂岩岩石压缩系数及其变化规律基础上，采用研究的岩石压缩系数进行数值模拟研究，可更加准确地预测油藏压力衰减情况以及油井目前压力波及范围，为油藏注水补充能量时机以及注采井距确定提供一定依据。

从目前压力分布可以发现，该油组开发10年后，单井压力波及范围在400～700 m，以此认为该油组单井有效控制范围在400～700 m，可为注采井距优化提供依据。根据开发末期的剩余油分布发现，在现有2口井天然能量开发下，开发末期剩余油大量富集。因此，建议将原有两口老井转注，并部署6口采油井，进行注水开发，平均注采井距500 m。进行调整后，预计调整方案可提高采收率13.2%。

3 结论

（1）以南海西部多个油田覆压孔渗实验数据为基础，提出了利用覆压孔渗实验来求取疏松砂岩岩石压缩系数的计算公式和校正方法。

（2）通过疏松砂岩岩石压缩系数研究，揭示了疏松砂岩储层岩石压缩系数随有效应力增大而减小的规律。

（3）W油田疏松低阻低渗层产水变化规律主要受岩石压缩系数影响。

[1] HALL H N．Compressibility of reservoir rocks[J]．Trans．AIME, 1953，198：309–311．

[2] 陈元千，李璗．现代油藏工程[M]．北京：石油工业出版社，2001：120–130

[3] 杨东东，戴卫华，张迎春，等．渤海砂岩油田岩石压缩系数经验公式研究[J]．中国海上油气，2010，22（5）：317–319．

[4] 李传亮．岩石压缩系数与孔隙度的关系[J]．中国海上油气（地质），2003，17（5）：354–358．

[5] 王厉强，李正科，申红，等．实测岩石孔隙压缩系数偏高原因再分析[J]．新疆石油地质，2011，32（1）：102–103．

[6] 陈元千，邹存友．三种岩石压缩系数关系的推导与对比[J]．新疆石油地质，2012，33（4）：459–460．

[7] 李国军，李俊良，王猛，等．利用成像测井资料综合评价南海低阻油气层[J]．石油地质与工程，2010，24（6）：42–43．

[8] 高旺来．迪那2高压气藏岩石压缩系数应力敏感评价[J]．石油地质与工程，2007，21（1）：75–76．

编辑：岑志勇

1673–8217（2018）04–0119–03

TE348

A

2017–05–12

邓玄，硕士，工程师，1984年生，2009年毕业于西南石油大学油气田开发专业，现从事油气田开发相关研究工作。