海上中轻质油藏产量预测新模型

刘美佳，周凤军，陈存良，孙广义，杨 明

（中海石油（中国）有限公司天津分公司，天津 300459）

渤海南部BZ油田是典型的河流相中轻质油藏，主力开发层位渗透率平均值为1 883 mD，地下原油黏度 9.38 mPa·s～22.8 mPa·s。该油田 2009 年投产，采用水平井注水开发，高峰年产油160×104m3。但是，水平井见水后，含水快速上升，产量递减迅速，目前ODP开发井的产量已降到了48×104m3。2014年以来，油田通过实施20井次的综合调整，以及每年新增3～6口调整井减缓递减。而投产的新井同样初期产能较高，但低含水期过后递减仍然较快。为了研究清楚油田的产量递减规律，本文调研了大量文献[1-8]，但是研究递减规律最为经典的阿普斯（Arps）递减曲线、翁氏模型、Logistic产量预测模型等，通常是基于油田实际数据的统计规律得到的，缺乏理论基础，没有从根本上考虑油田自身特点，因此，认为需要结合油田自身油水两相渗流特征、流体性质、开发因素等建立适合本油田的产量递减模型。

1 相对渗透率计算新模型

油水两相相对渗透率曲线是研究油水两相渗流的基础[9-15]，常用幂函数或者指数函数来分析相对渗透率与含水饱和度的关系。而BZ油田的相渗曲线按照上述两种关系回归，相关性均不理想（见图1、图2）。

图1 BZ油田相对渗透率拟合图（幂函数）

图2 BZ油田相对渗透率拟合图（指数函数）

研究发现，油相相对渗透率的对数与含水饱和度呈现两段直线关系，两段的斜率不同（见图3），可用式（1）～式（2）描述：

图3 BZ油田油相相对渗透率拟合图（两段直线法）

其中：Swt-两条直线交点处对应的饱和度值，可联立式（1）、式（2）求解。

求得Swt=0.47。

由分流量方程：

可以得出，fw与Sw的关系，差值可得出Swt=0.47时，fw=0.72。

分析认为由于该油田储层物性好、流体性质好，见水前水线推进相对均匀、无水采油期较长。但水平井一旦见水后，初期水平段点状水淹，含水上升加快；后期水平段多段水淹，曲线发生偏折。

2 产量递减方程推导

在注水保持地层压力情况下，不考虑井间产量差异，可以根据公式（4）计算油田产油量。

其中：

式中：K-油层渗透率，μm2；h-油层厚度，m；n-生产井数；B-原油体积系数；μo-原油黏度，Pa·s；ΔP-生产压差，Pa；Re-供油半径，m；rw-井径，m；S-表皮系数；q（t）-产油量，m3/s；Sw-油层平均含水饱和度，小数；Kro（Sw）-油相相对渗透率。

在注采平衡条件下，由物质守恒定律得到：

式中：V-油层体积，m3；φ-油层孔隙度，小数。

式（4）～式（6）联立并积分得：

式中：Swc-初始时刻油层含水饱和度。

当 Sw＜Swt，将式（1）与式（7）联立，推导得到：

当 Sw≥Swt，将式（2）与式（7）联立，推导得到：

式（8）～式（9）即为本文提出的产量预测新模型。

图4 BZ油田开发井开采曲线

递减阶段累积产量为：

图5 BZ油田开发井实际与模型计算产量对比图

3 矿场应用

以BZ油田初期投产的ODP开发井实际数据为例，验证本文所提出方法的正确性。2009年3月起，BZ油田开发井分批实施、分批投产，第33个月ODP方案所有开发井实施完毕，油田也进入了递减阶段（见图4）。

由于前面已计算出该油田Swt=0.47对应fw=0.72。参考图4开采曲线，fw=0.72为油田开始出现递减（第33个月）后的第40个月（亦即：从投产开始第73个月）。这样，以第33个月为预测起点，以其后第40个月为分界点，用公式（8）、（9）分别计算，两个阶段的递减模型。

对比实际产量数据与新模型计算结果（见图5）。可以看出本文提出的“分段预测模型法”计算结果与实际两个递减阶段的产量数据极为接近，精度高达90%。充分证明，本文提出的方法计算结果可靠，可以用来预测油田递减期产量，为指导油田产量中长期合理规划提供了借鉴，也为其他油田递减期产量预测提供了一种新方法。

4 结论

（1）结合油水相渗曲线、物质平衡方法，考虑BZ油田本身储层、流体性质，建立了一种反映油田本身地质油藏特征的产量预测新模型。

（2）该模型预测精度较高，能够准确预测油田产量。模型建立方法简单，具有一定推广价值。