東海X 氣田基于測井參數的滲透率及產能預測方法研究

魏 鋒，陳 現，王 迪

（1.中國石油化工股份有限公司上海海洋油氣分公司勘探開發研究院，上海 200120；2.中國石油化工股份有限公司石油勘探開發研究院無錫石油地質所，江蘇 無錫 214126；3.中國石油化工股份有限公司西南油氣分公司勘探開發研究院，四川 成都 610041）

由于海上鉆井成本極高，井資料有限，尤其是開發井，往往只測自然伽馬和電阻率曲線，沒有任何孔隙度曲線，估算的滲透率存在很大的不確定性。儲層的滲透率通常利用巖心的孔滲關系求得，受成本限制，海上的巖心資料有限，通常不同層位，不同區域的儲層滲透率需要借鑒其他層位、其他區域的巖心孔滲關系求得，儲層的滲透率計算結果存在一定的誤差。對產能計算公式分析后發現，產能計算公式里，儲層的滲透率對產能計算結果有重要的影響。求取更為準確的儲層滲透率，用來更好地預測產能，對指導油田的生產有重大的意義。

含烴飽和度反映的是成藏時油氣的充注程度，滲透率高的儲層，在成藏時，同樣大小的作用力下，油氣的充注程度往往也高，因此，在純的油氣層，物性高低影響了含烴飽和度。在純的油氣層，經過統計發現，束縛水飽和度與滲透率存在著負相關的關系，即含烴飽和度與滲透率成正相關的關系?？紤]到含烴飽和度與產能影響因素之間存在一定的關系，如果能把含烴飽和度直接融入到產能預測方法中，將有助于提高產能預測的精確度。本文基于以上認識，針對海上少井少資料的特點，探索一種準確預測產能的方法，更加客觀可靠地認識油氣藏的產能特征。

1 滲透率計算方法研究

1.1 綜合孔隙參數法

目前，計算絕對滲透率的最常用方法是利用巖心的孔滲關系。利用鉆井取心和旋轉井壁心的化驗分析資料，可以得到滲透率與孔隙度的關系。然而，不同的層位，不同的巖性顆粒，不同的泥質含量，其滲透率的差異較大。同一個氣層，泥質含量的不同，滲透率大小也是明顯不同的[1]。圖1 是K2 井巖心孔隙度和滲透率的關系圖，從圖上可以看出，兩者相關性較低，利用該公式求滲透率，誤差比較明顯。自然伽馬值的大小在東海碎屑巖地層可以反映泥質含量的大小[2]，即同樣大小的孔隙度，自然伽馬值越高，滲透率往往越低[3]，因此，把自然伽馬和孔隙度結合在一起，共同作為影響滲透率的重要參數，可以提高滲透率的計算精度[4]。

圖1 K2 井巖心滲透率與孔隙度的關系Fig.1 Relationship between core permeability and porosity of Well K2

在碎屑巖地層，自然伽馬值直接反映了地層中吸附的放射性物質含量，如黏土，粉砂等。本文統計了HY2 井巖心泥質含量和自然伽馬值的關系（圖2），呈指數正相關，且相關性較高。本文嘗試用自然伽馬直接代替泥質含量等參數結合孔隙度建立與滲透率的關系。

圖2 HY2 井巖心泥質含量與自然伽馬的關系Fig.2 Relationship between shale content and natural gamma ray in Well HY2 core

表1 K2 井壁心物性表Table 1 Physical property of borehole core of Well K2

1.2 綜合孔隙參數法應用效果

從表1 可以建立K2 井滲透率與綜合孔隙參數的關系圖（圖3），從圖3 可以看出，通過數據擬合可知，把自然伽馬和孔隙度融合在一起的綜合孔隙參數與滲透率的相關性是很高的。利用綜合孔隙參數法求得的滲透率與巖石的真實滲透率之間的相關系數達到0.96（圖4），而利用單孔隙度求得滲透率與巖石真實的滲透率之間的相關系數只有0.72（圖5），證明了利用綜合孔隙參數法求得的滲透率精度高于單孔隙度法求得的滲透率。

圖3 K2 井巖心滲透率與綜合孔隙參數的關系圖Fig.3 Relationship between core permeability and comprehensive pore parameters of Well K2

圖4 巖心滲透率與綜合孔隙參數計算的滲透率的關系圖Fig.4 Relationship between core permeability and permeability calculated by comprehensive pore parameters

圖5 巖心滲透率與單孔隙計算的滲透率的關系圖Fig.5 Relationship between core permeability and permeability calculated by single pore

2 產能預測模型的建立與驗證

2.1 模型的建立

根據產能公式，儲層的產能是測試壓差、厚度、流體黏度和儲層物性等參數的函數，為了更好地表征儲層的產能，構建了米產氣指數q，尋找儲層參數與米產氣指數的關系，為今后儲層的產能預測進行指導[5]。

式中：Q為油氣層產能，m3/d；h為油氣層的有效厚度，m；Pe為油氣層壓力，MPa；Pw為井眼流動壓力，MPa；μ為流體的黏度，mPa·s；re為泄氣半徑，m；rw為井眼的半徑，m；ke為流體的有效滲透率，10?3μm2。

從產能公式來看，產能的大小取決于油氣藏的供油或者供氣半徑、油氣層的有效厚度、油氣藏流體的黏度、油氣藏的有效滲透率等因素[6]。從東海目前的勘探和開發經驗來看，通過測壓可以得到儲層的地層壓力，在試油時帶的壓力計可以求得儲層的流動壓力[7]。由于東海目前以氣藏為主，而氣藏的黏度相對比較穩定，根據經驗，不同滲透率地層可以計算相應的泄氣半徑[8]。因此，對產能影響最大的是測試層或者生產層的有效滲透率[9]。

從產能公式看，產能與儲層的有效滲透率成正比[10]。為了更有效直接反映儲層特征參數與產能之間的關系，統計了多口探井的試油資料，求得了米采氣指數q，單位為 104m3/(d·MPa·m)。

式中：h 為油氣層的有效厚度，m；Pe為油氣層壓力，MPa；Pw為井眼流動壓力，MPa。

針對滲透率精度低的問題，利用上一節中綜合孔隙參數法計算的滲透率精度有明顯提高。表2 為統計的探井的試油數據，計算米采氣指數。為了探索含氣飽和度與米采氣指數之間的關系，結合含氣飽和度與滲透率構建了一個綜合物性參數M，令其中K為滲透率，10?3μm2；Sg為含氣飽和度，%；Sw為含水飽和度，%。

統計東海部分測試層的產能和物性參數，并建立交會圖（圖6）。從圖中可知，兩者的相關系數為0.85，作為對比，也建立綜合物性參數與產能的關系（圖7），可以看出，兩者的相關系數為0.87，相關性有一定程度的提高。

圖7 米采氣指數與綜合物性參數的關系圖Fig.7 The relationship between productivity index per reservoir thickness and comprehensive physical parameters

2.2 模型的驗證

利用本方法對K1井DST2層（3 565.6～3 568.2 m）進行了驗證，經過計算，綜合物性參數為87.15×10?3μm2，利用本圖版法計算的米采氣指數為0.51×104m3/(d·MPa·m)，而經過測試證實，本層的米采氣指數為0.54×104m3/(d·MPa·m)，非常接近，證明了本方法的有效性。

3 結論

（1）在巖心實驗分析的基礎上得出的綜合孔隙參數與滲透率有比較高的相關性，實踐證明，利用此方法求得的滲透率更加準確。

（2）在求得了合理的滲透率的基礎上，結合含氣飽和度等參數，擬合得到的綜合物性參數，與米產氣指數有較高的相關性，經證實，本方法求得的米采氣指數與測試的米采氣指數是比較接近，證明了本方法可行。