CN104213913A - 低渗透碎屑岩储层有效开发渗透率下限的求取方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低渗透碎屑岩储层有效开发渗透率下限的求取方法，包括：A、绘制各深度区间低渗透储层单位厚度日产液量与平均渗透率关系图版；B、建立经济极限初产油随储层埋深、原油价格变化的图版；C、求取不同开发厚度低渗透储层的中间深度对应的渗透率；D、根据划分的低渗透储层纵向分布深度区间，重复上述步骤C，计算剩余深度区间中间深度对应的不同开发厚度低渗透碎屑岩储层经济极限初产油约束下的有效开发渗透率下限；然后建立不同开发厚度低渗透储层经济极限初产油约束下的有效开发渗透率下限与埋深的函数关系。采用本发明，能够以经济极限初产油和开发厚度为约束条件，在同一深度根据开发厚度的差异确定不同的有效开发渗透率下限值。

Description

低渗透碎屑岩储层有效开发渗透率下限的求取方法

技术领域

本发明涉及石油天然气勘探与开发技术，尤其涉及一种低渗透碎屑岩储层有效开发渗透率下限的求取方法。

背景技术

碎屑岩储层有效开发渗透率下限，是指能够储集和渗流流体，并在现有的工艺技术条件下能够采出满足最低经济效益烃类的储集层所具有的最低渗透率。

随着油气勘探程度的不断提高，碎屑岩油气勘探开发目标逐步转向低渗、特低渗、超低渗储层。渗透率是决定低渗透储层渗流特征和开发效果的关键因素，研究低渗透碎屑岩储层有效开发渗透率下限，对油田勘探开发决策和生产运行具有十分重要的意义。

现有的碎屑岩储层有效开发渗透率下限求取方法，通常包括测试法、经验统计法、最小有效孔喉半径法、试油法、分布函数曲线法、含油产状法、束缚水饱和度法、相对渗透率法、钻井液侵入法、孔隙度-渗透率交会法、产能模拟实验法和产能法等方法，利用上述方法计算不同埋藏深度范围内储层有效开发渗透率下限，拟合储层有效开发渗透率下限与埋深的函数方程，可获得任意深度下储层有效开发渗透率下限。储层有效开发渗透率下限受到储层性质、流体性质、地层温压、生产压差、开发井段累计储层厚度(简称开发厚度)、经济极限初产油等诸多因素的影响。在其他因素相同的情况，由于储层类型、埋藏深度和原油价格差异，导致经济极限初产油不同，进而导致相同开发厚度储层的有效开发渗透率下限不同，如相同开发厚度为5m的储层，埋深3500m储层较埋深2500m储层钻井成本要高，为了获得经济效益，要求埋深3500m储层单位厚度日产液量要大于埋深2500m储层，使得3500m储层有效开发渗透率下限高；相同埋深的储层，经济极限初产油相同，由于开发厚度不同，导致有效开发物性下限不同，如埋深3500m开发厚度分别为5m和10m的储层，埋深相同钻井成本相同，为了获得经济效益，要求开发厚度为5m的储层单位厚度日产液量要大于开发厚度为10m的储层，使得开发厚度为5m的储层有效开发物性下限高。

现有技术在求取碎屑岩储层有效开发渗透率下限时，目前主要存在以下问题：

1)试油法、分布函数曲线法、最小有效孔喉半径法、束缚水饱和度法、试油法、经验统计法、相对渗透率法、钻井液侵入法、孔隙度-渗透率交会法、含油产状法、产能法等储层有效开发渗透率下限常用求取方法未考虑生产压差、生产厚度、经济极限初产油等因素对储层有效开发渗透率下限的影响；

2)测试法考虑了生产压差、开发厚度等因素对渗透率下限的影响，但是并未考虑经济极限初产油随深度和原油价格变化对储层有效开发渗透率下限的影响；

3)部分学者采用产能模拟实验法求取了气藏有效开发渗透率下限，然而，由于模拟实验多采用单向流体流动模拟实际地质条件下四周发散的流体流动、低渗透储层非均质性强、模拟实验温压条件与实际地层连续变化温压条件存在差异等原因，使得实验结果与实际地质情况之间存在较大的差异。

因此，随着油气勘探开发程度的不断提高，需要发展出一种更为精确的、符合实际地质条件并满足经济效益的低渗透碎屑岩储层有效开发渗透率下限求取方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种低渗透碎屑岩储层有效开发渗透率下限的求取方法，以实现在经济效益约束下的有效开发渗透率下限的计算和实现开发厚度约束下的有效开发渗透率下限的计算，提高低渗透碎屑岩储层有效开发渗透率下限计算的准确性和合理性。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种低渗透碎屑岩储层有效开发渗透率下限的求取方法，该方法包括：

A、根据单井试油井段纵向分布情况，将低渗透储层在纵向上划分为不同的深度区间，以渗透率为横坐标，单位厚度日产液量为纵坐标，绘制各深度区间低渗透储层单位厚度日产液量与平均渗透率关系图版；

B、以钻井深度为横坐标，经济极限初产油为纵坐标，建立经济极限初产油随储层埋深、原油价格变化的图版；

C、根据开发厚度，计算当前中间深度对应的单位厚度日产液量，带入当前深度区间单位厚度日产液量与平均渗透率关系图版，求取不同开发厚度低渗透储层的中间深度对应的渗透率；

D、根据划分的低渗透储层纵向分布深度区间，重复上述步骤C，由浅到深计算剩余深度区间中间深度对应的不同开发厚度低渗透碎屑岩储层经济极限初产油约束下的有效开发渗透率下限；然后利用数据处理软件拟合相同开发厚度低渗透碎屑岩储层经济极限初产油约束下的有效开发渗透率下限与埋深的函数关系，进而建立不同开发厚度低渗透储层经济极限初产油约束下的有效开发渗透率下限与埋深的函数关系。

其中，所述步骤A之前包括：

A1、针对低渗透储层研究区块目的层位，以油田试油试采获取的试油井段的各项数据和参数为依据，确定单井试油井段深度及其对应的日产液量；

A2、根据钻井岩心、测录井资料，利用BendLinkEX软件，绘制综合录井图，通过钻井岩心观察分析和储层特征测录井响应综合分析，确定单井试油井段储层累计厚度，计算单井试油井段单位厚度日产液量；

A3、取单井试油井段低渗透储层钻井岩心，钻取岩心样品，并采用气体渗透率测定仪对所取岩心样品进行渗透率测试，然后根据物性测试结果计算单井试油井段低渗透储层平均渗透率。

其中，步骤A1中所述的各项数据和参数，包括深度、日产液量、累计产液量、压力、温度、油气水性质。

所述步骤B之前包括：

考虑低渗透储层性质、生产成本、油气价格各约束条件，根据经济极限初产油求取方法，结合油田实际生产经营状况，确定储层钻井投资、地面投资、单井经营成本、年综合递减率、时率、汇率、吨桶系数、吨油费用、综合税率、资源税、商品率、经营成本上涨率、油水井系数、评价期限各关键参数

其中，所述根据经济极限初产油求取方法，具体为根据如下公式进行求取：

$q_{0\min }=\frac{(K_0\×{10}^{-4}H+I_b)\mathrm{\β}+C_0\·({(1+i)}^t-1)/i}{365{\mathrm{\τ}}_0{\mathrm{\α}}_0\left(\frac{{\mathrm{\η}}^{t-1}}{\mathrm{\η}-1}\right)[m(1-\mathrm{\γ})-n-p]\×{10}^{-4}};$

其中：q_0min，油井经济极限初产油，t/d；K₀，单位钻井成本，元/m；H，井深，单位m；I_b，单井地面建设投资，万元；β，油水井系数，小数；C₀，单井经营成本，万元；i，经营成本年上涨率，小数；t，评价期限，a；τ₀，年生产时率，d；α₀，原油商品率，小数；η，年综合递减率，小数；m，油价，元/t；γ，综合税率，小数；n，吨油资源税，元/t；p，吨油费用，元/t。

所述步骤C之前包括：

C1、根据划分的低渗透储层纵向分布深度区间，由浅到深计算第一个深度区间的中间深度；

C2、根据经济极限初产油随低渗透碎屑岩储层埋深、原油价格变化的图版，由实际原油价格，计算该中间深度对应的经济极限初产油，结合低渗透储层含水率，计算中间深度储层对应的日产液量。

本发明所提供的低渗透碎屑岩储层有效开发渗透率下限的求取方法，具有以下优点：

第一，本发明在充分考虑实际地质条件、生产成本、原油价格等约束条件下，通过建立经济极限初产油随深度、原油价格变化的图版和不同埋深区间低渗透储层单位厚度日产液量与平均渗透率相关关系，求取不同开发厚度低渗透碎屑岩储层经济极限初产油约束下的有效开发渗透率下限。并具有以下优点：1)通过引入经济极限初产油，将经济效益与储层有效开发渗透率下限相联系，首次实现了经济效益约束下的有效开发渗透率下限的计算。2)考虑开发厚度对有效开发渗透率下限的影响，首次实现了开发厚度约束下的有效开发渗透率下限的计算。3)综合考虑经济极限初产油和开发厚度，改进了有效开发渗透率下限计算方法，提高了低渗透碎屑岩储层有效开发渗透率下限计算的准确性和合理性。

第二，采用本发明方法以经济极限初产油和开发厚度为约束条件，能够在同一深度根据开发厚度的差异确定不同的有效开发渗透率下限值，采用常规方法在同一深度仅确定一个有效开发渗透率下限值。。

附图说明

图1为本发明经济极限初产油库和开发厚度约束下低渗透碎屑岩储层有效开发渗透率下限求取方法的流程图；

图2为某地区常规方法与本发明确定的低渗透碎屑岩储层有效开发渗透率下限的效果对比图；

图3为胜利油田某地区不同深度区间单位厚度日产液量与渗透率相关关系图；

图4为胜利油田某地区经济极限初产油与井深和原油价格关系图；

图5为胜利油田某地区不同开发厚度浊积岩低渗透碎屑岩储层经济初产油约束下有效开发渗透率下限图版。

具体实施方式

下面结合附图及本发明的实施例对本发明低渗透碎屑岩储层有效开发渗透率下限的求取方法作进一步详细的说明。

图1为本发明经济极限初产油库和开发厚度约束下低渗透碎屑岩储层有效开发渗透率下限求取方法的流程图。本发明是在充分考虑实际地质条件、经济极限初产油、开发厚度等约束条件下，提出的一种更为精确的、符合实际地质条件、满足经济效益的低渗透碎屑岩储层有效开发渗透率下限求取方法。该方法具体包括如下步骤：

步骤11：针对低渗透储层研究区块目的层位，以油田试油试采获取的试油井段的各项数据和参数(如包括深度、日产液量、累计产液量、压力、温度、油气水性质等)为依据，确定单井试油井段深度及其对应的日产液量；根据钻井岩心、测录井资料，利用BendLinkEX2.6软件，绘制综合录井图，通过钻井岩心观察分析和储层特征测录井响应综合分析，确定单井试油井段储层累计厚度，计算单井试油井段单位厚度日产液量。取单井试油井段低渗透储层钻井岩心，钻取岩心样品(如直径2.5cm，长5cm)，采用GDS-9F气体渗透率测定仪对所取岩心样品进行渗透率测试，根据物性测试结果计算单井试油井段低渗透储层平均渗透率。根据单井试油井段纵向分布情况，将低渗透储层在纵向上划分为不同的深度区间，以渗透率为横坐标，单位厚度日产液量为纵坐标，绘制各深度区间低渗透储层单位厚度日产液量与平均渗透率关系图版。

步骤12：充分考虑低渗透储层性质、生产成本、油气价格各约束条件，根据经济极限初产油求取方法，如公式(1)所示，结合油田实际生产经营状况，确定储层钻井投资、地面投资、单井经营成本、年综合递减率、时率、汇率、吨桶系数、吨油费用、综合税率、资源税、商品率、经营成本上涨率、油水井系数、评价期限各关键参数。以钻井深度为横坐标，经济极限初产油为纵坐标，建立经济极限初产油随储层埋深、原油价格变化的图版。

$q_{0\min }=\frac{(K_0\×{10}^{-4}H+I_b)\mathrm{\β}+C_0\·({(1+i)}^t-1)/i}{365{\mathrm{\τ}}_0{\mathrm{\α}}_0\left(\frac{{\mathrm{\η}}^{t-1}}{\mathrm{\η}-1}\right)[m(1-\mathrm{\γ})-n-p]\×{10}^{-4}}---\left(1\right)$

上述公式(1)中：q_0min，油井经济极限初产油，t/d；K₀，单位钻井成本，元/m；H，井深，单位m；I_b，单井地面建设投资，万元；β，油水井系数，小数；C₀，单井经营成本，万元；i，经营成本年上涨率，小数；t，评价期限，a；τ₀，年生产时率，d；α₀，原油商品率，小数；η，年综合递减率，小数；m，油价，元/t；γ，综合税率，小数；n，吨油资源税，元/t；p，吨油费用，元/t。

步骤13：根据划分的低渗透储层纵向分布深度区间，由浅到深计算第一个深度区间的中间深度；根据经济极限初产油随低渗透碎屑岩储层埋深、原油价格变化的图版，由实际原油价格，计算该中间深度对应的经济极限初产油，结合低渗透储层含水率，计算中间深度储层对应的日产液量；根据开发厚度，计算该中间深度对应的单位厚度经济极限日产液量，带入该深度区间单位厚度日产液量与平均渗透率关系图版，求取不同开发厚度低渗透储层该中间深度对应的渗透率，即经济极限初产油和开发厚度约束下的低渗透碎屑岩储层有效开发渗透率下限。

步骤14：根据划分的低渗透储层纵向分布深度区间，重复上述步骤13，由浅到深计算剩余深度区间中间深度对应的不同开发厚度低渗透碎屑岩储层经济极限初产油约束下的有效开发渗透率下限；利用数据处理软件拟合相同开发厚度低渗透碎屑岩储层经济极限初产油约束下的有效开发渗透率下限与埋深的函数关系，进而建立不同开发厚度低渗透储层经济极限初产油约束下的有效开发渗透率下限与埋深的函数关系。

下面，我们以胜利油田某地区经济极限初产油和开发厚度约束下浊积岩低渗透碎屑岩储层有效开发渗透率下限求取为例来说明本发明方法的具体实施过程。

步骤21：以胜利油田某地区浊积岩低渗透储层为研究对象，以油田试油试采获取的试油井段的各项数据和参数(包括深度、日产液量、累计产液量、压力、温度、油气水性质等)为依据，确定单井试油井段深度及其对应的日产液量(见表1)；根据钻井岩心、测录井资料，利用BendLinkEX2.6软件，绘制综合录井图，通过钻井岩心观察分析和储层特征测录井响应综合分析，确定单井试油井段储层累计厚度(见表1)，结合日产液量大小计算单井单位厚度日产液量(见表1)。取单井试油井段低渗透储层钻井岩心，钻取机钻取直径2.5cm，长5cm岩心样品，采用GDS-9F气体渗透率测定仪对所取岩心样品进行渗透率测试，根据物性测试结果计算单井试油井段低渗透储层平均渗透率。

根据单井试油井段纵向分布情况，将研究区浊积岩低渗透储层在纵向上由浅到深划分为1800-2700m、2700-3000m、3000-3400m、3400-4000m四个深度区间，以渗透率为横坐标，单位厚度日产液量为纵坐标，绘制对应深度区间低渗透碎屑岩储层单位厚度日产液量与平均渗透率关系图版，如图2所示。

表1：胜利油田某地区浊积岩低渗透储层单位厚度日产液量与渗透率关系基础数据表

步骤22：充分考虑生产成本和油气价格经济约束条件，根据经济极限初产油求取公式(1)，结合油田实际生产经营状况，确定钻井投资、地面投资、单井经营成本、年综合递减率、时率、汇率、吨桶系数、吨油费用、综合税率、资源税、商品率、经营成本上涨率、油水井系数、评价期限各关键参数(见表2)；以钻井深度为横坐标，经济极限初产油为纵坐标，建立经济极限初产油随储层埋深、原油价格变化的图版，如图3所示。

表2：胜利油田某地区经济极限初产油基础数据汇总表

步骤23：根据现阶段市场原油价格变化情况，取原油价格：70$/bbl；计算1800-2700m储层中间深度为2250m，70$/bbl的原油价格控制下的经济极限初产油为2.0859t/d，如图2所示，并参见表3(a)；根据实际开发厚度(如以5m、10m、15m、20m为例)，以储层含水率为零(储层产液全为油)为例，确定深度2250m开发厚度为5m、10m、15m、20m储层单位厚度经济极限日产液量分别为0.4172t/d/m、0.2086t/d/m、0.1391t/d/m、0.1043t/d/m；带入1800-2700m深度区间单位厚度日产液量与平均渗透率关系图版，求取开发厚度为5m、10m、15m、20m浊积岩低渗透碎屑岩储层埋深2250m对应的渗透率分别为6.12mD、3.24mD、2.51mD、2.05mD，即经济极限初产油约束下的有效开发渗透率下限如图2所示，并参见表3(a)。

步骤24：重复步骤23，计算2700-3000m、3000-3400m、3400-4000m深度区间中间深度2850m、3200m、3700m分别对应的不同开发厚度的浊积岩低渗透碎屑岩储层经济极限初产油约束下的有效开发渗透率下限，参考图2并参见表3(b)～(d)。利用数据处理软件，拟合相同开发厚度浊积岩低渗透储层济极限初产油约束下的有效开发渗透率下限与埋深的函数关系，进而求取任意深度经济极限初产油和生产厚度约束下浊积岩低渗透碎屑岩储层有效开发渗透率下限，如图4所示。

表3：胜利油田某地区不同开发厚度浊积岩低渗透碎屑岩储层经济极限初产油约束下有效开发渗透率下限计算数据

本发明在充分考虑实际地质条件、生产成本、原油价格等约束条件下，通过建立经济极限初产油随深度、原油价格变化的图版和不同埋深区间低渗透储层单位厚度日产液量与平均渗透率相关关系，求取不同开发厚度低渗透碎屑岩储层经济极限初产油约束下的有效开发渗透率下限。具有以下优点：

1)通过引入经济极限初产油，将经济效益与储层有效开发渗透率下限相联系，首次实现了经济效益约束下的有效开发渗透率下限的计算；

2)考虑开发厚度对有效开发渗透率下限的影响，首次实现了开发厚度约束下的有效开发渗透率下限的计算；

3)综合考虑经济极限初产油和开发厚度，改进了有效开发渗透率下限计算方法，提高了低渗透碎屑岩储层有效开发渗透率下限计算的准确性和合理性。

图5(a)为利用常规方法确定的低渗透碎屑岩储层有效开发渗透率下限，图5(b)为利用本发明方法确定的低渗透碎屑岩储层有效开发渗透率下限。通过对比图5(a)、图5(b)不难看出，采用常规方法在同一深度仅能确定一个有效开发渗透率下限值。而采用本发明方法以经济极限初产油和开发厚度为约束条件，能够在同一深度根据开发厚度的差异确定不同的有效开发渗透率下限值。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种低渗透碎屑岩储层有效开发渗透率下限的求取方法，其特征在于，该方法包括：

A、根据单井试油井段纵向分布情况，将低渗透储层在纵向上划分为不同的深度区间，以渗透率为横坐标，单位厚度日产液量为纵坐标，绘制各深度区间低渗透储层单位厚度日产液量与平均渗透率关系图版；

B、以钻井深度为横坐标，经济极限初产油为纵坐标，建立经济极限初产油随储层埋深、原油价格变化的图版；

C、根据开发厚度，计算当前中间深度对应的单位厚度日产液量，带入当前深度区间单位厚度日产液量与平均渗透率关系图版，求取不同开发厚度低渗透储层的中间深度对应的渗透率；

D、根据划分的低渗透储层纵向分布深度区间，重复上述步骤C，由浅到深计算剩余深度区间中间深度对应的不同开发厚度低渗透碎屑岩储层经济极限初产油约束下的有效开发渗透率下限；然后利用数据处理软件拟合相同开发厚度低渗透碎屑岩储层经济极限初产油约束下的有效开发渗透率下限与埋深的函数关系，进而建立不同开发厚度低渗透储层经济极限初产油约束下的有效开发渗透率下限与埋深的函数关系。

2.如权利要求1所述低渗透碎屑岩储层有效开发渗透率下限的求取方法，其特征在于，所述步骤A之前包括：

A1、针对低渗透储层研究区块目的层位，以油田试油试采获取的试油井段的各项数据和参数为依据，确定单井试油井段深度及其对应的日产液量；

A2、根据钻井岩心、测录井资料，利用BendLinkEX软件，绘制综合录井图，通过钻井岩心观察分析和储层特征测录井响应综合分析，确定单井试油井段储层累计厚度，计算单井试油井段单位厚度日产液量；

A3、取单井试油井段低渗透储层钻井岩心，钻取岩心样品，并采用气体渗透率测定仪对所取岩心样品进行渗透率测试，然后根据物性测试结果计算单井试油井段低渗透储层平均渗透率。

3.如权利要求2所述低渗透碎屑岩储层有效开发渗透率下限的求取方法，其特征在于，步骤A1中所述的各项数据和参数，包括深度、日产液量、累计产液量、压力、温度、油气水性质。

4.如权利要求1所述低渗透碎屑岩储层有效开发渗透率下限的求取方法，其特征在于，所述步骤B之前包括：

考虑低渗透储层性质、生产成本、油气价格各约束条件，根据经济极限初产油求取方法，结合油田实际生产经营状况，确定储层钻井投资、地面投资、单井经营成本、年综合递减率、时率、汇率、吨桶系数、吨油费用、综合税率、资源税、商品率、经营成本上涨率、油水井系数、评价期限各关键参数。

5.如权利要求1所述低渗透碎屑岩储层有效开发渗透率下限的求取方法，其特征在于，所述根据经济极限初产油求取方法，具体为根据如下公式进行求取：

$q_{0\min }=\frac{(K_0\×{10}^{-4}H+I_b)\mathrm{\β}+C_0\·({(1+i)}^t-1)/i}{365{\mathrm{\τ}}_0{\mathrm{\α}}_0\left(\frac{{\mathrm{\η}}^{t-1}}{\mathrm{\η}-1}\right)[m(1-\mathrm{\γ})-n-p]\×{10}^{-4}};$ ；

其中：q_0min，油井经济极限初产油，t/d；K₀，单位钻井成本，元/m；H，井深，单位m；I_b，单井地面建设投资，万元；β，油水井系数，小数；C₀，单井经营成本，万元；i，经营成本年上涨率，小数；t，评价期限，a；τ₀，年生产时率，d；α₀，原油商品率，小数；η，年综合递减率，小数；m，油价，元/t；γ，综合税率，小数；n，吨油资源税，元/t；p，吨油费用，元/t。

6.如权利要求5所述低渗透碎屑岩储层有效开发渗透率下限的求取方法，其特征在于，所述步骤C之前包括：

C1、根据划分的低渗透储层纵向分布深度区间，由浅到深计算每一个深度区间的中间深度；

C2、根据经济极限初产油随低渗透碎屑岩储层埋深、原油价格变化的图版，由实际原油价格，计算该中间深度对应的经济极限初产油，结合低渗透储层含水率，计算中间深度储层对应的日产液量。