CN112131522B - 一种中深层油气藏烃柱高度的预测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种中深层油气藏烃柱高度的预测方法，所述方法包括：根据已钻探井的烃柱高度计算出整个油气藏的净浮力；对该油气藏范围内的所有油气藏单元适用相同的所述净浮力，进而算得未同时钻遇油水界面和气油界面的油气藏单元的烃柱高度。本发明利用已钻遇流体界面油气藏单元的烃柱高度定量计算出整个油气藏的封堵能力，从而规避了直接计算毛管力来计算烃柱高度，基于的参数容易获得，计算方法简单，参数少，容易掌握，无需将每个井都钻遇油气界面和油水界面，根据部分同时钻到气油界面和油水界面的油气藏单元的烃柱高度能够快速得到其它没有同时钻遇到气油界面和油水界面的油藏单元的烃柱高度，进而能够获得整个油气藏的油气储量预测结果。

Description

一种中深层油气藏烃柱高度的预测方法

技术领域

本发明涉及油气开发技术领域，具体涉及一种油气田中深层油气藏烃柱高度的定量预测方法。

背景技术

气顶油环油气藏作为一种复杂的油气藏类型，需要在开发前尽可能分别估算出天然气和原油的地质储量，以便能减小工程设施不适应的风险。

目前，可利用定量计算泥岩盖层或者断层的封堵能力来计算烃柱高度。泥岩盖层或断层封堵能力定量计算的核心是计算其毛管力的大小。而毛管力计算需要吼道半径、孔隙半径以及不同流体的界面张力等关键参数。但是，吼道半径、孔隙半径、界面张力等参数与泥质含量、岩性粒度、流体性质等密切相关，在空间上是变化的，实际生产可研工作中很难得到这些准确的参数值，计算误差较大。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种海上油气田中深层气顶油环油气藏烃柱高度的定量预测方法，以能够快速定量计算气柱和油柱高度，进而在海上少井条件下定量计算气顶油环油气藏的天然气和原油地质储量，进而指导开发方案的编制。

本发明提出一种油气藏烃柱高度的预测方法，所述方法包括：

根据已钻探油井的烃柱高度计算出整个油气藏的油气顶净浮力，在油气藏平衡状态下，净浮力大小等于泥岩盖层或断层的毛管力，即净浮力代表了该区块范围内泥岩盖层或断层的封堵能力；

对相同区块未钻遇流体界面的油气藏单元适用相同的所述净浮力，进而算得未钻遇流体界面油气藏单元的油柱高度或气柱高度或油气柱高度。

进一步地，本发明油气藏的油气藏净浮力的计算按照下式计算：

(ρ_o-ρ_g)gH_g+(ρ_w-ρ_o)gH_o＝Fr

其中，Fr：为油气藏净浮力，单位为N；

ρ_w：为地层水密度，单位为g/m³；

ρ_o：为原油油密度，单位为g/m³；

ρ_g：为天然气密度，单位为g/m³；

g：为重力加速度；

Hg为油气藏单元的气柱高度，Ho为油气藏单元的油柱高度。

根据本发明的一种实施方式，所述整个油气藏的油气藏净浮力为若干个已钻遇流体界面油气藏单元的所述净浮力Fr的平均值。

进一步地，所述油气藏烃柱的油气柱总高度H＝H_g+H_o。

根据本发明的一种实施方式，当井钻遇油水界面，未钻遇气油界面，则能直接获得该油气藏单元油气柱高度H的数值，根据已钻到气油界面和油水界面的油气藏单元确定烃柱高度并算得净浮力的平均值则钻遇油水界面而未钻遇气油界面的油气藏单元的气柱高度为：

所述油气藏单元的油柱高度为：H_o＝H-H_g。

根据本发明的一种实施方式，若气柱高度H_g＝0，则代表不发育气顶，为纯油藏；若气柱高度H_g＞0，则根据该H_g的值计算得到气顶的规模。

根据本发明的一种实施方式，当井钻遇气油界面，未钻遇油水界面，则能直接获得该油气藏单元的气柱高度H_g，根据已钻到气油界面和油水界面的油气藏单元确定烃柱高度并算得净浮力的平均值则钻遇气油界面而未钻遇油水界面油气藏单元的油柱高度H_o为：

则钻遇气油界面而未钻遇油水界面油气藏单元油气柱高度H为：

H＝H_g+H_o。

本发明中，所述净浮力Fr的值等于封堵油气藏的毛管力值。

根据本发明的一种实施方式，所述已钻探井的烃柱高度的确定方法为：

在含油气层位的顶面构造图中，从流体界面到圈闭最高点的垂直高度即为该油气藏单元的烃柱高度。

根据本发明的一种实施方式，根据流体取样分析结果，确定所述原油油密度、天然气密度、地层水密度。

本发明利用已钻遇流体界面油气藏单元的烃柱高度定量计算出整个油气藏的平均净浮力，在油气藏处于平衡状态下该净浮力值等于该油气藏盖层或断层的毛管力大小，即封堵油气的能力。从而规避了直接计算毛管力来计算烃柱高度。基于的参数容易获得，主要参数为原油密度、天然气密度、地层水密度，均是油田开发常规必备参数，都比较容易获得；计算方法简单，参数少，容易掌握，无需将每个井都钻探出油气界面和油水界面，钻探部分完整界面的井就能够快速得到其他钻探界面不完整的井的烃柱高度，进而能够获得整个油气田的油气储量的预测结果，因此本发明能够快速定量计算未钻探全面界面的油井的气柱或油柱的高度，进而在海上少井条件下定量计算气顶油环油气藏的天然气和原油地质储量，从而有效指导开发方案的编制。

附图说明

图1为本发明一实施例气顶油藏模式示意图；

图2为本发明一实施例气顶油藏模式示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。

为能够快速定量计算气柱和油柱的高度，进而在海上少井条件下定量计算气顶油环油气藏的天然气和原油地质储量，从而有效指导开发方案的编制，本发明提出一种海上油气田中深层气顶油环油气藏烃柱高度的定量预测方法。

油气田油气充注结束后，单位质量的原油质点在含水孔隙介质中主要受3种力的作用：重力、浮力和毛管力，石油地质学中常将浮力与重力同时考虑，并将浮力与重力的代数和称为净浮力(Fr)，石油质点的净浮力表示为：

Fr：原油净浮力，N；

ρ_w：地层水密度，g/m³；

ρo：原油油密度，g/m³；

ρ_g：天然气密度，计算天然气质点的净浮力时将ρo替换为ρ_g；

g：重力加速度，g＝9.8m/s；

单位面积为1，垂直高度为H的连续油柱所产生的净浮力为：

Fr＝H(ρ_w-ρ_o)g

油气藏盖层的毛管力公式为：

Pc：毛管压力，Pa；

σ：表面张力，×10^-3N/m；

r_t：喉道半径，μm；

r_p：孔隙半径，μm；

在油气藏中，当流体系统达到平衡时，即为流体处于受力平衡状态：

Fr＝Pc

如果测得喉道半径、孔隙半径及表面张力即可算得毛管压力，从而根据力平衡状态算得烃柱高度H。

但是计算过程中流体表面张力、吼道半径、孔隙半径等参数空间变化较大且不易得到，实际开发生产中可操作性差。

另外，在海上少井条件下通过类比或借用相邻油气田参数的办法来估算天然气和原油储量，误差也较大，不仅影响了储量品质评价结果，也增加了投入开发后工程设施无法适应油气田开发的风险。

本发明探究了另一快速预测油气藏烃柱高度方法，其主要原理为：同一油气藏其盖层或断层封堵能力相近，在油源充足的条件下应有相同的烃柱高度。因此，可以利用已钻遇流体界面储量单元的烃柱高度定量计算出封堵油气藏的毛管力大小，从而规避了直接计算毛管力。

根据本发明的一种实施方式，根据已钻遇油水界面和气油界面油气藏单元的烃柱高度值预测其它只钻遇油水界面或只钻遇气油界面油气藏单元的气柱高度或油柱高度的具体方法包括以下步骤：

1)确定流体界面参数

整理并分析已钻井的钻井信息，获取其中钻遇的流体界面信息，包括油水界面、气油界面、油底、气底，分别用OWC、GOC、LKO、LKG表示。部分钻井未必能够揭示出所有流体界面，多数情况下只能获取到部分流体界面参数，因此需根据已同时钻遇油水界面和气油界面的油气藏单元来预测只钻遇部分流体界面油气藏单元的烃柱高度。

2)确定流体参数

根据流体取样分析结果，确定原油密度、天然气密度、地层水密度，分别用ρ_o、ρ_g、ρ_w表示。

3)确定已钻到流体界面的烃柱高度

在含油气层位的顶面构造图中，从流体界面到圈闭最高点的垂直高度即为相应的烃柱高度。气柱高度、油柱高度、油气柱高度，分别用H_g、H_o、H_og来表示。

4)计算油气藏最大封堵能力

选取已钻到流体界面(油水界面和气水界面)的储量单元，计算其净浮力Fr，Fr值等于封堵油气藏的毛管力值P_c。

Fr＝(ρ_w-ρ_g)gH_g+(ρ_w-ρ_o)gH_o对每一个钻到流体界面且能通过探井确定烃柱高度的储量单元计算其F_r1、F_r2、F_r3…F_m，计算其算数平均值

5)气顶油环油气藏烃柱高度计算

情况1：如图1，钻井被划分为三层，其中上层代表天然气，中间层代表原油，最下层代表水，相应地，Hg代表气柱高度，Ho代表油柱高度，而H代表整个储量单元的烃柱高度。此实施方式中井钻遇油水界面OWC，未钻遇气油界面GOC，也就是能获得H的数值，但不能获得H_g和H_o的数值。

已知参数：储量单元的油气烃柱高度H。

H_g+H_o＝H ②

通过解上述两元一次方程得到：

H_o＝H-H_g

其中，可根据已钻到流体界面且能通过探井确定烃柱高度(已钻探的井的H_g和H_o都已探明)的储量单元计算得到的平均净浮力，根据本发明的推导原理，同一油气藏其盖层或断层封堵能力相近，在油源充足的条件下应有相同的烃柱高度，则可将算得的已探井的/>带入上式计算，算得本钻探井的H_g。

若H_g＝0，则代表不发育气顶，为纯油藏。

若H_g＞0，则可根据H_g计算得到气顶的规模。

获得H_g后进而可算得H_o，则可对该处油田的油气藏进行评估。

情况2：如图2所示，钻井被划分为三层，其中上层代表天然气，中间层代表原油，最下层代表水，相应地，Hg代表气柱高度，Ho代表油柱高度，而H代表整个储量单元的烃柱(气柱和油柱)高度。此实施方式中井钻遇气油界面GOC，未钻遇油水界面OWC，也就是能够获得气柱高度H_g，而未获得油柱高度H_o和油气柱总高度H。

已知参数：气顶的气柱高度H_g。

首先根据已钻探的井获得再根据下面式子：

则

进而获得：H＝H_g+H_o

也就是先计算得到油柱高度Ho后，再可计算得到储量单元的烃柱高度H，进而可以预估得到储量单元的储量规模。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：基于的参数容易获得，主要参数为原油密度、天然气密度、地层水密度，均是油田开发常规必备参数，都比较容易获得；计算方法简单，参数少，容易掌握，无需将每个井都钻探出油气界面和油水界面，钻探部分完整界面的井就能够快速得到其他钻探界面不完整的井的烃柱高度，进而获得整个油气田的油气储量的预测结果。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中实施例的各零部件、装置都是可以有所变化的，各实施方式都可根据需要进行组合或删减，附图中并非所有部件都是必要设置，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所述的这些实施例，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (5)

1.一种油气藏烃柱高度的预测方法，其特征在于，所述方法包括：

根据已钻探井的烃柱高度计算出整个油气藏的净浮力，所述油气藏净浮力的计算按照下式计算：

= Fr

其中，Fr：为油气藏净浮力，单位为N；

ρ_w：为地层水密度，单位为g/m³；

ρ_o：为原油油密度，单位为g/m³；

ρ_g：为天然气密度，单位为g/m³；

g：为重力加速度；

Hg为已钻探井的气柱高度，Ho为已钻探井的油柱高度；

所述整个油气藏净浮力为若干个已钻探井的所述净浮力Fr 的平均值；

在同一油气藏范围内，所有油气藏单元适用相同的所述净浮力，进而算得该油气藏范围内未同时钻遇油水界面和气油界面的油气藏单元的烃柱高度，当井钻遇油水界面，未钻遇气油界面，则能直接获得油气柱高度H的数值，根据已钻到流体界面且能通过探井确定烃柱高度算得净浮力的平均值，则未钻探全面界面的油井的气柱高度为：

所述油气藏单元的油柱高度为：H_o=H-H_g；

若气柱高度H_g=0，则代表不发育气顶，为纯油藏；若气柱高度H_g>0，则根据该H_g的值计算得到气顶的规模；

当井钻遇气油界面，未钻遇油水界面，则能直接获得该油气藏单元的气柱高度H_g，根据已钻到流体界面且能通过探井确定烃柱高度算得净浮力的平均值，则该油气藏单元的油柱高度H_o为：

则该油气藏单元的油气柱高度H为：

H=H_g+H_o 。

2.根据权利要求1所述的油气藏烃柱高度的预测方法，其特征在于，所述油气藏烃柱的油气柱总高度H=H_g+H_o。

3.根据权利要求1所述的油气藏烃柱高度的预测方法，其特征在于，所述净浮力Fr的值等于封堵油气藏的毛管力值。

4.根据权利要求1所述的油气藏烃柱高度的预测方法，其特征在于，所述已钻探井的烃柱高度的确定方法为：

在含油气层位的顶面构造图中，从流体界面到圈闭最高点的垂直高度即为相应流体的烃柱高度。

5.根据权利要求1所述的油气藏烃柱高度的预测方法，其特征在于，根据流体取样分析结果，确定所述原油油密度、天然气密度、地层水密度。