西南石油大学学报（自然版）  2015, Vol. 37 Issue (5): 133-138
引用本文
彭晖, 刘玉章, 冉启全, 等 .致密油储层不同储渗模式下生产特征研究[J]. 西南石油大学学报（自然版）, 2015, 37(5): 133-138.
Peng Hui, Liu Yuzhang, Ran Qiquan, et al . An Analysis on Performance Characteristics of the Tight Oil Reservoir[J]. Journal of Southwest Petroleum University (Science & Technology Edition), 2015, 37(5): 133-138.
致密油储层不同储渗模式下生产特征研究    [PDF全文]
彭晖1 , 刘玉章1, 冉启全1, 王欣2, 童敏1    
1. 中国石油勘探开发研究院, 北京 海淀 100083;
2. 中国石油勘探开发研究院廊坊分院, 河北 廊坊 065007
收稿日期: 2013-06-08 ; 网络出版时间: 2015-09-21
基金项目: 国家高技术研究发展计划(863计划)(2013AA064902);中国石油勘探开发研究院院级项目(2012Y-043;2012Y-042)。
作者简介: 刘玉章, 1956年生, 男, 汉族, 山东东营人, 教授级高级工程师, 主要从事油气田开发方面的工作。E-mail:liuyzriped@petrochina.com.cn;
冉启全, 1965年生, 男, 汉族, 重庆万州人, 教授级高级工程师, 博士, 主要从事油气田开发方面的工作。E-mail:ranqq@petrochina.com.cn;
王欣, 1971年生, 女, 汉族, 河北保定人, 高级工程师, 硕士, 主要从事油气田开发方面的工作。E-mail:wangx69@petrochina.com.cn;
童敏, 1968年生, 男, 汉族, 四川广安人, 高级工程师, 博士, 主要从事油气田开发方面的工作。E-mail:tongmin06@petrochina.com.cn。
通信作者: 彭晖, 1980年生, 女, 汉族, 山东青岛人, 博士研究生, 主要从事油气田开发方面的工作。E-mail:penghui2011@petrochina.com.cn
摘要: 针对致密油储层通常会发育不同尺度的天然裂缝的地质特点, 依据天然裂缝发育程度以及基质的物性好坏, 将致密油储层划分为孔隙型、裂缝-孔隙型、孔隙-裂缝型及裂缝型。开展了不同储层类型下的生产特征研究, 获得了对不同储渗模式下油井生产规律特征的认识。主要通过Eclipse数值模拟软件, 建立符合不同储渗模式特点的模型, 通过计算对比分析其特点, 研究证实裂缝是单井初期高产的必要条件, 而具有较好储集能力的基质则是获得较高累产的必要条件。研究结果对致密油开发部署具有非常重要的意义。
关键词: 致密油     双孔双渗     双孔单渗     裂缝-孔隙型     孔隙-裂缝型    
An Analysis on Performance Characteristics of the Tight Oil Reservoir
Peng Hui1 , Liu Yuzhang1, Ran Qiquan1, Wang Xin2, Tong Min1    
1. Research Institute of Petroleum Exploration and Development, PetroChina, Haidian, Beijing 100083, China;
2. Langfang Branch Research Institute of Petroleum Exploration and Development, PetroChina, Langfang, Hebei 065007, China
Abstract: Generally, there are natural fractures of varied sizes distributed in the tight oil reservoir. According to the size and density of fractures and the porosity and permeability of matrix, the tight oil reservoirs could be classified into 4 types: the Porous Type, the Fracture-porous type, the Porous-fracture type and the Fracture-type. This paper is mainly focused on the performance characteristics analysis of the different types. The performance curves of different types exhibit different decline trends. Applying Eclipse software into the tight oil reservoir simulation, we built 4 different models to study their performance. Based on the results analysis, the fracture permeability and matrix porosity is proved to be very key parameters to the initial production rate and the decline rate. Thus, fractures are the necessary conditions to get a high initial production rate and the matrix with considerable storage capacity is the necessary conditions to get a high cumulative production.
Key words: tight oil     dual porosity dual permeability     dual porosity single permeability     fracture-porous type     porous-fracture type    
引言

致密油是指以吸附或游离状态赋存于生油岩中，或与生油岩互层、紧邻的致密砂岩、致密碳酸盐岩等储集岩中，未经过大规模长距离运移的石油聚集。一般按基质覆压渗透率0.1 mD(气测渗透率1 mD)，作为致密油储层渗透率上限[1-6]。

致密油资源具有分布广、富集区零散、埋藏深、储层致密的特点。渗流阻力大，通常油井自然产能低，依靠常规技术无法实现规模效益动用[7-13]。致密油储层致密，开发难度大，依据裂缝发育程度和基质物性好坏的不同，致密油储层又可划分为不同的类型。对每种储层类型下的生产特征进行研究，对致密油开发部署具有非常重要的意义[14-19]。

本文针对不同类型储层建立了不同的油藏数值模拟模型，进行计算，研究了不同类型储层的生产特征，并以中国某典型致密油储层为例，对其中4口单井的生产特征与数模结果进行了对比分析。

1 储层类型划分

致密油储层通常发育毫米-微米-纳米级多级孔喉系统，其中以纳米级孔隙为主，微米级孔隙次之，局部可能发育孔径较大的毫米级孔隙。致密油储层通常也会发育不同程度的天然裂缝，由构造作用形成的宏观缝，通常缝宽较大，宏观缝可在大范围内沟通基质和微裂缝，是高产的重要条件；由成岩作用、构造作用和溶蚀作用形成的微缝，通常缝宽较小，起渗流通道的作用，沟通范围极其有限[1-4]。

依据天然裂缝和孔隙的发育情况，致密油储层可划分为以下4种类型，如表 1所示，(1) 孔隙型，储层发育常规及微纳米孔隙，常规孔隙是其主要储集空间，其渗流能力和储集能力较强；(2) 裂缝-孔隙型，储层以微纳米孔隙为主，裂缝发育，因此基质物性较差，天然裂缝是主要的渗流通道，基质通过裂缝向井筒窜流，为双孔单渗型；(3) 孔隙-裂缝型，孔隙以常规孔隙为主，发育天然裂缝，基质物性较好，天然裂缝和基质共同渗流，为双孔双渗型；(4) 裂缝型，通常位于断裂及裂缝发育区，除了发育由构造作用形成大裂缝，还发育大量微裂缝，裂缝既是渗流通道也是储集空间。

2 模型建立
表1 储层类型划分 Table 1 The classifications of tight oil reservoirs

参考了典型的致密油储层G油田的相关数据，按照4类储层的特点，建立了相应的数值模拟模型。4类储层的基本参数如表 2所示，其他基本参数如表 3所示。

表2 数值模拟基本孔渗参数 Table 2 The parameters of permeability and porosity
表3 数值模拟其他基本参数 Table 3 The parameters for reservoir simulation
3 生产特征分析

(1) 对于孔隙型储层来说，其产量曲线(图 1)特点是初期产量较低，但是递减缓慢，产量水平维持较稳定。在孔隙型储层中，基质不仅是储集空间，更是主要的渗流通道，因此其单井产能通常较低，但是由于基质良好的储集和供给能力，因此可以维持较长的低产、稳产时间，其单井的生命周期通常较长。如图 1所示，模型预测20 a，单井累产可达8 000 m3。

图1 孔隙型储层单井产量曲线 Fig. 1 Production performance curves of porous type reservoirs

(2) 对于裂缝-孔隙型储层，其产量曲线(图 2)的特点是初期产量较高，递减较快，初期阶段约持续4$\sim$5 a时间，平均年递减率高达35%。初期阶段首先采出的是裂缝中的储量，因此其初产较高，但是裂缝的储集能力较弱，而这类储层中基质的储集和供给能力相对也比较弱，因此初期阶段递减较快。

图2 裂缝-孔隙型储层单井产量曲线 Fig. 2 Production performance curves of fracture-porous type reservoirs

(3) 对于孔隙-裂缝型储层，其产量曲线(图 3)的特点是初期产量较高，但是递减稍快，初期阶段约维持7$\sim$8 a时间，平均年递减率约25%，该类储层中基质的储集能力和供给能力较强，因此其递减相对于裂缝-孔隙型较慢，初期阶段不仅大量采出了裂缝中的储量，基质本身向井筒蹿流，因此初期产量来自于裂缝和基质。

图3 孔隙-裂缝型储层单井产量曲线 Fig. 3 Production performance curves of porous-fracture type reservoirs

初期阶段裂缝和基质共同作用，随着裂缝中储量被不断地采出，基质的供给逐渐占主导地位。孔隙-裂缝型储层中通常以常规孔隙为主，其储集能力和导流能力都很好，因此其递减相对较慢，高产阶段较长，累产较高。

(4) 对于裂缝型储层，其产量曲线(图 4)特点是初期产量较高，递减非常快，年平均递减率高达70%。经过3$\sim$4 a时间，裂缝中储量很快被采完，油井的生命周期也因此结束。

图4 裂缝型储层单井产量曲线 Fig. 4 Production performance curves of fracture types of reservoirs

综合4种类型曲线分析，如图 5所示，从初期递减率来看，裂缝型递减最快，裂缝-孔隙型次之，孔隙-裂缝型再次之，孔隙型递减最慢。从20 a累产来看，孔隙-裂缝型累产最高，裂缝-孔隙型次之，孔隙型再次之，裂缝型最低。孔隙型20 a末累产虽然高于裂缝型，但是孔隙型产量上升缓慢，其生产特征与致密油开发需快速收回投资的模式是矛盾的，但是孔隙型储层存储能力较强，具有一定的开发潜力，结合适当的储层改造技术，孔隙型储层的开发潜力将得到较大的提高。

图5 4种类型储层单井产量曲线 Fig. 5 Production performance curves of four type reservoirs

从图 6可以看出，由于裂缝-孔隙型储层中，储层的基质物性较好，基质中的储量较早较快地被采出，基质贡献效率比裂缝-孔隙型要快，因此，初期阶段时间较长(约7$\sim$8 a)，采出程度高达80%；相比而言，孔隙-裂缝型储层，初期阶段时间短(约4$\sim$5 a)，在初期阶段采出程度则有所降低，这是因为其储层基质物性较差，基质贡献效率较低。

图6 孔隙-裂缝型与裂缝孔隙型储层不同阶段采出比例对比 Fig. 6 The comparison of cumulative production percentage between porous-fracture type and fracture-porous type in earlier and later period

从图 7可以看出，前3 a采出比例最大的是裂缝型，采出比例最小的是孔隙型仅为18%，对于裂缝-孔隙型和孔隙-裂缝型采出比例均大于50%。为了符合致密油快速收回投资的开发模式，应采用合适的储层改造方式，加快孔隙型、双孔渗型、双孔单渗型储层的开采速度，尽量在短时间内收回投资。

图7 前3年累积产量占20年累积产量比 Fig. 7 The ratio of the cumulative production of the past 3 years to that of 20 years
4 应用实例

中国G油田储层物性差，其平均孔隙度为1%$\sim$6%，平均渗透率为0.073$\sim$0.230 mD，为典型致密油，原油物性好(地层原油黏度为0.22$\sim$3.96 mPa$\cdot$s、地层原油密度为0.57$\sim$0.76 g/cm3)、压力系数高(0.80$\sim$1.72)。经过多年开发，已对区内储层、裂缝、含油性、产能已有整体上的初步认识。根据储层物性和裂缝的发育情况，储层可分为孔隙型、裂缝型、裂缝-孔隙型和孔隙-裂缝型4种。分别选取能够反映4种储层特征的4口井，产量曲线如图 8所示。

图8 4口井产量曲线 Fig. 8 Production curves for 4 wells

结合4口井的生产曲线(图 8)以及前3 a累积产量占总产量的比例(图 9)，可以看出4口井的产量曲线变化特征和趋势与本文前述的4种类型单井的特征符合。实际井前3 a的产出比例与数值模拟计算的结果也比较一致。

图9 实际井与数模结果对比 Fig. 9 History and match results comparison
5 结论

(1) 在初期阶段裂缝贡献较大，并逐渐减少，基质贡献较小，但是逐渐增大。裂缝是初期高产的必要条件，而良好的基质物性则是长期稳产的必要条件。

(2) 致密油开发不能一味追求单井累产，而要快速收回投资，因此，对于孔隙型、裂缝-孔隙型及孔隙-裂缝型储层来说，需通过适当的储层改造技术，提高前期的采出程度。

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