一种深层地下卤水单井可采资源量的预测计算方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种深层地下卤水单井可采资源量的预测计算方法，该方法利用沉积 盆地深层地下卤水单个钻井的开采量和压力资料，对沉积盆地深层地下卤水单个钻井的卤 水可采资源量进行预测计算，属于沉积盆地水文地质技术领域。 2.
【背景技术】
[0002] 深层地下卤水资源量的评价，是研究深层地下卤水的核心内容，也是卤水生产实 际急需解决的课题。一个沉积盆地、一个储卤构造以至一个钻井的卤水资源量，是国家重要 的资源数据，是政府和企业制定卤水勘探、开发规划的重要依据。但是，深层地下卤水资源 量评价的研究一直进展缓慢，在过去尚未建立起一套完整的、切实可行的并为人们所公认 的评价方法。这主要是因为深层地下卤水埋藏深度大、勘探开发程度低，其勘探、试验及测 试工作极为困难。此外，与石油、天然气资源相比，地下卤水资源的经济价值较小，在目前不 可能投入巨大资金进行详细的勘探和试验工作，以获取足够的资源量评价所需的资料（李 慈君等，1992)。深层地下卤水资源量评价工作难度大，致使一些重要的地下卤水分布区的 卤水资源量不清。这从总体上直接影响到有关部门对地下卤水资源是否应该和值得进一步 勘探开发的战略决策，而对一个具体的卤水生产基地或生产井而言，又影响到勘探开发工 作的具体部置或远期生产规划的制定。
[0003] 沉积盆地深层地下卤水只有天然储存资源量，可以将其分为可采资源量和非可采 量。可采资源量分为已采的资源量和尚未开采的资源量（剩余可采量）。另一方面，天然 储存资源量可以分为弹性的储存资源量和非弹性的储存资源量。可采量可以小于弹性储存 资源量，也可能大于弹性储存资源量而包含一部分非弹性储存资源量。同时，由于深层地下 卤水盆地分布、局部构造富集的特点，以及存在单个钻井揭露地下卤水的情况，又将深层地 下卤水资源量分为盆地（区域）的、储卤构造（局部）的和单井的资源量3个层次（周训， 2013)〇
[0004] 对于沉积盆地深层地下卤水的各类资源量，除了利用容积法等方法评价静态的天 然（储存）资源量（李慈君等，1992 ;周游等，2013)和数值法评价可采资源量（Wirojanagud 等，1986 ;李慈君等，1992 ;Huang等，2006 ;Zhou等，2006)以外，卤水可采（资源）量的评价 对于地下卤水的开发利用尤为重要。在沉积盆地的一些区域内，或者局部储卤构造内，有时 只有一个或若干单个钻井揭露地下卤水并加以开采利用。对于这种深层地下卤水钻井，需 要评价单井的卤水可采资源量，作为制定卤水资源开发利用规划的依据。
[0005] 深层地下卤水具有很高的测压水头，被钻井揭露后常能自喷出地表。利用单个钻 井自喷生产卤水是十分方便的。随着自喷生产的继续，深层卤水将逐渐消耗，储卤层的地 层压力（或水头）持续下降，钻井的自喷能力不断减小直至停喷，此后需要使用抽汲设备 才能继续开采卤水。在实际的卤水开发中，除了估算一个储卤层或者整个储卤构造的卤水 (储存）资源量和可采资源量外，还需要估算通过一个钻井能够开采出来的卤水资源量有 多少，以便了解一个卤水生产井的开采潜力。如果一个钻井自喷生产卤水一段时间，有可能 根据单个钻井的卤水生产记录资料预测单井的卤水可采资源量。在缺乏地下卤水勘查资料 和储卤层有关水文地质参数的情况下，利用自喷阶段的开采动态资料预测计算钻井卤水可 采资源量，具有重要的意义。 3.
【发明内容】
[0006] (1)钻井自喷开采深层地下卤水的物质平衡关系
[0007] 在天然条件下，深层储卤层在地下深处处于封闭状态，地下卤水承受很高的压力， 并与周围地层保持平衡。当钻井揭露储卤层自喷卤水后便破坏了这种平衡关系，使储卤层 的地层压力降低。因此，钻井自喷开采卤水的过程主要是依靠地层压力下降引起储卤层中 卤水和储集岩层的弹性膨胀的结果，具体表现为钻井卤水累积产量的逐渐增多和井口压力 的逐渐下降。容易看出，在地层压力下降的某一期间内，从储卤层中自喷采出的卤水资源 量，应当等于储卤层中水和岩层的弹性膨胀量（陈元千，1979)。即有以下物质平衡关系：
[0008]VBp=A?M?n?Sw?Cw?AP+A?M?n?Cf?AP (1)
[0009] 式中：Wp为钻井从自喷开始到某一时刻的一段时间内的齒水累积产量（m3) ;BP为 卤水体积系数;A为储卤层面积（m2) ;M为储卤层厚度（m) ;n为储卤层有效孔隙度；sw为储 卤层原始含水饱和度；Cw为卤水弹性压缩系数（1/MPa) ;Cf为储卤层岩石的弹性压缩系数 (1/MPa) ;AP为同一时期内的平均地层压力降（MPa)。
[0010] ⑵钻井自喷开采的卤水累积产量与相应的平均地层压力降之间的线性关系
[0011] 式（1)左端为钻井卤水自喷累积产量，右端为平均地层压力下降AP后在储卤层 范围内的卤水和岩石的弹性膨胀量之和。在式（1)中出现的参数六、11、8|5、5"、(；、(；、11都是 储卤层和卤水经过勘探和测试能够确定的，而且在一般情况下都是不可改变的常数。因而 卤水累积产量与平均地层压力降呈线性关系：
[0012] Wp=i?AP (2)
[0013]其中斜率为i=A?M?n?Sw ?Bp(Cw+Cf/Sw)。
[0014] 式（2)反映的只是卤水自喷开采过程中的某一时刻所处的状态，它与时间或空间 坐标没有直接关系。对于某一时刻而言，从自喷开始到该时刻的卤水总产量与这一期间内 的平均地层压力降具有式（2)所表示的关系。随着自喷开采的延续，地层压力不断下降，卤 水累积产量逐渐增大，从自喷开始到不同时刻的卤水累积产量与相应的平均地层压力降之 间具有式（2)的线性关系。
[0015] (3)钻井自喷开采的卤水累积产量与相应的平均井口压力降之间的线性关系 [0016]式（2)中卤水累积产量Wp是在卤水开采过程中容易收集到的实测数据，只需将日 常的卤水产量数据按给定的时间间隔累加即可获得。平均地层压力降AP是储卤层的原始 地层压力与某一时刻的地层压力差的平均值。原始地层压力可在自喷初期通过钻井测试或 者直接测量而容易求得，但自喷过程中某一时刻的地层压力除了在钻井井底处以外实际上 无法观测到。在自喷初期，地层压力降低不大，可用原始地层压力与井底压力之差近似作为 平均地层压力降。实际上，日常观测到的压力数据为井口压力，而井口压力与井底压力只相 差从井口到井底的一段水柱压力，因此井口压力降（最大井口压力与井口压力之差）与井 底压力降（原始地层压力与井底压力之差）的数值相同。由此可知，不同时期卤水累积产 量与相应的平均井口压力降亦近似地具有式（2)的线性关系（周训，1992)。 4.
【附图说明】
[0017] 附图是深层卤水钻井自喷开采的卤水累积产量与相应的平均井口压力的线性相 关关系图。
[0018]附图中横坐标是平均井口压力（MPa)，纵坐标是深层卤水钻井自喷开采的卤水累 积产量（m3)。由于钻井自喷开采卤水的过程中平均井口压力是降低的，所以拟合直线的斜 率是负值。 5.
【具体实施方式】
[0019] 如前所述，如果一个钻井自喷生产一个封闭的储卤层卤水而没有受到其它因素的 干扰，那么钻井在不同时期的卤水累积产量与相应的平均井口压力降近似地呈线性关系。 利用这一关系可以预测该钻井的最大卤水可采资源量。可以根据卤水累积产量和井口压力 降数据，先求出直线的斜率，然后外推到当压力降等于原始地层压力数值时，对应的卤水累 积产量就是该钻井的最大卤水可采资源量。
[0020] 为