特高含水油田強(qiáng)化采液效果評(píng)價(jià)新方法研究與應(yīng)用

張海燕,崔紅紅,周海峰

(1.中國(guó)石化勝利油田分公司地質(zhì)科學(xué)研究院,山東東營(yíng)257015; 2,中國(guó)石化勝利油田分公司勝利采油廠;3.中國(guó)石化勝利油田分公司河口采油廠)

特高含水油田強(qiáng)化采液效果評(píng)價(jià)新方法研究與應(yīng)用

張海燕1,崔紅紅2,周海峰3

(1.中國(guó)石化勝利油田分公司地質(zhì)科學(xué)研究院,山東東營(yíng)257015; 2,中國(guó)石化勝利油田分公司勝利采油廠;3.中國(guó)石化勝利油田分公司河口采油廠)

歷經(jīng)四十多年注水開發(fā),勝利油田已整體處于特高含水開發(fā)階段。隨著開發(fā)的不斷深入,越來(lái)越多的油田綜合含水將不斷上升。為了確保油田持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展,結(jié)合理論分析和礦場(chǎng)實(shí)踐提出以放大生產(chǎn)壓差強(qiáng)化采液為核心的產(chǎn)液結(jié)構(gòu)調(diào)整思路,建立了有效提液的雙重檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),即分別從增油量和可采儲(chǔ)量的角度論證強(qiáng)化采液的可行性和有效性。

高含水油田;采液指數(shù);生產(chǎn)壓差;強(qiáng)化采液;可采儲(chǔ)量

勝利油田歷經(jīng)四十多年注水開發(fā),已進(jìn)入特高含水開發(fā)階段。截至2008年底勝利油田綜合含水高達(dá)90.3%,可采儲(chǔ)量采出程度80.1%,剩余可采儲(chǔ)量采油速度10.6%,開發(fā)調(diào)整難度大。但不同類型油藏的密閉取心井、飽和度監(jiān)測(cè)、測(cè)井多功能解釋成果、動(dòng)態(tài)分析等資料均表明,盡管含油飽和度較原始狀態(tài)低很多,但剩余油飽和度仍普遍高于殘余油飽和度,且局部還存在剩余油富集區(qū)。強(qiáng)化采液是高含水期主導(dǎo)技術(shù)措施,本文對(duì)其增油增儲(chǔ)效果評(píng)價(jià)的方法進(jìn)行了深入分析[1]。

1 強(qiáng)化采液可行性分析

水驅(qū)油藏?zé)o因次采液指數(shù)隨含水率的變化規(guī)律是油藏動(dòng)態(tài)變化的重要規(guī)律,應(yīng)用實(shí)際數(shù)據(jù)、巖心實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等方法均可求得[2]。應(yīng)用巖心實(shí)驗(yàn)測(cè)得的油、水相對(duì)滲透率隨含水飽和度數(shù)據(jù),求取了勝利高含水油田無(wú)因次采液指數(shù)隨含水變化關(guān)系曲線。當(dāng)含水為90%時(shí),無(wú)因次采液指數(shù)為3.0,當(dāng)含水為95%時(shí),無(wú)因次采液指數(shù)為4.2,當(dāng)含水為98%時(shí),無(wú)因次采液指數(shù)為6.7。隨著含水上升,無(wú)因次采液指數(shù)呈現(xiàn)持續(xù)增長(zhǎng)趨勢(shì)。強(qiáng)化采液是該階段水驅(qū)油藏保持穩(wěn)產(chǎn),提高最終采收率的有效開發(fā)方式。

此外,強(qiáng)化采液勢(shì)必在地層能量滿足的前提下開展,這就意味油井要提液,注水井就必須提高注入速度,增大增入倍數(shù)。而驅(qū)動(dòng)速度增加,參與流動(dòng)的毛細(xì)管增多,毛管數(shù)相應(yīng)增大,儲(chǔ)層孔隙中的油滴越易移動(dòng)。并且注水壓力梯度ΔP/L越大,油水界面張力σ越小,潤(rùn)濕角越接近90°,儲(chǔ)層孔隙中的油滴越易流動(dòng)[3]。由不同注入速度下注入倍數(shù)-驅(qū)油效率曲線(圖1)看出,注入倍數(shù)達(dá)到500倍時(shí),注入速率由0.5mL/min提高到4mL/min,驅(qū)油效率由70.6%上升到76.9%,提高了6.3%。由此可見,提高注入速度,增大毛管數(shù),降低界面張力,這是提高驅(qū)油效率和降低剩余油飽和度的有效手段。

圖1 不同注入速度下注入倍數(shù)-驅(qū)油效率曲線

2 強(qiáng)化采液效果評(píng)價(jià)新方法

在生產(chǎn)實(shí)踐中,放大生產(chǎn)壓差提液并非全部有效。由于儲(chǔ)層及原油物性不同,部分井采液指數(shù)隨油井含水的上升反而下降,導(dǎo)致放大生產(chǎn)壓差后液量提不上去。由于儲(chǔ)層的非均質(zhì)性,一些井提液后,高壓出水層大量產(chǎn)水,致使油井產(chǎn)量大幅遞減。因此,客觀評(píng)價(jià)強(qiáng)化采液的增產(chǎn)、增儲(chǔ)效果,不但要看強(qiáng)化采液井本身增產(chǎn)油量的大小(第一標(biāo)準(zhǔn));實(shí)施各項(xiàng)調(diào)整措施的最終目的都是為了提高油藏的采收率(即可采儲(chǔ)量)。因此,將強(qiáng)化采液對(duì)油井控制可采儲(chǔ)量的變化作為判斷強(qiáng)化采液效果優(yōu)劣的第二標(biāo)準(zhǔn),形成了有效提液的雙重檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。

2.1 強(qiáng)化采液增油量評(píng)價(jià)方法

本次研究的強(qiáng)化采液措施增油量的算法與常規(guī)的算法是不同的。常規(guī)的算法是措施后的單井日油能力與措施前的單井日油能力之差大于1為措施有效的判斷條件,在措施有效期內(nèi)(指的是措施當(dāng)年的有效期)的增油量。本研究采用的算法是措施有效地判斷條件不變,不同的是措施有效期的時(shí)間不同,本研究采用的是跨年的時(shí)間,也就是強(qiáng)化液措施在整個(gè)有效時(shí)間內(nèi)的方法,這樣更能反映出強(qiáng)化采液措施的實(shí)際效果,有利于相關(guān)的對(duì)比分析。

2.2 強(qiáng)化采液增加可采儲(chǔ)量評(píng)價(jià)方法

可采儲(chǔ)量標(biāo)定未采用常規(guī)的水驅(qū)特征曲線法。因?yàn)橛吞镩_發(fā)中后期,部分油田或開發(fā)單元調(diào)整產(chǎn)液結(jié)構(gòu)后,水驅(qū)特征曲線表現(xiàn)出"壓頭"或"上翹"現(xiàn)象,用水驅(qū)特征曲線計(jì)算的可采儲(chǔ)量不能反映油藏的實(shí)際開發(fā)狀況。因此,根據(jù)滲流力學(xué)原理,建立油田開發(fā)中后期油藏采油速率與采出程度之間的關(guān)系式(式1、2),計(jì)算出油藏采收率及可采儲(chǔ)量[4-5]。應(yīng)用該方法,分別標(biāo)定了強(qiáng)化采液井前后控制的可采儲(chǔ)量,以事實(shí)數(shù)據(jù)說(shuō)明強(qiáng)化采液措施的有效性。

即,當(dāng)油藏條件一定的情況下,Np與Q(t)呈線性關(guān)系。

式中:K——油層滲透率;h——油層厚度,m; μ0——原油粘度,mPa·s;ΔP——生產(chǎn)壓差,MPa;Re——供油半徑,m;rw——井徑,m;B——原油體積系數(shù),f;Q(t)——產(chǎn)油量,m3/d;V——油層體積, m3;φ——油層孔隙度,f;t——時(shí)間,d;a,b——油相相對(duì)滲透率曲線形態(tài)參數(shù);c——積分常數(shù);NP——累計(jì)產(chǎn)油量,m3;v——采油速率,f。

3 實(shí)例驗(yàn)證

結(jié)合開發(fā)實(shí)踐,以2000-2007年ST油田同層換大泵、下電泵井為例,分析強(qiáng)化采液對(duì)油藏近期產(chǎn)量和長(zhǎng)遠(yuǎn)采收率的影響。

3.1 強(qiáng)化采液對(duì)產(chǎn)量的影響

由強(qiáng)化采液措施增油效果統(tǒng)計(jì)可以看出(表1),ST油田2000-2007年同層提液井144口,其中無(wú)效井4口,措施有效率高達(dá)97.2%。措施有效期內(nèi)平均單井增油4593×104t,合計(jì)累增油66.12× 104t,減緩了產(chǎn)量大幅遞減。可以說(shuō),強(qiáng)化采液是短期內(nèi)促使產(chǎn)量快速提升的有效手段。

3.2 強(qiáng)化采液對(duì)可采儲(chǔ)量的影響

表1 ST油田2000-2007年同層強(qiáng)化采液井措施增油效果統(tǒng)計(jì)

表2 ST油田2000-2007年同層強(qiáng)化采液井措施增加可采儲(chǔ)量效果統(tǒng)計(jì)

由ST油田2000-2007年同層強(qiáng)化采液井措施增加可采儲(chǔ)量效果統(tǒng)計(jì)(表2)可知,137口提液井(占提液總井?dāng)?shù)的95.1%)提液后增加可采儲(chǔ)量,且增加的幅度相當(dāng)可觀:平均單井增加可采儲(chǔ)量0.62×104t,累計(jì)增加89.6×104t。

統(tǒng)計(jì)分析可知,措施有效井提液后共同體現(xiàn)出增油和含水上升的特點(diǎn)。所不同的是,含水上升幅度的不同,決定了產(chǎn)量遞減類型的差異,主要包括三種情況:遞減加大(68口,平均單井增加可采儲(chǔ)量5539t),遞減減緩(20口,平均單井增加可采儲(chǔ)量5726t)、遞減基本不變(56口,平均單井增加可采儲(chǔ)量7239t)。遞減減緩或不變主要是由于滲透率級(jí)差大的解放了低滲層;滲透率級(jí)差小層,增大生產(chǎn)壓差,參與流動(dòng)的毛管數(shù)增加。即使部分井產(chǎn)量遞減加快,由于提液后產(chǎn)油量增大,仍然能夠增加可采儲(chǔ)量。

4 結(jié)論

放大生產(chǎn)壓差強(qiáng)化采液,是減緩產(chǎn)量大幅遞減的有效方式。

從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,強(qiáng)化采液可以有效增加可采儲(chǔ)量,改善油藏最終開發(fā)效果,其改善的程度取決于產(chǎn)量遞減的大小,即含水上升的快慢。通過(guò)注采完善、加大非主力層動(dòng)用等有效措施抑制含水快速上升,才能確保強(qiáng)化采液取得最佳效果。

強(qiáng)化采液效果評(píng)價(jià)新方法可以定量描述措施增油增儲(chǔ)效果,并且將增油量或增加可采儲(chǔ)量與措施極限產(chǎn)油量對(duì)比,可用于判斷措施的經(jīng)濟(jì)有效性。即,措施失效后,增油量與極限增油量對(duì)比分析;措施仍有效的情況下,可以用預(yù)測(cè)的增加可采儲(chǔ)量與極限增油量進(jìn)行對(duì)比分析。

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TE313.3

A

1673-8217(2010)02-0070-03

2009-12-04;改回日期:2010-01-15

張海燕,工程師,1977年生,1999年畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)(華東)石油工程專業(yè),2006年中國(guó)石油大學(xué)石油工程學(xué)院油氣田開發(fā)專業(yè)碩士畢業(yè),現(xiàn)從事油田開發(fā)綜合研究工作。

編輯:彭剛