水淹圖的繪制方法及在躍進二號油田開發(fā)后期中的應(yīng)用

張寒池,張 宙,鄭愛玲

(1.長江大學地球科學學院,湖北荊州 434023;2.油氣勘探開發(fā)與勘探技術(shù)教育部重點實驗室·長江大學;3.長江大學石油工程學院）

水淹圖的繪制方法及在躍進二號油田開發(fā)后期中的應(yīng)用

張寒池1,張 宙2,鄭愛玲3

(1.長江大學地球科學學院,湖北荊州 434023;2.油氣勘探開發(fā)與勘探技術(shù)教育部重點實驗室·長江大學;3.長江大學石油工程學院）

分小層水淹圖是一種直觀表達儲層水驅(qū)動用狀況、水淹程度的地質(zhì)圖件。油藏水淹圖以油藏地質(zhì)研究為基礎(chǔ),以油層滲流規(guī)律為依據(jù),以油藏動態(tài)分析為手段,綜合應(yīng)用各種動靜態(tài)地質(zhì)開發(fā)資料進行編繪。文章以躍進二號油田為例,敘述了水淹圖的繪制方法和注意的問題,對復雜斷塊油藏剩余油分布研究具有指導意義。

躍進二號;斷塊油氣藏;水淹圖繪制方法;剩余油;開發(fā)調(diào)整方案

1 油田概況

躍進二號油田位于柴達木盆地,屬典型斷塊油田,1986年以來,經(jīng)過試采階段、細分注水開發(fā)產(chǎn)能上升階段、層系調(diào)整完善注采井網(wǎng)階段,見圖1,截止到2009年共有油井203口,開井144口,平均單井產(chǎn)油2.9t/d,綜合含水74.56%,累積采油358.6×104t累積采水415.1×104m3,采油速度0.72%,采出程度16.56%。注水井48口,開井41口,日注水平1541m3,累積注采比0.925,累積注水669.5×104m3,地下虧空 269.2×104m3。

圖1 躍進二號油田開發(fā)曲線

2 水淹圖的繪制及剩余油分布研究

針對躍進二號油田的實際生產(chǎn)狀況,結(jié)合地質(zhì)和開發(fā)上放映出的主要問題,主要采用動態(tài)法對剩余油分布特點及影響因素進行綜合分析研究[1]。

該方法從油藏開發(fā)動態(tài)資料入手,結(jié)合小層沉積相,利用油水井在鉆井、試油及生產(chǎn)過程中所錄取的各項生產(chǎn)資料(如調(diào)整井電測解釋和生產(chǎn)資料,油水井的產(chǎn)液和吸水剖面資料,高含水井的找堵水資料,以及生產(chǎn)井C/O解釋資料等),綜合分析油層平面上和縱向上的油水分布和運動規(guī)律,確定剩余油富集區(qū)。

2.1 水淹級別的確定

根據(jù)中國石油天然氣公司對水淹級別的統(tǒng)一標準(以含水率劃線),研究剩余油分布,挖潛油藏潛力。水淹級別見表1。

表1 水淹圖水淹級別

2.2 注入水波及方式

注入水波及方式是指注入水優(yōu)先流動路徑的平面方式,是進行剩余油預測的重要依據(jù),決定著剩余油的空間展布。結(jié)構(gòu)要素的幾何形態(tài)、滲透率分布樣式、注水井周圍部署油井的數(shù)量、方位、距離以及生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)參數(shù)等都對注入水優(yōu)先流動路徑起著重要的影響。

①注水井位于水下分流砂壩和水下分流河道中,優(yōu)先流動路徑是河道和砂壩的上游和下游;②注水井位于水下分流河道的邊緣,注入水優(yōu)先向河道主流線部位流動;③注水井位于水下分流砂壩邊緣時,注入水優(yōu)先向砂壩相對高滲區(qū)流動;④注水井位于水下分流河道間灣和湖泊相時,注入水優(yōu)先向河道口相對高滲區(qū)流動。

2.3 水淹區(qū)形態(tài)的確定

由于長期的開發(fā),在形成注采對應(yīng)關(guān)系的層系中,采油井和注水井的壓降漏斗相互干涉,分析水淹區(qū)形態(tài)時,必須考慮采油井對壓降漏斗的干涉效應(yīng)。在采油井和注水井之間形成很高的壓差(高達幾十兆帕),根據(jù)達西定律,在注水井和采油井之間形成一個注入水的優(yōu)先流動方向,而且其作用遠大于儲層本身非均質(zhì)性所造成的影響。

在確定水淹區(qū)形態(tài)時分兩種情況考慮:一種是尚未形成注采關(guān)系的或注采量較小的層位,不考慮壓降造成的注入水推進,只用非均質(zhì)模式確定水淹區(qū)的形態(tài);另一種是注采量大,形成壓降干涉漏斗的,主要考慮壓力梯度的作用,采用半橢圓形的水淹區(qū)形態(tài),并適當考慮地下儲層的非均質(zhì)性的影響。

2.4 水淹面積或水淹半徑的計算

計算水淹面積采用容積法,即在不考慮注入水的密度變化和地下儲層孔隙度的變化情況,殘留在地下的注入水的體積等于驅(qū)替原油的體積。地下儲層孔隙體積包括兩部分,一是束縛水所占據(jù)的不連通的死孔隙,一部分為油氣所占據(jù)的孔隙,而油氣在水驅(qū)過程中并不能全部被驅(qū)出,還有一部分作為殘余油留在地下,這樣,地下水所占據(jù)的其實只是可動油的體積,因而可用下面的公式計算水淹面積[2]。

上述式中:S淹——水淹面積,km2;V殘——地下殘留注入水體積,m3;V注——注入水體積,m3;V采——采出水體積,m3;H——儲層平均厚度,m;φ——儲層平均孔隙度,%;Soi——儲層原始含油飽和度 ,%;D ——驅(qū)油效率 ,%;Sor——殘余油飽和度,%。

水淹半徑的計算是如果水源是來自于注水井,則先進行斷塊或油砂體井組劃分,根據(jù)產(chǎn)量劈分數(shù)據(jù),計算出注采井組在油砂體上的注入水體積和采出水體積,結(jié)合孔隙度、有效厚度、含油飽和度,利用下列公式計算水淹半徑:

式中:Vw——油砂體上井組累積注水體積,m3;Wwo——油砂體上井組累積注出水體積,m3。

如果無法判明來水方向,可結(jié)合地層沉積微相和等高線趨勢,來判斷水線突進方向和波及形態(tài),再根據(jù)單井水淹時間和產(chǎn)水量及附近油井含水情況,估算出水淹半徑。

2.5 水淹圖的繪制步驟

(1)先確定油井的受效來源(邊水,還是注入水),單井的水淹級別,水井強水淹,油井根據(jù)生產(chǎn)情況確定級別,然后根據(jù)注采對應(yīng)情況分為單注、多注。①單注:原則上依據(jù)單井含水級別,以突進方式的形態(tài)勾畫各級水淹級別的邊界,但要考慮構(gòu)造的影響,水淹邊界線盡量平行與構(gòu)造等高線。②多注:總體上把握與分析數(shù)據(jù)相對應(yīng)、多方向協(xié)調(diào)、圖件美觀件合理的原則。注采對應(yīng)下水井水驅(qū)半徑一般為150～220m;較近井距的井的水淹級別不能相差太大;若有個別井點的數(shù)據(jù)與總體趨勢相違背,可考慮舍棄該點;高部位注水,低部位采油,大部水淹邊角可能存在弱水淹區(qū)。③有采無注:因為本區(qū)斷層大多為開啟斷層,可考慮是否受其它砂體水井影響,但要根據(jù)沉積微相,考慮油砂體之間是否有泥巖隔層。④邊水影響區(qū):沿構(gòu)造線均勻推進;如果被生產(chǎn)井證實高含水,則大部分水淹。

(2)計算水淹半徑或水淹面積;

(3)根據(jù)產(chǎn)量劈分的資料,做出單井在油砂體上的日產(chǎn)油、日產(chǎn)水、含水率曲線,然后根據(jù)滲流理論繪制流線圖(圖2);

圖2 繪制流線圖

(4)先勾繪油井含水率附近的線;

(5)水井附近滲流半徑可根據(jù)油水井之間含水等分線確定,同時參考其他方向的含水等分線,一般情況下強水驅(qū)方向要比弱水驅(qū)方向的滲流半徑大;油井多向見效時,以主要來水方向勾繪含水率等值線,其他方向可根據(jù)注水量和動態(tài)反映適當修改等值線;

(6)注入水推進考慮沉積微相的影響,不同沉積微相下的推進速度和距離不同,考慮斷層的封閉性和巖性變化,流線可越過開啟斷層,不能越過砂層尖滅線;

(7)勾繪油井含水率等值線后,根據(jù)等分原理,進行不同級別含水等值線的勾繪(圖3a);

(8)勾繪各井組含水等值線后,相同含水等值線區(qū)相連,勾繪不同水淹級別邊界線(圖3b);

(9)水淹邊界線,水淹平面圖的繪制是在大量靜、動態(tài)研究工作基礎(chǔ)上進行的。靜態(tài)主要是斷層(斷層的封閉性)、油層的發(fā)育狀況(油層的發(fā)育厚度、有效滲透率、連通狀況等);動態(tài)主要是利用射孔數(shù)據(jù)及生產(chǎn)數(shù)據(jù),各種單井措施資料,動態(tài)監(jiān)測資料:吸水剖面、產(chǎn)液剖面、液面及壓力、示蹤劑監(jiān)測等,單井、井組注采對應(yīng)狀況分析資料通過確定單井的含水率和動靜態(tài)綜合分析成果,繪制水淹圖[3-4]。

圖3 油井的含水率等值線及水淹級別邊界勾繪

3 實例分析

以躍進二號油田四上層系第開發(fā)六小層為例,該小層共有油砂體21個,地質(zhì)儲量17.26×104t,總井數(shù)37口,其中油井28口,水井9口,累產(chǎn)油1.69×104t,累產(chǎn)水2.74×104t,累注水1.62×104t;目前平均含水率61.81%,采出程度9.81%;結(jié)合油田實際資料,按照上述方法將小層水淹圖繪制出來,如圖4所示。

躍進二號油田的大部分斷層為開啟性斷層;油砂體滲透率總體較好;中部為構(gòu)造高點,斷塊多,油砂體分布情況較為復雜;西部和南部為構(gòu)造邊部,受邊水和注水驅(qū)動雙重影響,尤其受邊水影響較強,水淹面積很大。

4 結(jié)論

圖4 躍進二號油田N21油藏IV-6小層水淹圖

(1)分層水淹圖可以直觀、準確判斷注人水的波及方向,形象地表達儲層動用狀況、水淹程度等。把注水量在主次方向上細分,提高了來水方向和分水的準確性分的認識,提高了水淹圖的準確率,對剩余油的分布規(guī)律有了更充分的認識,為油田的挖潛提供了可靠依據(jù)。

(2)根據(jù)小層水淹圖,可以方便、快捷、準確地分析出油田剩余油分布范圍和油藏開發(fā)潛力,編制出油藏綜合調(diào)整治理方案,進行油水井注采對應(yīng)性研究和新井的部署,油水井對應(yīng)補孔及壓裂改造等措施,從而指導油藏的開發(fā)和調(diào)整。

(3)該方法在躍進二號油田油藏開發(fā)中得到廣泛應(yīng)用,特別是對油井含水率上升過快,產(chǎn)油量急劇下降的原因分析,以及油井的堵孔、補孔、層調(diào)和水井分層注水等方案的實施,效果較好。小層水淹圖法可適用于各類油藏的剩余油研究,尤其適用于高含水期油藏的剩余油研究,具有良好推廣價值。

[1] 魏風玲,宋建虎.綜合分析法繪制分層水淹圖濮城油田調(diào)整挖潛中的應(yīng)用[J].江漢石油學院學報,2003,25(增上):110-111.

[2] 秦同洛,陳元千.實用油藏工程方法[M].北京:石油工業(yè)出版社,1998:30-38

[3] 黃小榮,李來秋.水淹圖的繪制和在油藏動態(tài)分析中的應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古石油化工,2002,27(3):203-204.

[4] 李磊,付麗麗.濮城油田分層水淹圖的勾繪方法[J].內(nèi)蒙古石油化工,2004,29(3):140-141.

TE313.3

A

1673-8217(2011)02-0061-03

2010-08-30;改回日期:2010-11-17

張寒池,1984年生,在讀碩士研究生,研究方向:油藏開發(fā)和儲層地球物理新技術(shù)新方法。

編輯:彭剛