渤海油田聚合物驅(qū)儲層吸水剖面變化特征及影響因素研究

耿娜，楊東東，劉小鴻繆飛飛，邱婷

海上油田由于儲層縱向非均質(zhì)性強(qiáng)，注采井距大，使海上聚合物驅(qū) （以下簡稱 “聚驅(qū)”）有著更多的挑戰(zhàn)性。在聚驅(qū)過程中，注聚井的吸水剖面變化能直觀地表現(xiàn)儲層的進(jìn)一步動用情況，同時，聚驅(qū)對中低滲透率層位的吸水剖面改善程度將會直接影響聚驅(qū)的效果[1～3]。通過對注聚井各個層位吸水量的統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)在注入聚合物之后，有的井吸水量分布更加不均勻，聚驅(qū)加劇了這一類井的層內(nèi)、層間非均質(zhì)性；另外有些井雖然儲層的吸水量在聚驅(qū)后有所調(diào)整，但是隨著聚驅(qū)的不斷進(jìn)行，其儲層吸水量呈現(xiàn)周期性變化[4，5]的特征，吸水剖面是評價聚驅(qū)效果最直觀的現(xiàn)場數(shù)據(jù)，因此，研究聚驅(qū)過程中吸水剖面的變化規(guī)律以及引起吸水剖面變化的原因，可以幫助提高聚驅(qū)的整體開發(fā)效果。

1 聚驅(qū)儲層吸水剖面變化特征

目前渤海油田聚驅(qū)正處于規(guī)?；囼?yàn)階段，共有3個試驗(yàn)區(qū)。從遼東試驗(yàn)區(qū)的5口聚驅(qū)井及綏中試驗(yàn)區(qū)的7口聚驅(qū)井的吸水剖面資料來看，在聚驅(qū)過程中，各儲層的吸水剖面變化并不完全是高滲透層吸水量隨著聚驅(qū)的進(jìn)行不斷下降，中低滲透層隨著聚驅(qū)的進(jìn)行吸水量不斷上升。從注聚井吸水剖面在注聚前后的變化規(guī)律來看，可分為以下2類。

1.1 聚驅(qū)后中低滲透層的吸水量增加

從統(tǒng)計(jì)的聚驅(qū)試驗(yàn)區(qū)12口井的資料來看，中低滲透層相對吸水量明顯呈周期性改善的井共有8口，占統(tǒng)計(jì)井?dāng)?shù)的67%。以綏中試驗(yàn)一區(qū)P2井為例，其吸水剖面變化如圖1所示。該井注入層位為東營組東二下亞段Ⅰ下油組的3個小層，3個小層滲透率在縱向上按照低滲－高滲－中滲復(fù)合韻律模式排列。其地層系數(shù)級差 （即高滲透層與中、低滲透層地層系數(shù)之比）分別為2.38、3.43。從圖1可以看出，隨著聚驅(qū)的不斷進(jìn)行，高滲透層相對吸水量先降低而后出現(xiàn)升高之后大幅度降低，中滲透層相對吸水量先升高而后降低之后再升高，低滲透層相對吸水量在高滲透層相對吸水量劇烈降低后出現(xiàn)明顯的增加，聚驅(qū)改善吸水剖面效果明顯。分析主要原因是隨著聚合物的不斷注入，高滲透層的滲流阻力增加，促使聚合物吸入中低滲透層，但是由于中低滲透層吸入少量聚合物就可使其阻力系數(shù)大幅度上升，從而導(dǎo)致聚合物又吸入高滲透層，隨著聚驅(qū)的不斷進(jìn)行，聚合物在高中低滲透層間出現(xiàn)周期性重新分配。

圖1 綏中試驗(yàn)一區(qū)P2井吸水剖面變化圖

1.2 聚驅(qū)后中低滲透層的吸水量劇烈降低

從目前統(tǒng)計(jì)的井來看，該類型井共有4口，占總統(tǒng)計(jì)井?dāng)?shù)的33%?，F(xiàn)以綏中試驗(yàn)二區(qū)的P3井為例，其吸水剖面的變化如圖2所示。該井注入層位為東營組東二下亞段Ⅱ油組的3個小層，縱向上3個小層滲透率按照低滲－高滲－低滲的復(fù)合韻律模式排列，其地層系數(shù)級差分別為15.3、29.15。從圖2中可以看出，隨著聚驅(qū)的不斷進(jìn)行，高滲透層相對吸水量不斷增加，中低滲透層的吸水量不斷減少直到不吸水，聚驅(qū)效果差，沒達(dá)到改善吸水剖面、增大波及體積的效果，分析主要原因是該井層間非均質(zhì)性強(qiáng)，高滲透層吸水能力強(qiáng)，聚合物在高滲透層的滲流阻力較小，不足以產(chǎn)生有效的可以使后續(xù)聚合物轉(zhuǎn)向的阻力，導(dǎo)致聚合物無法進(jìn)入中低滲透層，從而加劇了儲層的非均質(zhì)性，使聚驅(qū)開發(fā)效果變差。

圖2 綏中試驗(yàn)二區(qū)P3井吸水剖面變化圖

2 影響吸水剖面變化的因素研究

2.1 地層系數(shù)級差的影響

儲層的物性直接影響著聚驅(qū)的試驗(yàn)效果，在保證聚合物注入體積倍數(shù)相同的情況下，著重考慮了各儲層滲透率及厚度對聚驅(qū)過程中吸水剖面的影響，具體表征參數(shù)采用地層系數(shù)級差。從統(tǒng)計(jì)的綏中試驗(yàn)區(qū)6口聚驅(qū)井低滲透層相對吸水量增量隨地層系數(shù)級差的變化關(guān)系 （圖3）來看，當(dāng)?shù)貙酉禂?shù)級差為2.8～3.5時，P2井、P4井、P5井的低滲透層相對吸水量增加了25%～38%；當(dāng)?shù)貙酉禂?shù)級差為1.3時，低滲透層相對吸水量僅增加7%；當(dāng)?shù)貙酉禂?shù)級差為25.0、29.2時，聚驅(qū)時低滲透層的相對吸水量增量呈現(xiàn)負(fù)值，表明聚驅(qū)加劇了儲層間的非均質(zhì)性，所以，僅從地層系數(shù)級差對聚驅(qū)后吸水剖面改善程度來看，地層系數(shù)級差過大是不利于聚驅(qū)的。

圖3 綏中試驗(yàn)區(qū)聚驅(qū)井低滲透層的地層系數(shù)級差對吸水剖面的影響

相對吸水量增量是用聚驅(qū)中低滲透層相對吸水量改善后的峰值減去未聚驅(qū)時該層相對吸水量計(jì)算而得，表征低滲透層在聚驅(qū)后吸水剖面及波及體積的改善程度。如果該值大于零，表明聚驅(qū)后低滲透層相對吸水量明顯增加，吸水剖面得到改善，波及體積增加；如果該值小于零，表明聚驅(qū)后該井低滲透層的相對吸水量明顯減少，聚驅(qū)效果差，并且加劇了儲層非均質(zhì)性。

2.2 聚合物注入量的影響

一般來講，聚驅(qū)要對儲層縱向上的吸水剖面有較好的調(diào)整效果，除了保證各儲層間存在比較合適的地層系數(shù)級差外，保證聚合物的注入量，使其可以產(chǎn)生足夠使后續(xù)流體轉(zhuǎn)向的阻力也很重要。因此，在保證地層系數(shù)級差一定的條件下，研究了注入量的變化對吸水剖面的影響，結(jié)果見圖4。

圖4 綏中試驗(yàn)區(qū)3井相對吸水量變化

由圖4可以看出，隨著聚合物累積注入孔隙體積倍數(shù)的增加，中低滲透層的相對吸水量在最初都呈增加的趨勢，當(dāng)相對吸水量增加到一定程度后開始下降，而后當(dāng)吸水量下降到最低點(diǎn)后，隨著聚合物的注入相對吸水量又開始增加，出現(xiàn)周期性的變化。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因主要是，在聚驅(qū)初期，由于大量的聚合物優(yōu)先進(jìn)入滲流阻力較小的高滲透層，導(dǎo)致后續(xù)聚合物滲流的阻力變大，致使其轉(zhuǎn)向進(jìn)入滲透率較小的層位，具體表現(xiàn)就是滲透率較小的層位相對吸水量呈持續(xù)增加的趨勢；隨著聚合物的繼續(xù)注入，滲透率較小層位的滲流阻力變得很大，致使后續(xù)的注入流體轉(zhuǎn)向逐漸又進(jìn)入高滲透層，具體表現(xiàn)就是滲透率較小的層位相對吸水量開始逐漸下降；此時大量的聚合物涌入高滲透層，又導(dǎo)致高滲透層滲流阻力增加，從而使后續(xù)注入聚合物又轉(zhuǎn)向進(jìn)入滲透率較小的層位。如此周期性地調(diào)整中低滲透層的吸水剖面，改善儲層縱向上的非均質(zhì)性。根據(jù)這些規(guī)律，可以定性地判斷中低滲透層的相對吸水量隨著注入孔隙體積倍數(shù)的變化規(guī)律，這些規(guī)律可以作為研究聚驅(qū)過程中一些措施實(shí)施的參考依據(jù)，也可以根據(jù)吸水剖面隨孔隙體積倍數(shù)的變化，結(jié)合一些現(xiàn)場的動態(tài)資料，進(jìn)行聚驅(qū)見效時間及見效期的研究。

圖5 遼東試驗(yàn)區(qū)2個聚驅(qū)井組低滲透層吸水剖面柱狀圖

圖6 遼東試驗(yàn)區(qū)2個井組的日產(chǎn)油變化曲線

3 吸水剖面的改善對聚驅(qū)效果的影響

通常情況下，聚驅(qū)后儲層中低滲透層吸水剖面的變化是表征聚驅(qū)是否見效的一個重要標(biāo)志。圖5顯示了遼東試驗(yàn)區(qū)的2個聚驅(qū)井組的低滲透層吸水剖面在聚驅(qū)后發(fā)生的變化，可以看出，A1井組在聚驅(qū)后吸水剖面得到了比較好的改善，相對吸水量增加近65%；而A2井組在聚驅(qū)后低滲透層的相對吸水量沒有得到增加，反而大幅度降低，降幅達(dá)到40%多。圖6顯示了A1、A2井組日產(chǎn)油變化情況。

綜合圖5和圖6可以看出，相同時間段，當(dāng)A1井組低滲透層相對吸水量顯著增加時，即是該井組日產(chǎn)油量大幅度增加的時候。因此，通過分析聚驅(qū)過程中不同時刻中低滲透層吸水剖面的變化和對應(yīng)生產(chǎn)井的日產(chǎn)油量變化，可以定性判斷聚驅(qū)在該井區(qū)的見效情況。

4 結(jié)論

1）儲層的地層系數(shù)級差是決定聚驅(qū)是否有效的決定性因素，在實(shí)行聚驅(qū)時，應(yīng)該避免對地層系數(shù)級差過大的井直接注聚。如果避免不了，也應(yīng)該先對該類井進(jìn)行深部調(diào)剖而后再考慮注聚。

2）對于聚驅(qū)后吸水剖面發(fā)生明顯好轉(zhuǎn)的井，應(yīng)著重關(guān)注中低滲透層聚合物注入量隨吸水剖面的變化規(guī)律，在相對吸水量下降時采取一定的措施 （分層聚驅(qū)、調(diào)剖或者加大聚驅(qū)量）來加強(qiáng)聚驅(qū)效果。

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