港西油田C區(qū)污水聚合物驅(qū)擴(kuò)大試驗(yàn)數(shù)值模擬研究

彭光艷，婁小娟，王延奇，喬宏實(shí)，申紅梅，閆 靜

（1.中油大港油田分公司，天津大港 300280；2.中國石油集團(tuán)渤海鉆探工程有限公司，天津大港 300280）

港西C區(qū)構(gòu)造簡(jiǎn)單，油層分布復(fù)雜，油水層交互出現(xiàn)，無統(tǒng)一油水界面。經(jīng)過多年的注水開發(fā)，目前剩余油分布零散，油水分布更加復(fù)雜。該斷塊油氣藏受構(gòu)造和巖性雙層控制。

1970年8月投入開發(fā)，先后進(jìn)行三次調(diào)整，1998年9月進(jìn)行清水聚合物驅(qū)油。隨著開采時(shí)間的增長(zhǎng)，套變井的增加，造成油水井措施實(shí)施困難，導(dǎo)致注采矛盾突出，產(chǎn)量開始滑坡。本次在清水聚合物驅(qū)油的基礎(chǔ)上，對(duì)C區(qū)開展污水聚合物驅(qū)油擴(kuò)大試驗(yàn)。

1 數(shù)值模擬研究

通過分析靜態(tài)數(shù)據(jù)及動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)資料，在該區(qū)塊開展精細(xì)數(shù)值模擬研究。本次數(shù)模選用了VIP模型，模擬工區(qū)為港西C區(qū)，含油面積1.2 km2，控制地質(zhì)儲(chǔ)量395.48×104t。

1.1 模型建立

經(jīng)粗化，本次模擬縱向上分為23個(gè)小層，網(wǎng)格數(shù)63×47×23，網(wǎng)格步長(zhǎng)20～50 m。網(wǎng)格方向沿主斷層方向，優(yōu)化網(wǎng)格尺寸確保每?jī)煽诰g最少3個(gè)網(wǎng)格。通過分析、篩選、處理，獲得可靠的PVT數(shù)據(jù)、相滲曲線、毛管壓力曲線以及粘濃曲線（見圖1）、吸附曲線，建立起了港西C區(qū)清水聚合物驅(qū)模型，清水注聚采用的是HTPW-112，濃度1 300 mL/L，注入量 0.4 PV，注入時(shí)間三年。

圖1 清水聚合物驅(qū)溶液粘濃曲線

為準(zhǔn)確描述清水注聚的開發(fā)效果和目前油藏剩余油分布情況，動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)處理方面，采用以一個(gè)月為模擬時(shí)間步長(zhǎng)，嚴(yán)格按照井的生產(chǎn)措施以及井的生產(chǎn)歷史進(jìn)行模擬，模擬時(shí)間從1970.8-2012.6。合理調(diào)整參數(shù)，達(dá)到擬合精度誤差的要求，為后期制定合理污水聚合物驅(qū)方案奠定基礎(chǔ)。

1.2 歷史擬合

歷史擬合包括注聚之前的水驅(qū)歷史擬合、聚合物驅(qū)歷史擬合及后續(xù)水驅(qū)歷史擬合三個(gè)階段（見圖2）。

水驅(qū)歷史擬合主要完成地質(zhì)儲(chǔ)量、油層壓力、區(qū)塊含水、單井含水、含油飽和度等指標(biāo)的擬合來，修正靜態(tài)和動(dòng)態(tài)模型；在58口擬合井中，擬合較好的有48口，其中擬合一般的6口，較差的4口中，擬合精度達(dá)到82.76%。

圖2 區(qū)塊含水率擬合曲線

聚合物驅(qū)擬合主要是通過對(duì)聚合物驅(qū)過程中見效早晚、含水下降幅度、含水下降漏斗寬窄、含水回升快慢、聚合物產(chǎn)出濃度等指標(biāo)的擬合。聚合物濃度擬合過程中產(chǎn)出液濃度大于30 mg/L的5口井中，擬合較好的有4口（見圖3），擬合程度達(dá)到80%，均達(dá)到擬合標(biāo)準(zhǔn)。

圖3 45-3-1井聚合物產(chǎn)出濃度擬合曲線

1.3 剩余油分布規(guī)律

縱向上井網(wǎng)完善、射開井?dāng)?shù)多的層動(dòng)用狀況良好，采出程度高。地質(zhì)儲(chǔ)量比較大的層，剩余地質(zhì)儲(chǔ)量仍比較大，主要集中在明二油組。

由于儲(chǔ)層的非均質(zhì)性嚴(yán)重，初期注水及后期的清水聚合物驅(qū)，導(dǎo)致剩余油的分布復(fù)雜。加之開采強(qiáng)度、水淹程度及壓力分布等的差異性，油水分布更加復(fù)雜。

通過數(shù)值模擬清水聚合物驅(qū)，剩余油主要集中在井網(wǎng)不完善的地方及砂體邊緣、斷層附近、砂體連通差的區(qū)域，清水聚合物驅(qū)試驗(yàn)區(qū)內(nèi)含有飽和度明顯降低。為下一步污水注聚方案的制定，提供參考。

2 污水注聚方案優(yōu)化

在數(shù)值模擬基礎(chǔ)上，開展污水聚合物驅(qū)方案優(yōu)化，分別對(duì)注入濃度、聚合物用量、注入方式和母液配制方式共4個(gè)方面15個(gè)方案進(jìn)行優(yōu)化；并計(jì)算了調(diào)剖＋聚合物驅(qū)方案、三元復(fù)合驅(qū)方案各一個(gè)，以對(duì)比不同注入類型的效果。

2.1 方案優(yōu)化

2.1.1 濃度優(yōu)選 固定注入段塞0.30 PV，計(jì)算了注入濃度為 750 mg/L、1 000 mg/L、1 250 mg/L、1 500 mg/L、1 750 mg/L，5個(gè)方案進(jìn)行對(duì)比，從計(jì)算結(jié)果可以看出（見圖4），隨著注入濃度的增加提高采收率值逐漸增加，但財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值卻出現(xiàn)了拐點(diǎn)，在1 500 mg/L時(shí)最大，因此最佳注入濃度選為1 500 mg/L。

2.1.2 用量?jī)?yōu)選 在聚合物注入濃度1 500 mg/L一定的情況下，對(duì)比注入用量為300 PV·mg/L、375 PV·mg/L、450 PV·mg/L、525 PV·mg/L、600 PV·mg/L，5 個(gè)方案。從計(jì)算結(jié)果可以看出（見圖5），隨著注入用量的增加提高采收率值逐漸增加，并在450 PV·mg/L時(shí)經(jīng)濟(jì)效益最大。

圖5 污水聚合物驅(qū)注入用量?jī)?yōu)選對(duì)比圖

2.1.3 注入方式優(yōu)選 在總量450 PV·mg/L保持不變的情況下，設(shè)計(jì)了3種注入方式（見表1）進(jìn)行了優(yōu)選。考慮到現(xiàn)場(chǎng)的復(fù)雜性和實(shí)施的可操作性以及大孔道對(duì)聚合物驅(qū)油效果的影響，推薦方案2，即先注入一個(gè)占總用量25%濃度為1 750 mg/L的高濃度小段塞，然后再注入占總用量75%濃度為1 500 mg/L的主體段塞。該方案與水驅(qū)相比可增加采收率7.15%，含水最低可降到75.4%。

2.1.4 母液配制方式優(yōu)選 在總量和注入濃度保持不變的情況下，選清水配制母液污水注入方案。計(jì)算結(jié)果（見圖6）表明，清水配制母液污水注入可提高采收率7.53%，增油8.04萬噸，含水最低可降到73.4%，效果好于污水配污水注。

表1 不同注入方式對(duì)比表

圖6 聚合物母液配制方式優(yōu)選對(duì)比圖

2.2 調(diào)剖＋污水聚合物驅(qū)

如果在優(yōu)選出的最優(yōu)污水聚合物驅(qū)方案之前進(jìn)行調(diào)剖效果會(huì)怎樣？針對(duì)這個(gè)問題計(jì)算了調(diào)剖＋污水聚合物驅(qū)的方案。計(jì)算結(jié)果（見圖7）顯示調(diào)剖＋污水聚合物驅(qū)見效提前，含水下將幅度增大，含水漏斗加寬，可提高采收率7.75%，增油8.28萬噸，含水最低可降到72.45%。

圖7 調(diào)剖+污水聚合物驅(qū)含水預(yù)測(cè)曲線

2.3 三元復(fù)合驅(qū)

根據(jù)優(yōu)選出的聚合物濃度，設(shè)計(jì)了港西C區(qū)的三元復(fù)合驅(qū)方案為：注入1 500 mg/L的污水聚合物+12 000 mg/L的堿+3 000 mg/L的表面活性劑，段塞大小0.3PV。含水對(duì)比（見圖8），從圖8中可以看出，三元復(fù)合驅(qū)含水下降幅度更大，含水最低可降到63.8%，與聚合物驅(qū)相比，含水又下降了近10%?？商岣卟墒章?3.28%，增油14.17萬噸。

3 經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)

圖8 三元復(fù)合物驅(qū)含水預(yù)測(cè)曲線

表2 港西油田C區(qū)數(shù)模方案經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)

本次經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法采用“增量法”，直接計(jì)算聚合物驅(qū)油“增量”的費(fèi)用和效益，對(duì)數(shù)模方案進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)結(jié)果（見表2）。

（1）污水制母液污水注入方式，稅后財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率分別為35.18%，高于行業(yè)基準(zhǔn)收益率（12%），財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值1 720.8萬元。預(yù)測(cè)最終提高采收率7.15%，

（2）清水配制母液污水注入方式，稅后財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率分別為36.04%，高于行業(yè)基準(zhǔn)收益率（12%），財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值1 840.77萬元。預(yù)測(cè)最終提高采收率7.53%。

（3）調(diào)剖+污水聚合物驅(qū)項(xiàng)目在1 150元/噸的原油價(jià)格下，稅后財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率分別為36.90%，高于行業(yè)基準(zhǔn)收益率（12%），財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值1 948.11萬元。預(yù)測(cè)最終提高采收率7.75%。

4 推薦方案

根據(jù)數(shù)值模擬研究成果及經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)結(jié)果，推薦本次污水聚合物擴(kuò)大試驗(yàn)驅(qū)油方案為。礦場(chǎng)采用清水配制母液、污水稀釋注入的方式，聚合物總用量450 PV·mg/L，采用二段塞注入方式：25%×17 500 mg/L+75%×1 500 mg/L

礦場(chǎng)實(shí)施后，可提高采收率7.53%，累增油為8.04萬噸，噸聚增油為71.42 t/t。

5 結(jié)論

（1）通過數(shù)模研究，對(duì)水驅(qū)歷史擬合和清水聚合物歷史擬合，更準(zhǔn)確找到剩余油的分布，為下步開展污水聚合物擴(kuò)大試驗(yàn)奠定了基礎(chǔ)。

（2）聚合物驅(qū)方案選清水配制母液污水稀釋的注入方式，提高采收率7.53%，增油8.04萬噸，內(nèi)部收益率36.04%，財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值1 840.77萬元，可取得更好的效果。

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