水井調(diào)剖效果評價及建議

宋剛祥 曹勛臣 張遠(yuǎn)弟

長江大學(xué)石油工程學(xué)院，湖北 武漢 430100

0 前言

目前低滲透油氣藏勘探開發(fā)研究日益重要，為改善低滲透油田的開發(fā)效果，一般采用注水開發(fā)方式，但隨著開發(fā)時間的延長，層間矛盾日益加劇，這種問題在非均質(zhì)性嚴(yán)重的油藏尤為明顯，注入水沿高滲透層不均勻推進，致使中低滲透層波及程度低，驅(qū)油效果差，嚴(yán)重影響了水驅(qū)的開發(fā)效果。為減緩油田層間矛盾，現(xiàn)場常對注水井進行調(diào)剖，通過水井調(diào)剖改善注水效果。目前，現(xiàn)場采用的調(diào)剖方法通常是在注水井井口采用高壓泵把一定量的調(diào)剖劑聚合物注入油層，在一定壓力下，聚合物首先進入裂縫及高滲透層，并沿著阻力相對較小的大孔道及裂縫滲流。調(diào)剖劑的注入改變了油水分布狀況，提高了低滲透層的吸水能力，減小了層間矛盾，使油藏縱向動用程度得到改善。僅靠常規(guī)方法無法對吸水剖面均勻性的改善程度進行準(zhǔn)確判斷，更無法對其做出定量評價［1］。為此，筆者結(jié)合數(shù)理統(tǒng)計公式及勞倫茲曲線提出了4種定量評價調(diào)剖措施效果的新方法，這4種方法獨特、實用、方便。

1 定量評價調(diào)剖措施效果方法簡介

本文用勞倫茲曲線分析調(diào)剖措施改善吸水剖面的不均勻程度，并定義了水井調(diào)剖前后的單位厚度吸水百分?jǐn)?shù)的變異系數(shù)、吸水剖面均質(zhì)系數(shù)、吸水剖面突進系數(shù)，定量刻畫調(diào)剖措施改善吸水剖面的均質(zhì)程度。

1.1 用勞倫茲曲線分析調(diào)剖措施效果

作出水井調(diào)剖前后勞倫茲曲線，通過計算水井調(diào)剖前后的單位厚度吸水百分?jǐn)?shù)的不均勻系數(shù)來判斷調(diào)剖效果。不均勻系數(shù)值的范圍為0～1。不均勻系數(shù)越大，表示非均質(zhì)性越強，則水井調(diào)剖的吸水剖面越不均勻；反之則越均勻。

1.2 水井調(diào)剖變異系數(shù)V

變異系數(shù)是個數(shù)理統(tǒng)計的概念，用于度量統(tǒng)計若干數(shù)值相對于其平均值的分散程度［2-3］。計算公式如下：

式中：n為射開小層層數(shù)；K為單位厚度吸水百分?jǐn)?shù)的平均值；Ki為單位厚度吸水百分?jǐn)?shù)，i=1，2，3，…，n；V為水井調(diào)剖單位厚度吸水百分?jǐn)?shù)的變異系數(shù)。

變異系數(shù)越大，則非均質(zhì)性越強。

1.3 吸水剖面均質(zhì)系數(shù)Kp

吸水剖面均質(zhì)系數(shù)為平均單位厚度吸水百分?jǐn)?shù)與最大單位厚度吸水百分?jǐn)?shù)的比值［4-6］。計算公式如下：

式中：Kmax為最大單位厚度吸水百分?jǐn)?shù)；為平均單位厚度吸水百分?jǐn)?shù)。

顯然Kp值在0～1之間變化，Kp越接近1均質(zhì)性越好。

1.4 吸水剖面突進系數(shù)Tk

吸水剖面突進系數(shù)以最大單位厚度吸水百分?jǐn)?shù)與平均單位厚度吸水百分?jǐn)?shù)的比值來表示。計算公式如下：

Tk越大，則吸水剖面越不均勻。

2 應(yīng)用實例

A油田為斷塊遮擋的巖性構(gòu)造油藏，構(gòu)造形態(tài)整體為北傾的鼻狀構(gòu)造。含油層系為二疊系梧桐溝組，自北向南超覆沉積。儲層特征為中低孔隙、低滲透，膠結(jié)類型主要為孔隙—接觸式，膠結(jié)物主要為方解石、石膏。填隙物以蒙脫石、伊蒙混層為主，具有較強的水敏性。A油田非均質(zhì)性較嚴(yán)重。

利用A油田調(diào)剖前后測有吸水剖面井的數(shù)據(jù)，畫出其調(diào)剖前后的勞倫茲曲線對比圖［7-8］。由圖1可直觀看出調(diào)剖后吸水剖面變得更加不均勻，調(diào)剖后勞倫茲曲線的不均勻系數(shù)變大，因此A油田的非均質(zhì)性改善不明顯。

圖1 A 油田調(diào)剖前后吸水勞倫茲曲線

利用式（1）～（3），計算出A油田調(diào)剖前后的單位厚度吸水百分?jǐn)?shù)的變異系數(shù)、吸水剖面均質(zhì)系數(shù)、吸水剖面突進系數(shù)，見表1。調(diào)剖后勞倫茲曲線的不均勻系數(shù)、水井調(diào)剖變異系數(shù)、吸水剖面突進系數(shù)均變大，而吸水剖面均質(zhì)系數(shù)變小，說明調(diào)剖后吸水剖面變得不均勻，其非均質(zhì)性改善不明顯。

表1 A油田調(diào)剖前后評價指標(biāo)對比

圖2為A油田B1水井調(diào)剖前后的勞倫茲曲線對比圖。對比調(diào)剖前后2條曲線可以看出，調(diào)剖后該井吸水剖面的不均勻程度加深，相比調(diào)剖前，不均勻系數(shù)變大，不吸水厚度也增大。

圖2 B1 水井調(diào)剖前后吸水勞倫茲曲線

利用式（1）～（3），計算出B1水井調(diào)剖前后的單位厚度吸水百分?jǐn)?shù)的變異系數(shù)、吸水剖面均質(zhì)系數(shù)、吸水剖面突進系數(shù)，見表2。調(diào)剖后勞倫茲曲線的不均勻系數(shù)、水井調(diào)剖變異系數(shù)、吸水剖面突進系數(shù)均變大，而吸水剖面均質(zhì)系數(shù)變小，說明調(diào)剖后吸水剖面變得不均勻，B1水井非均質(zhì)性改善不明顯，各層的單位厚度吸水百分?jǐn)?shù)差距加大。

表2 B1水井調(diào)剖前后評價指標(biāo)對比

3 結(jié)論

a）目前國內(nèi)外對調(diào)剖效果的評價通常是定性或者僅憑經(jīng)驗決定調(diào)剖效果好壞。為此，介紹了定量描述調(diào)剖措施效果的新方法，該方法對認(rèn)識油層及評價措施效果具有較強的實用性和針對性。所述方法獨特、實用、方便。

b）結(jié)合油田水井調(diào)剖前后所測吸水剖面資料，計算得出油田及所選單井吸水剖面的非均質(zhì)性改善不明顯。分析原因是注水井的井口壓力已很高，要將高黏的調(diào)剖劑注入地層更困難。對于常規(guī)凝膠調(diào)剖堵水，調(diào)堵只能改善井眼附近的吸水剖面。隨著注入水量的增加，油藏非均質(zhì)性將導(dǎo)致注入水繞過封堵層又很快沿高滲透層推進。

建議對A油田采用調(diào)前預(yù)處理技術(shù)，進行多輪次調(diào)剖，采用適合A油田的不同調(diào)剖劑，分段塞注入，為調(diào)剖劑順利進入油層提供保障。

［1］由 慶，于海洋，王業(yè)飛，等.國內(nèi)油田深部調(diào)剖技術(shù)的研究進展［J］.斷塊油氣田，2009，16（4）：68-71.You Qing，Yu Haiyang，Wang Yefei，et al.Technologies of Indepth Profile Control in China ［J］.Fault-Block Oil &Gas Field，2009，16（4）：68-71.

［2］梁成鋼，劉衛(wèi)東，石 彥，等.低滲透油氣藏近破裂壓力注水的可行性—以北三臺油田北十六油藏為例［J］.新疆石油地質(zhì)，2011，32（2）：153-155.Liang Chenggang，Liu Weidong，Shi Yan，et al.Feasibility of Water Injection Close to Fracture Pressure for Low Permeability Hydrocarbon Reservoir—An example from Bei—16 reservoir in Beisantai Oilfield［J］.Xinjiang Petroleum Geology，2011，32（2）：153-155.

［3］馮其紅，陳月明，姜漢橋，等.盤2-23 塊油藏整體調(diào)剖設(shè)計及效果評價［J］.石油勘探與開發(fā)，1999，26（4）：83-84.Feng Qihong，Chen Yueming，Jiang Hanqiao，et al.The Design of Profile Control in Block Wide and Its Result Evaluation for Pan 2-23 black［J］.Petroleum Exploration and Development，1999，26（4）：83-84.

［4］孫寶京.灘海油田水井調(diào)剖效果的數(shù)理統(tǒng)計分析［J］.中外能源，2008，13（4）：61-63.Sun Baojing.Statistical Analysis on Effect of Profile Control for Water Injection Well in Shengli Offshore Oilfield［J］.Sinoglobay Energy，2008，13（4）：61-63.

［5］熊 健，李凌峰.變形介質(zhì)低滲透氣藏水平井產(chǎn)能分析［J］.天然氣與石油，2011，29（5）：51-52.Xiong Jian，Li Linfeng.Analysis on Horizontal Well Productivity in Low Permeability Gas Reservoirs with Deformation Medium［J］.Natural Gas and Oil，2011，29（5）：51-52.

［6］涂 乙，吳 萌，羅輝利.油田水驅(qū)開發(fā)后的地層結(jié)垢實驗和防垢劑優(yōu)選［J］.天然氣與石油，2011，29（4）：57-58.Tu Yi，Wu Meng，Luo Huili.Dynamic Scaling Test Study and Scale Inhibitor Optimization［J］.Natural Gas and Oil，2011，29（4）：57-58.

［7］汪 超，喻高明，李云鵬.胡七北塊油藏產(chǎn)液剖面和吸水剖面研究［J］.小型油氣藏，2004，9（3）：28-31.Wang Chao，Yu Gaoming，Li Yunpeng.The Study of Production Profile and Injection Profile for Hu Seven North Block Reservoir［J］.Small Hydrocarbon Reservoirs，2004，9（3）：28-31.

［8］王 慶.洛倫茲曲線在油藏產(chǎn)液、吸水剖面研究中的應(yīng)用［J］.特種油氣藏，2010，17（1）：71-73.Wang Qing.Application of Lorenz Curve to the Study of Production Profile and Injection Profile［J］.Special Oil and Gas Reservoirs，2010，17（1）：71-73.