基于相變的井網(wǎng)水驅(qū)控制程度分析
——以薩爾圖中區(qū)西部二、三類油層為例

于德水

（中國石油大慶油田有限責(zé)任公司勘探開發(fā)研究院，黑龍江 大慶 163712）

基于相變的井網(wǎng)水驅(qū)控制程度分析
——以薩爾圖中區(qū)西部二、三類油層為例

于德水

（中國石油大慶油田有限責(zé)任公司勘探開發(fā)研究院，黑龍江 大慶 163712）

根據(jù)薩爾圖中區(qū)西部的高密度測井資料，利用沉積單元單砂體精細(xì)解剖結(jié)果，開展了基于井網(wǎng)的砂體相變程度和控制程度分析，得出了注采井距對不同類型河道砂體相變率和控制率的影響規(guī)律。在此基礎(chǔ)上，為充分考慮砂體平面非均質(zhì)性的影響，進(jìn)行了基于相變的水驅(qū)控制程度分析與評價。研究結(jié)果表明：利用傳統(tǒng)方法統(tǒng)計得出的水驅(qū)控制程度值往往偏高；隨著井網(wǎng)的加密，不同類型河道砂體的水驅(qū)控制程度變化幅度有所不同；進(jìn)行沉積單元細(xì)分后，基于相變的水驅(qū)控制程度值降低，并更接近油藏實際。

水驅(qū)控制程度；砂體控制程度；砂體相變程度；井網(wǎng)密度；注采井距

0 引言

在水驅(qū)油田開發(fā)過程中，注采井網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計原則是最大限度地適應(yīng)砂體的分布狀況，保證盡可能多的油水井對應(yīng)連通，使更多的油井注水見效，以達(dá)到最佳注水開發(fā)效果。通常，采用水驅(qū)控制程度進(jìn)行注采井網(wǎng)油層適應(yīng)性的評價［1］。在以往的水驅(qū)控制程度評價方法中，重點考慮了注水井鉆遇的油層厚度和生產(chǎn)井的注水受效方向，很少關(guān)注油水井井間的相變化以及井間連通砂體的相變類型［2-3］，因而無法真實地反映儲層的連通質(zhì)量差異。為此，以薩爾圖中區(qū)西部薩爾圖油層的二、三類砂體為研究對象，采用基于相變的水驅(qū)控制程度分析方法，通過加密井網(wǎng)及細(xì)分單元前后水驅(qū)控制程度的變化分析，實現(xiàn)二、三類油層井網(wǎng)適應(yīng)性的再認(rèn)識。

1 研究區(qū)概況

薩爾圖構(gòu)造是大慶長垣北部的一個短軸背斜，其中區(qū)西部開發(fā)區(qū)為大型內(nèi)陸湖盆河流-三角洲沉積，發(fā)育薩爾圖、葡萄花和高臺子3套油層，油層非均質(zhì)性嚴(yán)重［4-7］，含油面積9.04 km2。自1960年該區(qū)投入開發(fā)以來，經(jīng)歷了基礎(chǔ)井網(wǎng)、一次加密、二次加密以及二、三次采油結(jié)合等多次開發(fā)調(diào)整階段，共完成各類油水井2 490口。目前，區(qū)塊井網(wǎng)密度275口/km2，平均井距65m，最小井距20m，為油田井網(wǎng)最密的區(qū)塊之一。區(qū)塊具有豐富的動靜態(tài)資料及高密度測井資料，為開展成因單砂體預(yù)測及井網(wǎng)水驅(qū)控制程度評價提供了數(shù)據(jù)條件。

薩爾圖油層以三角洲相二、三類沉積砂體為主。為進(jìn)行油層細(xì)分和對比，依據(jù)不同級次的沉積旋回及古生物、巖性特征等,將其在垂向上劃分為3大油層組，其中又包含了10個砂巖組。在密井網(wǎng)條件下，通過對沉積單元進(jìn)行“垂向分期、側(cè)向劃界、模式預(yù)測”的砂體精細(xì)解剖［8-11］，細(xì)化成因單砂體類型及分布，得出：薩Ⅰ組以三類油層的外前緣穩(wěn)定席狀砂和前緣砂壩沉積為主；薩Ⅱ組以二類A油層的寬帶型分流河道以及二類B油層的條帶型分流河道沉積為主；薩Ⅲ組以二類B油層的條帶型河道以及三類油層的斷續(xù)窄小型河道沉積為主。

2 砂體相變程度分析

在井距僅為25m的情況下，相鄰井鉆遇油層的狀況仍有變化［4］。砂體在平面上相對于相鄰不同類型砂體的變化程度即為砂體相變程度，反映了砂體的平面非均質(zhì)特征，通常用砂體相變率表示。在井距分別為25，50，100，150，200 m的條件下，分別對寬帶型（二類A油層）、條帶型（二類B油層）和斷續(xù)窄小型（三類油層）分流河道砂體的相變率進(jìn)行統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，不同井距條件下不同類型砂體的相變程度存在明顯差異（見圖1）。

圖1 不同井距條件下不同類型河道砂體的相變率

由圖1可以看出：對任一種河道砂體，相變率隨井距的增加而增加，井距較小時，相變率的增加幅度較大；在相同井距條件下，由寬帶型—條帶型—斷續(xù)窄小型分流河道砂體，隨著河道砂體規(guī)模變小，相變率逐級增大。由于斷續(xù)窄小型河道砂體總體上相變劇烈，在50m井距條件下相變率仍高達(dá)50%～80%，已超出了加密井網(wǎng)的調(diào)整范圍，導(dǎo)致射孔對應(yīng)性差，致使水驅(qū)控制程度低。

根據(jù)沉積相的變化速度，可將相變分為漸變型、快速漸變型和突變型3種類型。在不同井距條件下，對不同規(guī)模分流河道砂體的相變類型組成進(jìn)行分析（見圖2），結(jié)果發(fā)現(xiàn)：隨著井距的增大，各類砂體的漸變型相變比例減小，突變型相變比例逐漸增加；在相同井距條件下，由寬帶型—斷續(xù)窄小型分流河道砂體，隨著砂體規(guī)模的減小，漸變型相變的比例減小，突變型相變的比例顯著增加。

圖2 不同類型分流河道砂體相變類型組成分析

3 砂體控制程度分析

在復(fù)雜的沉積環(huán)境條件下，入湖三角洲相沉積砂體大多為中、小型條帶狀砂體。隨著油田開發(fā)井網(wǎng)密度的增大，對單砂體真實幾何形態(tài)、規(guī)模和非均質(zhì)性的認(rèn)識程度逐步提高［4-5］。根據(jù)試驗區(qū)的最密井網(wǎng)資料，將井網(wǎng)逐步抽稀成三類油層聚驅(qū)、二類油層聚驅(qū)、主力油層聚驅(qū)、高臺子、二次加密、一次加密井網(wǎng)以及基礎(chǔ)井網(wǎng)。以薩Ⅱ組10單元的二類A油層和薩Ⅲ組9b單元的三類油層為例，利用多套開發(fā)井網(wǎng)，研究不同井網(wǎng)對二、三類油層砂體的控制程度。

3.1 分析方法

編制各套井網(wǎng)的沉積相帶圖，并將其分別與最密井網(wǎng)的相圖進(jìn)行砂體疊合比較，統(tǒng)計不同井網(wǎng)條件下的砂體控制面積。根據(jù)式（1）計算井網(wǎng)的砂體控制率，并繪制砂體控制率與井網(wǎng)密度的關(guān)系曲線（見圖3）。

3.2 結(jié)果分析

薩Ⅱ組10單元的二類A油層為寬帶型河道砂體，砂體寬度大，發(fā)育好。在井網(wǎng)密度為10.3口/km2的基礎(chǔ)井網(wǎng)條件下，砂體控制率為44%，明顯高于薩Ⅲ組9b單元的三類油層。當(dāng)井網(wǎng)密度增加到二次加密井網(wǎng)的50.3口/km2時，砂體控制率增加到77%。隨著井網(wǎng)密度的繼續(xù)增加，砂體的外邊界變化不大，僅使復(fù)合砂體內(nèi)單一河道的邊界更加清楚（見圖4），因此砂體控制率的變化幅度不大，曲線趨于平穩(wěn)（見圖3），表明二次加密井網(wǎng)已經(jīng)基本控制了河道的形態(tài)。

圖3 河道砂體控制率隨井網(wǎng)變化曲線

圖4 薩Ⅱ組10單元在不同井網(wǎng)條件下的沉積相分布

薩Ⅲ組9b單元的三類油層為窄條帶型河道砂體，砂體發(fā)育窄小，河道寬度變化大，既發(fā)育60 m寬的窄小決口河道，又發(fā)育150m寬的水下順直分流河道。在基礎(chǔ)井網(wǎng)條件下，砂體控制率僅為9%，隨井網(wǎng)密度增加，對河道砂體的控制程度逐漸增加（見圖3）。當(dāng)井網(wǎng)密度小于100口/km2時，河道砂體連續(xù)性差；隨井網(wǎng)密度繼續(xù)增大至100口/km2以上時，河道形態(tài)更加清晰，鉆遇砂體個數(shù)增多，且以窄小河道為主（見圖5）。由此可見，對于窄條帶型河道砂體，依靠加密井網(wǎng)或井網(wǎng)重組完善注采系統(tǒng)可有效挖掘剩余油。

圖5 薩Ⅲ組9b單元在不同井網(wǎng)條件下的沉積相分布

4 基于相變的水驅(qū)控制程度分析

水驅(qū)控制程度是指在現(xiàn)有井網(wǎng)條件下，和注水井連通的采油井射開有效厚度與井組內(nèi)采油井射開總有效厚度之比［12］，是水驅(qū)油田開發(fā)中的一項重要指標(biāo)。在不同注采井網(wǎng)條件下，油層的水驅(qū)控制程度有較大差別［13-15］。

在基于相變的水驅(qū)控制程度計算分析過程中，為充分考慮砂體平面非均質(zhì)性的干擾，根據(jù)注采井間的砂體相變類型，分別賦予相變權(quán)重系數(shù)：漸變型相變?yōu)?0%，快速漸變型相變?yōu)?0%，突變型相變?yōu)?0%。針對二類A油層、二類B油層、三類油層的河道砂體類型，當(dāng)注水井位于河道砂體中，采油井分別位于河道砂體、主體席狀砂、非主體席狀砂或表外席狀砂中時，油水井間的連通類型分別為河道-河道、河道-主體、河道-非主體和河道-表外。對薩爾圖中區(qū)西部二、三類油層各類儲層的水驅(qū)控制程度按相變權(quán)重進(jìn)行折算后，得到考慮相變的實體連通的水驅(qū)控制程度，較不考慮相變的傳統(tǒng)方法統(tǒng)計數(shù)據(jù)降低了4～10百分點（見表1）。

表1 薩爾圖中區(qū)西部二、三類油層水驅(qū)控制程度 %

4.1 井距的影響

采用五點井網(wǎng)，分別設(shè)定 100，125，150，200，250，300m 6種注采井距，進(jìn)行基于相變的砂體水驅(qū)控制程度統(tǒng)計（見圖6）。

圖6 注采井距對不同類型河道砂體水驅(qū)控制程度的影響

由圖6可以看出：砂體水驅(qū)控制程度與注采井距關(guān)系密切，不同類型河道砂體水驅(qū)控制程度受井距影響的程度有所不同。二類A油層河道砂體由于分布面積大，砂體控制程度較高，不同注采井距條件下的水驅(qū)控制程度都很高，均達(dá)到90%以上。其中，河道砂體內(nèi)一類連通關(guān)系（河道-河道）占主導(dǎo)地位，當(dāng)注采井距從300m減小到100m時，河道-河道的水驅(qū)控制程度從50%提高到70%，河道-河道與河道+主體的水驅(qū)控制程度接近80%，基本滿足聚驅(qū)要求；二類B油層由于河道砂體的控制程度較低，125 m井距條件下河道-河道的水驅(qū)控制程度只有15%，河道-河道與河道+主體的水驅(qū)控制程度不足35%，無法滿足注聚井網(wǎng)的需求；三類油層的砂體平面相變率大，砂體控制程度最低，100 m井距條件下河道-河道與河道+主體的水驅(qū)控制程度僅為20%。

4.2 細(xì)分單元的影響

在密井網(wǎng)條件下，通過研究區(qū)取心井巖心及測井曲線形態(tài)的巖電關(guān)系比對，在對成因單砂體進(jìn)行精細(xì)識別的基礎(chǔ)上，對薩Ⅲ組9小層進(jìn)行了沉積單元細(xì)分。細(xì)分后發(fā)現(xiàn)，河道砂體的鉆遇率及控制程度降低，砂體的水驅(qū)控制程度也發(fā)生了變化。細(xì)分單元前、后的砂體水驅(qū)控制程度統(tǒng)計結(jié)果（見圖7）表明，水驅(qū)控制程度總體下降了17.8%，其中多向連通關(guān)系的水驅(qū)控制程度明顯下降，而單、雙向連通關(guān)系的水驅(qū)控制程度有所上升。這表明，通過進(jìn)一步完善單砂體的平面注采關(guān)系，可有效挖掘剩余油。

圖7 薩Ⅲ組9小層沉積單元細(xì)分前后水驅(qū)控制程度變化

5 結(jié)論

1）由于不同類型砂體的相變程度不同，砂體的控制程度也存在差異。砂體規(guī)模越小，相變率越大，且注采井距越大，相變率也越大。這使得在相同井距條件下，寬帶型河道砂體的控制率明顯高于條帶型砂體和窄條帶形砂體；隨著注采井距的減小，砂體控制率增加。對于窄條帶形砂體，可通過加密井網(wǎng)或?qū)酉稻W(wǎng)重組，完善單砂體注采系統(tǒng)。

2）基于相變的水驅(qū)控制程度計算結(jié)果較傳統(tǒng)統(tǒng)計方法低4～10百分點，更接近油藏實際情況，為二、三類油層聚驅(qū)井網(wǎng)部署提供了更為科學(xué)的地質(zhì)依據(jù)。

3）砂體的水驅(qū)控制程度與注采井距關(guān)系密切，砂體規(guī)模越小，水驅(qū)控制程度受井距的影響越顯著。對沉積單元進(jìn)行細(xì)分后，基于相變的水驅(qū)控制程度值減小，更接近油藏實際情況。

［1］ 劉丁曾，王啟民，李伯虎.大慶多層砂巖油田開發(fā)［J］.北京：石油工業(yè)出版社，1996：104-110.

［2］ 范景明.井網(wǎng)調(diào)整后水驅(qū)控制程度及砂體接觸方式研究［J］.科學(xué)技術(shù)與工程，2011，11（12）：2801-2803.

［3］ 石成方，齊春艷，杜慶龍.高含水后期多層砂巖油田單砂體注采關(guān)系完善程度評價［J］.石油學(xué)報，2006，27（增刊1）：133-136.

［4］ 趙翰卿.松遼湖盆精細(xì)儲層沉積學(xué)研究［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2009：122-127.

［5］ 寧士華，肖斐，束寧凱.特高含水開發(fā)期曲流河儲層構(gòu)型深化研究及應(yīng)用［J］.斷塊油氣田，2013，20（3）：354-358.

［6］ 隨軍，呂曉光，趙翰卿，等.大慶油田河流-三角洲相儲層研究［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2000：13-20.

［7］ 趙翰卿.大慶油田精細(xì)儲層沉積學(xué)研究［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2012：32-49.

［8］ 李冰娥，尹太舉，代盈營，等.儲層相結(jié)構(gòu)模式及其開發(fā)響應(yīng)特征［J］.斷塊油氣田，2013，20（2）：178-182.

［9］ 何宇航，宋保全，白振強(qiáng).大慶油田河流相儲層精細(xì)描述技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用［J］.大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2011，30（1）：63-69.

［10］于德水.薩北油田曲流型河道砂體建筑結(jié)構(gòu)研究［J］.斷塊油氣田，2011，18（1）：30-33.

［11］唐金榮，何宇航.河流相儲層單砂體識別與應(yīng)用［J］.大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2012，31（3）：68-72.

［12］中國石油天然氣總公司.SY／T 6219—1996油田開發(fā)水平分級［S］．北京：石油工業(yè)出版社，1999：3-8.

［13］唐金榮，何宇航.不同井網(wǎng)密度下分流河道砂體變化特征研究［J］.內(nèi)蒙古石油化工，2012（12）：148-150.

［14］裴占松.對不同井網(wǎng)密度下砂體控制程度的研究［J］.大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2010，29（1）：47-50.

［15］路永萍，王學(xué)立，范衛(wèi)紅，等.超小井距在復(fù)雜斷塊油藏后期注水開發(fā)中的應(yīng)用［J］.斷塊油氣田，2010，17（5）：589-592.

（編輯 劉文梅）

Analysison water flooding controldegree based on phase transition:Taking TypeⅡand TypeⅢoil layerson thewest section of central Saertu Oilfield asan example

Yu Deshui
(Exploration and Developm ent Research Institute of Daqing Oilfield Com pany Ltd.,PetroChina,Daqing 163712,China)

According to high density logging data of thewest section of central Saertu Oilfield,the analysis about phase transition and control degree are carried outbased on well patternwith the detailed anatomy resultsof single sand body in sedimentary units. The influencing laws of injection-production well spacing on phase transition and control rate are obtained.On these bases,the analysisand evaluation onwater flooding controldegreeare carried outbased on phase transition in order to fully consider theeffect of sand body plane heterogeneity.The research results show that the value ofwater flooding control degree drew from traditional statisticalmethods is often on the high side.Along with the well pattern infilling,the variation scopes of water flooding control degree are different between different types of channel sand body.The value of water flooding control degree based on phase transitionwould be smallerand be closer to the actual reservoirsituation aftersubdivision ofsedimentary unit.

water flooding control degree;control degree of sand body;phase transition degree of sand body;well spacing density; injection-productionwellspacing

國家科技重大專項“大型油氣田及煤層氣開發(fā)”子課題“單砂體及內(nèi)部構(gòu)型表征技術(shù)”（2008ZX05010-001）

TE343

A

10.6056/dkyqt201401018

2013-08-05；改回日期：2013-11-25。

于德水，男，1984年生，工程師，2007年本科畢業(yè)于東北石油大學(xué)，主要從事精細(xì)儲層沉積學(xué)方面的研究。E-mail：yudeshui@petrochina.com.cn。

于德水.基于相變的井網(wǎng)水驅(qū)控制程度分析：以薩爾圖中區(qū)西部二、三類油層為例［J］.斷塊油氣田，2014，21（1）：74-78.

Yu Deshui.Analysis on water flooding control degree based on phase transition:Taking TypeⅡand TypeⅢoil layers on the west section of central Saertu Oilfield as an example［J］.Fault-Block Oil&Gas Field，2014，21（1）：74-78.