復(fù)雜斷塊油藏典型井組注采調(diào)整方法研究

崔傳智，萬(wàn)茂雯，2，李凱凱，牛栓文，路智勇

(1.中國(guó)石油大學(xué)，山東 青島 266580；2.中國(guó)石化江蘇石油勘探局，江蘇 揚(yáng)州 225009；3.中國(guó)石化勝利油田分公司，山東 東營(yíng) 257015)

?

復(fù)雜斷塊油藏典型井組注采調(diào)整方法研究

崔傳智1，萬(wàn)茂雯1，2，李凱凱1，牛栓文3，路智勇3

(1.中國(guó)石油大學(xué)，山東 青島 266580；2.中國(guó)石化江蘇石油勘探局，江蘇 揚(yáng)州 225009；3.中國(guó)石化勝利油田分公司，山東 東營(yíng) 257015)

針對(duì)東辛油田營(yíng)13斷塊油藏儲(chǔ)層非均質(zhì)嚴(yán)重、地層傾角大、井網(wǎng)不規(guī)則、水驅(qū)不均衡的問(wèn)題，運(yùn)用非活塞式水驅(qū)油理論，綜合考慮儲(chǔ)層物性非均質(zhì)和剩余油飽和度非均質(zhì)等多種因素，以一注多采井組為例，建立了斷塊油藏新區(qū)和高含水期油井產(chǎn)液量的優(yōu)化方法。計(jì)算分析表明，為實(shí)現(xiàn)注水開(kāi)發(fā)在平面上的均衡驅(qū)替，油井調(diào)整產(chǎn)液量時(shí)要綜合考慮地層傾角、油層厚度以及目前油井含水率等因素的影響。對(duì)于垂直構(gòu)造線(xiàn)方向的一注兩采井組，地層傾角越大，高部位與低部位油井產(chǎn)液量的分配比例越大；油井含水率差異越大，低含水井與高含水井產(chǎn)液量的分配比例越大；兩側(cè)井區(qū)厚層相差越大，油井產(chǎn)液量的分配比例越大；儲(chǔ)層滲透率差異對(duì)達(dá)到均衡驅(qū)替所需的油井液量的分配比例影響相對(duì)較小。將研究成果應(yīng)用到營(yíng)13斷塊油藏的注采調(diào)整中，日產(chǎn)油能力上升至110.3 t/d，綜合含水由95.6%降至91.7%，提高采收率2.4%，取得了較好的開(kāi)發(fā)效果。

注采調(diào)整；均衡驅(qū)替；計(jì)算模型；斷塊油藏；東辛油田

0 引 言

1 注采調(diào)整的標(biāo)準(zhǔn)

以均衡驅(qū)替為目標(biāo)，在已知注水井注水量的情況下，建立了對(duì)應(yīng)油井產(chǎn)液量的分配方法。均衡驅(qū)替是指注入水在各個(gè)區(qū)域中的驅(qū)替程度相同。受斷塊油藏復(fù)雜儲(chǔ)層條件的限制，完全的均衡驅(qū)替難以實(shí)現(xiàn)，只要各個(gè)注采井連線(xiàn)上的驅(qū)替程度相等，即可認(rèn)為實(shí)現(xiàn)了(部分)均衡驅(qū)替[10]。

對(duì)于新油藏，由Buckely-Leverett驅(qū)油理論可知，油井同時(shí)見(jiàn)水時(shí)，各注采井間連線(xiàn)上的平均含水飽和度相同，因此，用見(jiàn)水時(shí)間相同作為均衡驅(qū)替的標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于處于高含水期的油藏，注采井間的平均含水飽和度與油井的含水率具有一致性，在給定的調(diào)控時(shí)間內(nèi)，各個(gè)油井達(dá)到相同的含水率即可認(rèn)為達(dá)到均衡驅(qū)替。

2 新斷塊油藏的注采調(diào)整計(jì)算方法

2.1 井網(wǎng)分解及平均參數(shù)確定

以一注四采的五點(diǎn)法井網(wǎng)為例，將實(shí)際井網(wǎng)分為4個(gè)注采單元，每個(gè)單元簡(jiǎn)化為沿各注采連線(xiàn)方向上的條帶狀一維線(xiàn)性驅(qū)替模型，并使該模型與原對(duì)應(yīng)注采單元的含油面積相等。對(duì)于每個(gè)一維線(xiàn)性模型，其長(zhǎng)度取對(duì)應(yīng)單元注水井與油井之間的距離，其寬度可根據(jù)注采單元的面積進(jìn)行折算得到，其厚度、孔隙度、滲透率等參數(shù)取注采單元內(nèi)相應(yīng)參數(shù)的平均值。

2.2 一維驅(qū)替時(shí)油井產(chǎn)液量計(jì)算

對(duì)于一注一采井網(wǎng)，在不考慮彈性驅(qū)動(dòng)情況下，油井產(chǎn)液量和注水井注水量相等。根據(jù)Buckely-Leverett驅(qū)油理論，在恒速注水的情況下，其見(jiàn)水時(shí)間為[11]：

父母在陪伴閱讀過(guò)程中，除了要注重與孩子交流溝通之外，還要適當(dāng)將閱讀內(nèi)容加以拓展，能把這本書(shū)中的內(nèi)容和那本書(shū)發(fā)生聯(lián)系，將書(shū)中涉及的內(nèi)容細(xì)節(jié)和孩子日常生活的場(chǎng)景細(xì)節(jié)發(fā)生聯(lián)系，真正做到由此及彼，觸類(lèi)旁通。

(1)

考慮地層傾角時(shí)，含水率的計(jì)算公式為：

(2)

式中：fw為含水率；μ為黏度，mPa·s；Kr為相對(duì)滲透率；K為絕對(duì)滲透率，10-3μm2；Δρ為油水密度差，kg/m3；g為重力加速度，m/s2；α為地層傾角，(°)。下標(biāo)：o為油相；w為水相。

已知注采井的對(duì)應(yīng)關(guān)系及產(chǎn)液量，根據(jù)式(2)計(jì)算含水率與含水飽和度的關(guān)系曲線(xiàn)，并采用試算法或者圖解法[11]確定前緣含水飽和度以及對(duì)應(yīng)的含水率導(dǎo)數(shù)。

2.3 各油井合理產(chǎn)液量確定方法

在注水井注水量已確定的情況下，給定一個(gè)各油井共同的見(jiàn)水時(shí)間，由2.2所述方法可求得各油井的產(chǎn)液量Qi，判斷各油井的產(chǎn)液量之和與注水井注水量是否相等或者滿(mǎn)足注采比要求。如滿(mǎn)足，則此時(shí)的Qi即為見(jiàn)水時(shí)間T下實(shí)現(xiàn)平面均衡驅(qū)替時(shí)各油井的產(chǎn)液量，否則重新假定一個(gè)見(jiàn)水時(shí)間，重復(fù)整個(gè)計(jì)算過(guò)程，直至滿(mǎn)足要求為止。

3 高含水期斷塊油藏的注采調(diào)整計(jì)算方法

對(duì)于處于高含水期的一注多采井網(wǎng)，同樣可將其分解為多個(gè)一注一采單元并進(jìn)行相應(yīng)的參數(shù)處理。

3.1 一維驅(qū)替時(shí)油井產(chǎn)液量計(jì)算

斷塊油藏進(jìn)入高含水期后，假設(shè)某油井的含水飽和度為Sw1>Swf。在油井以定液量Q生產(chǎn)Δt時(shí)間后，假定油井的含水飽和度達(dá)到Sw2，一維條帶油藏在Δt內(nèi)的累計(jì)產(chǎn)液量表征為：

(3)

3.2 一注多采井網(wǎng)的注采調(diào)整方法

已知調(diào)配前各油井的含水率為fwi(Sw)，假定調(diào)配后各油井達(dá)到一個(gè)相同的含水率fw(Sw2)，且fw(Sw2)>fwi(Swi)。根據(jù)3.1中所述方法，求得各油井的產(chǎn)液量Qi。判斷注水井注水量Qt與各油井產(chǎn)液量之和是否相等，如相等，則Qi即為在Δt時(shí)間內(nèi)各油井達(dá)到相同的含水率所需要的產(chǎn)液量，否則重新假定一個(gè)含水率fw(Sw2)，重復(fù)整個(gè)計(jì)算過(guò)程，直至滿(mǎn)足要求為止。

對(duì)于多注一采井組，各注水井注水量的分配方法與上述方法類(lèi)似，不再詳細(xì)敘述。

4 油水井注采調(diào)整的影響因素分析

根據(jù)上述方法編制了計(jì)算程序。為了方便計(jì)算結(jié)果的對(duì)比分析，以垂直構(gòu)造線(xiàn)方向的一注兩采井組為例進(jìn)行影響因素分析，注水井位于2口油井的中間(圖1)，基本參數(shù)見(jiàn)表1。

圖1 垂直構(gòu)造線(xiàn)方向的一注兩采井組

參數(shù)數(shù)值參數(shù)數(shù)值注采井距/m300地層傾角/(°)10孔隙度0.26滲透率/10-3μm2350原油黏度/mPa·s10原油密度/(kg·m-3)860調(diào)控前含水率/%90調(diào)控時(shí)間/a10

4.1 地層傾角的影響

重力作用對(duì)左右2個(gè)注采井間油水滲流產(chǎn)生不同的影響：對(duì)于注水井左側(cè)單元，重力為動(dòng)力；對(duì)于注水井右側(cè)單元，重力為阻力。在2個(gè)井區(qū)儲(chǔ)層條件相同的情況下，如果2口油井的產(chǎn)液量相同，左側(cè)油井的含水上升快，不滿(mǎn)足均衡驅(qū)替的要求，只有保證高部位油井的產(chǎn)液量高于低部位油井的產(chǎn)液量才能實(shí)現(xiàn)均衡驅(qū)替。計(jì)算結(jié)果表明，水平地層中(傾角為0°)只要2口油井的液量相同即可；隨地層傾角的增加，達(dá)到均衡驅(qū)替所需要的2口油井產(chǎn)液量差異也隨之增加；當(dāng)?shù)貙觾A角為10°時(shí)，高部位與低部位油井液量比值需要調(diào)整到0.962。

4.2 油層厚度非均質(zhì)的影響

保持注水井右側(cè)井區(qū)油層厚度不變，改變左側(cè)井區(qū)油層厚度，計(jì)算均衡驅(qū)替時(shí)左右兩側(cè)油井產(chǎn)液量的比值。左右兩側(cè)井區(qū)油層厚度相同時(shí)，2口油井產(chǎn)液量比值為0.962(僅受重力影響)；隨左側(cè)井區(qū)油層厚度的減小，2口油井產(chǎn)液量差異逐漸變大。當(dāng)左右井區(qū)油層厚度比值為0.5時(shí)，左側(cè)油井與右側(cè)油井產(chǎn)液量比值需要調(diào)整到0.488才能達(dá)到均衡驅(qū)替。

4.3 地層滲透率非均質(zhì)的影響

假設(shè)其他地層參數(shù)均相等，右側(cè)井區(qū)平均滲透率保持不變，改變左側(cè)井區(qū)的地層滲透率，計(jì)算得到左右兩側(cè)油井的產(chǎn)液量比值。隨著左側(cè)井區(qū)平均滲透率的不斷增加，2口油井產(chǎn)液量差異也隨之增大，但變化幅度相對(duì)較小。當(dāng)左右兩井區(qū)滲透率比值為0.7時(shí)，左右2口油井產(chǎn)液量比值為0.953；當(dāng)左右兩井區(qū)滲透率比值為0.32時(shí)，左右2口油井產(chǎn)液量比值為0.91。

4.4 調(diào)配前油井含水率差異的影響

對(duì)于高含水期斷塊油藏，要考慮注采調(diào)整前油井含水率的差異。保持左側(cè)油井的含水率為90%，計(jì)算右側(cè)油井含水率不同時(shí)2口油井的產(chǎn)液量比值。結(jié)果表明，2口油井初始含水率相同時(shí)，受重力作用的影響，為實(shí)現(xiàn)均衡驅(qū)替兩側(cè)油井產(chǎn)液量比值為0.962；隨著注水井右側(cè)油井含水率不斷降低，其對(duì)應(yīng)地層中的剩余油飽和度增大，流體流動(dòng)難度增加，需進(jìn)一步增大產(chǎn)液量。當(dāng)左右兩井區(qū)含水率比值為1.2時(shí)，左右2口油井產(chǎn)液量比值需要調(diào)整到0.831。

5 應(yīng)用效果

根據(jù)研究成果在營(yíng)13斷塊區(qū)開(kāi)展了應(yīng)用，對(duì)15個(gè)自然斷塊區(qū)中的12個(gè)一注兩采井組中的油井產(chǎn)液量、8個(gè)兩注一采井組中的注水井注水量分別進(jìn)行了計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了注采調(diào)整。共調(diào)整油井產(chǎn)液量20井次，注水井注水量12井次。調(diào)整后日產(chǎn)油達(dá)到110.3 t/d，綜合含水由95.6%降至91.7%，預(yù)測(cè)采收率由37.7%提高到40.1%。

6 結(jié) 論

(1) 以均衡驅(qū)替為目標(biāo)的注采調(diào)整受地層傾角、油層厚度、地層滲透率以及目前含水率等諸多因素的影響。

(2) 對(duì)于垂直構(gòu)造線(xiàn)方向的一注兩采井組，地層傾角越大，高部位與低部位油井產(chǎn)液量的分配比例越大；油井含水率差異越大，低含水井與高含水井產(chǎn)液量的分配比例越大，兩側(cè)井區(qū)厚層相差越大，油井產(chǎn)液量的分配比例也越大，儲(chǔ)層滲透率差異對(duì)達(dá)到均衡驅(qū)替所需的油井液量的分配比例影響相對(duì)較小。

(3) 合理的注采調(diào)整能夠有效改善開(kāi)發(fā)效果，同時(shí)均衡驅(qū)替狀態(tài)不是一成不變的，經(jīng)注采調(diào)整后達(dá)到均衡驅(qū)替，注水開(kāi)發(fā)一段時(shí)間后會(huì)出現(xiàn)新的不均衡狀態(tài)。因此，注采調(diào)整是貫穿油田開(kāi)發(fā)始終的一項(xiàng)工作，意義十分重大。

[1] 王振，牟勇.復(fù)雜斷塊油藏改善注水開(kāi)發(fā)效果技術(shù)研究[J].特種油氣藏，2009，16(5)：46-48.

[2] 邱坤態(tài)，敬國(guó)超，董科武，等.雙河油田特高含水后期開(kāi)發(fā)階段注采結(jié)構(gòu)調(diào)整的實(shí)踐與應(yīng)用[J].河南石油，2002，16(2)：18-20.

[3] 王德龍，郭平，汪周華，等.非均質(zhì)油藏注采井組均衡驅(qū)替效果研究[J].西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2011，33(5)：122-125.

[4] 趙春森，崔國(guó)強(qiáng)，付志.中高含水期周期注采方案優(yōu)選數(shù)值模擬研究[J].特種油氣藏，2009，16(1)：61-63，67.

[5] 羅佳豐.沈67塊規(guī)模提液方案研究及實(shí)施[J].特種油氣藏，2008，15(增刊1)：157-160，163.

[6] 馮斌，呂愛(ài)民，王偉，等.河道砂油藏開(kāi)發(fā)中后期配產(chǎn)配注方法及應(yīng)用[J].石油與天然氣，2011，54(32)：934-939.

[7] 石曉渠，馬道祥.注水井合理配注水量計(jì)算方法研究[J].西部探礦工程，2008，9(1)：94-96.

[8] 唐圣來(lái)，王怒濤，黃炳光，等.注水井劈分系數(shù)計(jì)算新方法研究[J].斷塊油氣田，2006，13(5)：43-45.

[9] 王建君，熊鈺，葉冰清，等.注水井合理配注方法研究[J].石油地質(zhì)與工程，2010，24(4)：73-75.

[10] 崔傳智，張繼慶，楊勇，等.斷塊油藏典型井組特高含水期配產(chǎn)配注優(yōu)化研究[J].科學(xué)技術(shù)與工程，2013，13(3)：162-165.

[11] 張建國(guó)，杜殿發(fā)，侯建，等.油氣層滲流力學(xué)[M].東營(yíng)：石油大學(xué)出版社，2008：209-211.

編輯 張耀星

20141222；改回日期：20150614

國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)“勝利油田特高含水期提高水驅(qū)采收率技術(shù)”(2011ZX05011)；教育部創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)發(fā)展計(jì)劃“復(fù)雜油藏開(kāi)發(fā)和提高采收率的理論與技術(shù)”(IRT1294)

崔傳智(1970-)，男，教授，1993年畢業(yè)于石油大學(xué)(華東)油藏工程專(zhuān)業(yè)，2005年畢業(yè)于中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)礦產(chǎn)普查與勘探專(zhuān)業(yè)，獲博士學(xué)位，取得3項(xiàng)省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)等榮譽(yù)，出版著作1部，現(xiàn)從事油氣滲流理論、油氣田開(kāi)發(fā)技術(shù)等方面的教學(xué)和科研工作。

10.3969/j.issn.1006-6535.2015.04.018

TE347

A

1006-6535(2015)04-0072-03