數(shù)值模擬研究在注水開發(fā)中的應(yīng)用

李淑靜

摘 要： 針對羊三館一油組底水稠油油藏的開發(fā)特征，以數(shù)值模擬為指導，根據(jù)油藏動態(tài)分析研究，分析含水上升規(guī)律，研究底水錐進規(guī)律，提出層對層溫和注水和大排量注底水的有效開發(fā)的新途徑。通過注水開發(fā)有效的減緩底水錐進的速度，減緩油組含水上升速度，確保了油藏的穩(wěn)產(chǎn)開發(fā)，為同類油藏提供了經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：數(shù)值模擬；底水；稠油；溫和注水；注底水

一、羊三館一油組概況

羊三館一油組是羊三木油田羊三斷塊的主要開發(fā)層系，屬于底水稠油油藏，底水厚度約為油層厚度的5-7倍。儲層屬于高孔、高滲儲層，儲層物性好，平均孔隙度33.3%，平均滲透率956.7×10–3um2。館一油組各種成因砂體（扣除非滲透夾層）層內(nèi)非均質(zhì)程度不同，分支河道砂均質(zhì)程度最高，主河道次之，河間灘沉積體非均質(zhì)性最強。

地面原油相對密度0.962，脫氣原油粘度1330.02mPa.s。地下原油黏度為128mPa.s，油水粘度比74，原始氣油比31m3/t，原始地層壓力12.25MPa，體積系數(shù)1.078，溶解系數(shù)2.18m3/（t.MPa），壓縮系數(shù)7.35×10-4MPa-1。

截止到2015年12月，羊三館一油組油井總數(shù)43口，開井數(shù)39口，日產(chǎn)液1148.26m3/d，日產(chǎn)油94.68t/d，綜合含水91.2%，平均動液面292m，累計產(chǎn)油量78.2395×104t，采出程度21.27%，采油速度0.94%。天然能量開發(fā)，含水上升率高達0.8，采收率僅有19.57%。

二、注水開發(fā)技術(shù)界限研究

羊三館一油組屬于河流相沉積，平面連通性好，連通程度達到90%。注水能受益見效，從儲層特性上看，K/K1=0.45，根據(jù)Charles H儲層敏感性標準，屬于中水敏儲層。通過相滲曲線特征分析，巖石表現(xiàn)為親水特征。從單井點注水井的吸水剖面分析，油層的吸水指數(shù)達到8.8-23.1，符合注水要求。同時由實驗數(shù)據(jù)測得注水孔隙體積倍數(shù)和驅(qū)油效率在半對數(shù)坐標中呈線性關(guān)系（2-1），隨著注水孔隙體積倍數(shù)的增加，驅(qū)油效率增加。通過以上分析認為該油藏適合注水。

三、邊底水能量評價

（一）底水錐進機理研究。當射開底水油層時，隨著油井以一定產(chǎn)量生產(chǎn)，在井底形成一壓降漏斗。在開采前近似水平的油水界面，在油水勢梯度的作用下發(fā)生變形，在井底形成一錐體形狀。以一定的產(chǎn)量穩(wěn)定產(chǎn)，則形成的水錐可能穩(wěn)定在一定高度。當油井產(chǎn)量增加時，水錐高度增加，直到底水進入油井，油井開始見水。對于一般的油水層直接接觸的底水油層，其形成的水錐形狀如圖1。

（二）邊底水能量評價。根據(jù)油藏無因次彈性產(chǎn)率比值（Npr）及采出 1%地質(zhì)儲量的壓降值（ ?P R），對比油藏驅(qū)動能量評價指標，可以定性評價油藏邊底水驅(qū)動能量的大小。

四、數(shù)值模擬法確定注水技術(shù)界限

（一）建立數(shù)值模擬模型。模型建立重點考慮平面和縱向網(wǎng)格的精度，針對羊三館一油組實際的井網(wǎng)條件，以及縱向上隔夾層的分布特點，分別制定平面和縱向上網(wǎng)格的精度方案。

平面網(wǎng)格精度：根據(jù)平面上沉積特點和平均井距（260m）的大小，確定平面上取均勻步長30m*30m，保證網(wǎng)格精度能反應(yīng)相變特征和井間滲流特征。

縱向網(wǎng)格精度：根據(jù)夾層和沉積韻律發(fā)育特點將油藏細分到流動單元，各層采用不等距網(wǎng)格，形成縱向上17個小層。

模型擬合精度：壓力擬合精度90%，儲量擬合精度92%，單井擬合率85%，產(chǎn)量擬合精度85%，含水擬合精度88%。各項指標擬合精度高，模擬模型計算動態(tài)和實際動態(tài)一致，說明建立的油藏地質(zhì)模型符合實際，可信度高。

（二）注水技術(shù)界限優(yōu)化。以油藏工程為基礎(chǔ)，應(yīng)用數(shù)值模擬方法對注水層位、注水量、注水半徑進行優(yōu)化。

注水量注、水層位優(yōu)化：優(yōu)化4種注水方式共8個方案，預測5年。模擬結(jié)果顯示，大排量（400方）的注底水，底水能量增加，開始動用水錐半徑以外的剩余油，同時從油井的邊部適量注水，驅(qū)動平面上剩余油。因此層對層溫和注水+大排量注底水效果最好，油組含水下降1.1%，采收率提高1.6%。

注水半徑優(yōu)化：數(shù)值模擬結(jié)果表明，注水井距大于水錐半徑時，底水托進作用好，注水效果最好。

五、礦場應(yīng)用效果

充分考慮羊三館一的油藏特點以及目前的井網(wǎng)特點，從兩個方面考慮實施注水開發(fā)，一是計劃從含油面積的邊部，邊水來源方向部署三口注水井，三口注水井距離一線受益油井的井距202米；二是從含有面積的中心部位選取一個井組實施注水。通過注水方案的實施，補充館一的地層能量，有效驅(qū)動剩余油，而達到提高采收率的效果。

以模型為指導，根據(jù)方案優(yōu)化的結(jié)果，在羊三館一油組邊部補孔分注4口井，補孔井段分別為16米、10米、12米、16米。油層注水50方，注底水400方，注水后，油藏壓力上升，15口一線受益油井平均含水下降0.4%，與模型預測結(jié)果一致。

六、結(jié)論與認識

（一）通過數(shù)值模擬研究和先導實驗結(jié)果顯示，底水稠油油藏可以通過注底水改善壓力剖面，達到增強底水托進的作用。

（二）結(jié)合注水層位、注水量、注水半徑關(guān)鍵參數(shù)的優(yōu)化結(jié)果及推廣應(yīng)用情況，采取層對層溫和注水+大排量注底水的注水方式，在開發(fā)上起到控水增油的效果。

（三）注底水實驗的初步效果，證明在邊底水能量充足，地層能量保持相對良好，處于特高含水開發(fā)期的油藏中，通過建立有效的注采井網(wǎng)，實施注底水開發(fā)，能夠有效的提高采收率，具有一定的推廣價值。

參考文獻：

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