高含水期井損對(duì)高滲透油藏開發(fā)效果的影響

羅福全，侯　健，邴紹獻(xiàn)，蘇映宏，李　軍，薛　成

（1.中國石油冀東油田分公司勘探開發(fā)研究院，河北唐山063000；2.中國石油大學(xué)（華東）石油工程學(xué)院，山東青島266580；3.中國石化勝利油田分公司地質(zhì)科學(xué)研究院，山東東營257015；4.中國石油川慶鉆探工程公司井下作業(yè)公司，四川成都610213；5.中國石油冀東油田分公司開發(fā)處，河北唐山063000）

高含水期井損對(duì)高滲透油藏開發(fā)效果的影響

羅福全1，侯健2，邴紹獻(xiàn)3，蘇映宏3，李軍4，薛成5

（1.中國石油冀東油田分公司勘探開發(fā)研究院，河北唐山063000；2.中國石油大學(xué)（華東）石油工程學(xué)院，山東青島266580；3.中國石化勝利油田分公司地質(zhì)科學(xué)研究院，山東東營257015；4.中國石油川慶鉆探工程公司井下作業(yè)公司，四川成都610213；5.中國石油冀東油田分公司開發(fā)處，河北唐山063000）

中國陸上油田已整體進(jìn)入高含水開發(fā)期，大量生產(chǎn)井和注入井因各種原因關(guān)停頻繁，導(dǎo)致井網(wǎng)完善性遭到破壞，油藏開發(fā)效果變差。準(zhǔn)確揭示生產(chǎn)井和注入井井損對(duì)油藏開發(fā)效果的影響規(guī)律，為井損恢復(fù)措施制定提供決策依據(jù)是十分必要的。通過定義油藏可采儲(chǔ)量損失百分?jǐn)?shù)，并將其作為井損條件下油藏開發(fā)效果評(píng)價(jià)指標(biāo)，定量分析了井損因素對(duì)高滲透油藏開發(fā)效果的影響。研究結(jié)果表明：當(dāng)發(fā)生井損時(shí)，隨井損時(shí)刻變晚，相對(duì)高滲透部位井的油藏可采儲(chǔ)量損失百分?jǐn)?shù)先升高后降低，相對(duì)低滲透部位井的油藏可采儲(chǔ)量損失百分?jǐn)?shù)單調(diào)上升；同一井損時(shí)刻下，相對(duì)低滲透部位井的油藏可采儲(chǔ)量損失百分?jǐn)?shù)大于相對(duì)高滲透部位井，且在滲透率非均質(zhì)條件下井損位置的影響明顯，滲透率均質(zhì)時(shí)井損位置的影響幅度很??；同一井損時(shí)刻，隨滲透率平面變異系數(shù)增大，相對(duì)高滲透部位井的油藏可采儲(chǔ)量損失百分?jǐn)?shù)減小，相對(duì)低滲透部位井的油藏可采儲(chǔ)量損失百分?jǐn)?shù)增大；同一井損百分?jǐn)?shù)下，生產(chǎn)井的油藏可采儲(chǔ)量損失百分?jǐn)?shù)高于注入井，井損后應(yīng)優(yōu)先恢復(fù)生產(chǎn)井。

高含水期 高滲透 井損 可采儲(chǔ)量 損失百分?jǐn)?shù) 勝坨油田

注采井網(wǎng)控制著驅(qū)替流體推進(jìn)規(guī)律及面積波及系數(shù)，是影響油藏開發(fā)效果的重要因素［1-5］。生產(chǎn)井和注入井由于套損、液量低、含水率高等原因長(zhǎng)期關(guān)停發(fā)生井損［6-7］，導(dǎo)致注采井網(wǎng)完善性遭破壞，且隨油藏含水率升高，油藏井損規(guī)模越來越大，對(duì)油藏開發(fā)效果的不利影響越來越突出。目前，對(duì)不同井網(wǎng)形式、井距、排距下油藏采收率的變化規(guī)律以及為進(jìn)一步提高油藏采收率調(diào)整加密井網(wǎng)的研究較多［8-16］，但針對(duì)生產(chǎn)井和注入井發(fā)生井損后，井損因素對(duì)油藏采收率的影響及不同井損條件下油藏可采儲(chǔ)量的變化尚未開展系統(tǒng)研究。筆者選取勝坨油田二區(qū)沙二段1—2單元作為高滲透油藏典型區(qū)塊，以油藏可采儲(chǔ)量損失百分?jǐn)?shù)作為井損條件下油藏開發(fā)效果評(píng)價(jià)指標(biāo)，基于數(shù)值模擬技術(shù)定量分析了高含水期井損因素對(duì)油藏開發(fā)效果的影響，得到了不同井損條件下油藏可采儲(chǔ)量的變化規(guī)律。

1　高滲透油藏?cái)?shù)值模擬模型的建立

選取勝坨油田二區(qū)沙二段1—2單元作為典型區(qū)塊，建立油藏?cái)?shù)值模擬模型。該區(qū)塊平均滲透率為2530×10-3μm2，是典型的高滲透水驅(qū)開發(fā)油藏，對(duì)其生產(chǎn)歷史進(jìn)行擬合，在擬合好的區(qū)塊模型上截取井組模型作為研究的基礎(chǔ)方案?；A(chǔ)方案中石油地質(zhì)儲(chǔ)量為250.47×104t，網(wǎng)格數(shù)為31×31×7共6727個(gè)，滲透率場(chǎng)平面分布如圖1所示，滲透率平向變異系數(shù)均為0.5，地層原油粘度為20mPa·s，束縛水飽和度、殘余油飽和度分別為0.32和0.184。井網(wǎng)形式為五點(diǎn)法井網(wǎng)，井距為400m，油、水井采用定液量模式生產(chǎn)或注入，邊、角井產(chǎn)液量及注入量按照中心井的1/4和1/2倍進(jìn)行劈分折算。

圖1　基礎(chǔ)方案滲透率場(chǎng)平面分布（以第5層為例，平均滲透率為2200×10-3μm2）Fig.1　Baseschemeofpermeabilityplanedistribution （Takingthefifthlayerforexample，the averagepermeabilityis2200×10-3μm2）

2　井損因素對(duì)高滲透油藏開發(fā)效果的影響

為定量評(píng)價(jià)井損條件下油藏的開發(fā)效果，定義了油藏可采儲(chǔ)量損失百分?jǐn)?shù)這一指標(biāo)，該指標(biāo)含義為井損發(fā)生后油藏可采儲(chǔ)量損失量與油藏可采儲(chǔ)量剩余量的比值，其表達(dá)式為

式中：ΔEr為油藏可采儲(chǔ)量損失百分?jǐn)?shù)，%；Nr為油藏可采儲(chǔ)量損失量，104t；N為井損時(shí)刻油藏剩余可采儲(chǔ)量，104t；Np為無井損條件下油藏最終可采儲(chǔ)量，104t；Ns為有井損條件下油藏最終可采儲(chǔ)量，104t；Nps為截至井損時(shí)刻油藏累積可采儲(chǔ)量，104t。

由式（1）可見，該指標(biāo)以整個(gè)油藏可采儲(chǔ)量作為統(tǒng)計(jì)對(duì)象，適用于對(duì)單井發(fā)生井損、同類別多井發(fā)生井損、不同類別井同時(shí)發(fā)生井損等各種情況下油藏開發(fā)效果的評(píng)價(jià)。

在建立油藏可采儲(chǔ)量損失百分?jǐn)?shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)的基礎(chǔ)上，利用其定量研究了井損位置、儲(chǔ)層非均質(zhì)性、井損時(shí)刻、井損井別、井損百分?jǐn)?shù)對(duì)油藏開發(fā)效果的影響規(guī)律，其中，井損百分?jǐn)?shù)是指損失井?dāng)?shù)與油藏總井?dāng)?shù)之比。

2.1井損位置

選取研究區(qū)油藏含水率為90%作為井損時(shí)刻，研究了井損百分?jǐn)?shù)為22.22%時(shí)不同井損位置對(duì)油藏開發(fā)效果的影響，其中，為消除不同井位處滲透率差異對(duì)模擬結(jié)果的影響，此處將基礎(chǔ)方案轉(zhuǎn)換為均質(zhì)場(chǎng)模型，后續(xù)討論均與基礎(chǔ)方案一致，采用非均質(zhì)場(chǎng)模型。由模擬結(jié)果（表1）可見，在滲透率均質(zhì)條件下，中心井井損對(duì)應(yīng)的油藏可采儲(chǔ)量損失量及損失百分?jǐn)?shù)較小，邊、角井對(duì)應(yīng)的值較大；但井損位置對(duì)油藏開發(fā)效果的影響幅度很小。

表1　滲透率均質(zhì)條件下井損位置對(duì)油藏開發(fā)效果的影響Table1　Theinfluenceofwelllosspositiononthereservoirdevelopmenteffectunderpermeabilityhomogeneity

保持井損時(shí)刻不變，研究了滲透率非均質(zhì)條件下井損位置對(duì)油藏開發(fā)效果的影響。由模擬結(jié)果（圖2）可見，與相對(duì)高滲透部位相比，在同一油藏含水率下相對(duì)低滲透部位剩余油飽和度高，開發(fā)潛力大，故相對(duì)低滲透部位井的油藏可采儲(chǔ)量損失量及損失百分?jǐn)?shù)均較大，且在滲透率非均質(zhì)條件下井損位置影響明顯。

圖2　滲透率非均質(zhì)條件下井損位置對(duì)油藏開發(fā)效果的影響Fig.2　Theinfluenceofwelllosspositiononthereservoirdevelopmenteffectunderpermeabilityheterogeneity

2.2儲(chǔ)層非均質(zhì)性

選取油藏含水率為90%作為井損時(shí)刻，研究了井損百分?jǐn)?shù)為22.22%時(shí)滲透率平面變異系數(shù)對(duì)油藏開發(fā)效果的影響。由模擬結(jié)果（圖3）可見，隨滲透率平面變異系數(shù)增大，相對(duì)高滲透部位發(fā)生井損時(shí)，油藏可采儲(chǔ)量損失百分?jǐn)?shù)減小，而相對(duì)低滲透部位井損對(duì)應(yīng)的油藏可采儲(chǔ)量損失百分?jǐn)?shù)增大。主要原因是：同一井損時(shí)刻、不同滲透率平面變異系數(shù)下發(fā)生井損時(shí)，油藏剩余可采儲(chǔ)量差異較小，隨滲透率平面變異系數(shù)增大，相對(duì)高滲透部位水淹越來越嚴(yán)重，開發(fā)潛力越來越小，而相對(duì)低滲透部位水線推進(jìn)越來越慢，開發(fā)潛力越來越大。

圖3　儲(chǔ)層非均質(zhì)性對(duì)油藏開發(fā)效果的影響Fig.3　Theinfluenceofreservoirheterogeneity onthereservoirdevelopmenteffect

2.3井損時(shí)刻

2.3.1相對(duì)高滲透部位井井損

以6-51井為例（平均滲透率為3776.1×10-3μm2），研究不同井損時(shí)刻對(duì)油藏開發(fā)效果的影響。由模擬結(jié)果（圖4）可見，當(dāng)相對(duì)高滲透部位井發(fā)生井損時(shí)，井損時(shí)刻越晚，油藏可采儲(chǔ)量損失量越小，可采儲(chǔ)量損失百分?jǐn)?shù)先升高后降低，并存在轉(zhuǎn)折點(diǎn)。主要原因是：相對(duì)高滲透部位井產(chǎn)液量高，當(dāng)油藏含水率升高但低于某臨界值時(shí)，相對(duì)高滲透部位井產(chǎn)油量依然較大，井損時(shí)對(duì)應(yīng)的油藏可采儲(chǔ)量損失百分?jǐn)?shù)較高；當(dāng)油藏含水率超過該臨界值后，相對(duì)高滲透部位井水淹嚴(yán)重，此時(shí)開發(fā)潛力低，井損時(shí)對(duì)應(yīng)的油藏可采儲(chǔ)量損失百分?jǐn)?shù)較低。

圖4　相對(duì)高滲透部位井發(fā)生井損時(shí)井損時(shí)刻對(duì)油藏開發(fā)效果的影響Fig.4　Theinfluenceofwelllossmomentonthereservoir developmenteffectwhilewelllossoccursin thepositionofrelativelyhighpermeability

2.3.2相對(duì)低滲透部位井井損

以6-91井為例（平均滲透率為1353.6×10-3μm2），研究不同井損時(shí)刻對(duì)油藏開發(fā)效果的影響。由模擬結(jié)果（圖5）可見，當(dāng)相對(duì)低滲透部位井發(fā)生井損時(shí)，井損時(shí)刻越晚，油藏可采儲(chǔ)量損失量越小，可采儲(chǔ)量損失百分?jǐn)?shù)單調(diào)上升。主要原因是：在整個(gè)油藏中相對(duì)低滲透部位井附近水線推進(jìn)速度慢，剩余油飽和度高，即使油藏含水率較高，相對(duì)低滲透部位井開發(fā)潛力也始終較大，故井損時(shí)刻變晚，油藏可采儲(chǔ)量損失百分?jǐn)?shù)升高。

圖5　相對(duì)低滲透部位井發(fā)生井損時(shí)井損時(shí)刻對(duì)油藏開發(fā)效果的影響Fig.5　Theinfluenceofwelllossmomentonthereservoir developmenteffectwhilewelllossoccursinthe positionofrelativelylowpermeability

2.4井損井別及井損百分?jǐn)?shù)

選取油藏含水率為90%作為井損時(shí)刻，研究了不同井損百分?jǐn)?shù)下注入井井損、生產(chǎn)井井損對(duì)油藏開發(fā)效果的影響，其中，某一特定井損百分?jǐn)?shù)對(duì)應(yīng)多種井損方案，各方案計(jì)算結(jié)果不同，該特定井損百分?jǐn)?shù)下油藏可采儲(chǔ)量損失量及損失百分?jǐn)?shù)的取值為各井損方案計(jì)算結(jié)果的平均值。

由模擬結(jié)果（圖6）可見，當(dāng)注入井、生產(chǎn)井發(fā)生井損時(shí)，油藏可采儲(chǔ)量損失百分?jǐn)?shù)與井損百分?jǐn)?shù)的關(guān)系曲線均位于45°對(duì)角線下方，表明油藏可采儲(chǔ)量損失百分?jǐn)?shù)小于與其對(duì)應(yīng)的井損百分?jǐn)?shù)，其主要原因是存在液流轉(zhuǎn)向作用。當(dāng)生產(chǎn)井發(fā)生井損后，生產(chǎn)井所在注采井組剩余可采儲(chǔ)量將全部損失，但由于整個(gè)油藏是一個(gè)壓力相互連通的系統(tǒng)，關(guān)井將導(dǎo)致注入流體向其他有利于驅(qū)替的方向流動(dòng)，其余注采井組累積產(chǎn)油量增加。因此，井損后油藏可采儲(chǔ)量損失量下降，油藏可采儲(chǔ)量損失百分?jǐn)?shù)低于對(duì)應(yīng)的井損百分?jǐn)?shù)。注入井井損原理類似。

圖6　井損井別及井損百分?jǐn)?shù)對(duì)油藏開發(fā)效果的影響Fig.6　Theinfluencesofwelllosstypeandwelllosspercentage onthereservoirdevelopmenteffect

對(duì)油藏可采儲(chǔ)量損失百分?jǐn)?shù)與井損百分?jǐn)?shù)變化規(guī)律進(jìn)行擬合，生產(chǎn)井井損和注入井井損的相關(guān)關(guān)系分別為

式中：y為油藏可采儲(chǔ)量損失百分?jǐn)?shù)，%；x為井損百分?jǐn)?shù)，%；R為相關(guān)系數(shù)。

由式（2）、式（3）及圖6可見，生產(chǎn)井井損時(shí)油藏可采儲(chǔ)量損失百分?jǐn)?shù)與井損百分?jǐn)?shù)呈二次函數(shù)關(guān)系，注入井井損時(shí)二者呈線性關(guān)系；在同一井損百分?jǐn)?shù)下，生產(chǎn)井井損的油藏可采儲(chǔ)量損失百分?jǐn)?shù)大于注入井井損的油藏可采儲(chǔ)量損失百分?jǐn)?shù)，故井損后應(yīng)優(yōu)先恢復(fù)生產(chǎn)井。

3　結(jié)論

對(duì)油藏可采儲(chǔ)量損失百分?jǐn)?shù)進(jìn)行了定義，該指標(biāo)以整個(gè)油藏可采儲(chǔ)量作為統(tǒng)計(jì)對(duì)象，適用于對(duì)單井發(fā)生井損、同類別多井發(fā)生井損、不同類別井同時(shí)發(fā)生井損等各種井損情況下油藏開發(fā)效果的定量評(píng)價(jià)。

運(yùn)用油藏?cái)?shù)值模擬手段，得到了井損位置、儲(chǔ)層非均質(zhì)性、井損時(shí)刻、井損井別及井損百分?jǐn)?shù)對(duì)高滲透油藏開發(fā)效果的影響規(guī)律，由于存在液流轉(zhuǎn)向作用，油藏可采儲(chǔ)量損失百分?jǐn)?shù)小于與其對(duì)應(yīng)的井損百分?jǐn)?shù)。

建立了不同井損井別條件下油藏可采儲(chǔ)量損失百分?jǐn)?shù)與井損百分?jǐn)?shù)的相關(guān)關(guān)系，生產(chǎn)井呈二次函數(shù)關(guān)系，注入井呈線性關(guān)系，在同一井損百分?jǐn)?shù)下，生產(chǎn)井井損對(duì)應(yīng)的油藏可采儲(chǔ)量損失百分?jǐn)?shù)高于注入井井損的油藏可采儲(chǔ)量損失百分?jǐn)?shù)，井損后應(yīng)優(yōu)先恢復(fù)生產(chǎn)井。

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編輯劉北羿

Theinfluenceofwelllossondevelopmenteffectinthehigh permeabilityreservoirathighwatercutstage

LuoFuquan1，HouJian2，BingShaoxian3，SuYinghong3，LiJun4，XueCheng5

（1.ResearchInstituteofPetroleumExploration&Development，PetroChinaJidongOilfieldCompany，TangshanCity，HebeiProvince，063000，China；2.SchoolofPetroleumEngineering，ChinaUniversityofPetroleum（EastChina），QingdaoCity，ShandongProvince，266580，China；3.GeoscienceResearchInstitute，ShengliOilfieldCompany，SINOPEC，DongyingCity，ShandongProvince，257015，China；4.DownholeOperationCompany，PetroChina ChuanqingDrillingEngineeringCompany，ChengduCity，SichuanProvince，610213，China；5.Development Department，PetroChinaJidongOilfieldCompany，TangshanCity，HebeiProvince，063000，China）

Chineseonshoreoilfieldshavegenerallysteppedintohighwatercutstage.Alargenumberofwellsshutdownfrequentlyforvariousreasons，whichresultsinadamagedwellpatternandpoorreservoirdevelopmenteffect.It’snecessary toaccuratelyrevealtheinfluencesofthewelllossonthereservoirdevelopmenteffectsoastoprovidedecision-makingbasisforwelllossrecoverymeasures.Thelosspercentageofreservoirrecoverablereserveswasdefinedandtakingasanevaluationindexofthereservoirdevelopmenteffectundertheconditionofwellloss.Theinfluencesofwelllossonthedevelopmenteffectinthehighpermeabilityreservoirwereanalyzedquantitatively.Theresultsindicatethatwiththecourseofwell losstime，thelosspercentageofreservoirrecoverablereservesincreasesfirstandthenreducesfortherelativelyhighpermeabilitywells，anditincreasesfortherelativelylowpermeabilitywellsmonotonously；atthesamemomentofwellloss，the losspercentageofreservoirrecoverablereservesfortherelativelylowpermeabilitywellsisgreaterthanthatfortherelativelyhighpermeabilitywells.Meanwhile，theimpactofwelllosspositionunderheterogeneouspermeabilityconditionisobviousandthatunderhomogeneouspermeabilityconditionisweak；atthesamemomentofwellloss，withincreasingplanevariationcoefficientofpermeability，thelosspercentageofreservoirrecoverablereservesreducesfortherelativelyhighpermeabilitywellsandincreasesfortherelativelylowpermeabilitywells；thelosspercentageofreservoirrecoverablereserves oftheproductionwellsishigherthanthatoftheinjectionwellswiththesamewelllosspercentage.Priorityshouldbegiven torecovertheproductionwell.

highwatercutstage；highpermeability；wellloss；recoverablereserves；losspercentage；Shengtuooilfield

TE341

A

1009-9603（2015）01-0106-05

2014-11-18。

羅福全（1985—），男，河北館陶人，工程師，碩士，從事油氣田開發(fā)工程研究。聯(lián)系電話：15132588687，E-mail：tangshanyizhong@ 163.com。

國家科技重大專項(xiàng)“勝利油田特高含水期提高采收率技術(shù)”（2011ZX05011），中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金資助項(xiàng)目“多孔介質(zhì)多尺度多相流動(dòng)模擬研究”（13CX05007A）。