多層非均質(zhì)反韻律稠油油藏水驅(qū)界限實(shí)驗(yàn)研究

劉　斌，喻秋蘭，宮平志，鄧景夫

（中海石油（中國(guó)）有限公司天津分公司渤海石油研究院，天津　300452）

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多層非均質(zhì)反韻律稠油油藏水驅(qū)界限實(shí)驗(yàn)研究

劉斌，喻秋蘭，宮平志，鄧景夫

（中海石油（中國(guó)）有限公司天津分公司渤海石油研究院，天津300452）

摘要：渤海某油田為反韻律油藏，層內(nèi)縱向非均質(zhì)性嚴(yán)重，滲透率級(jí)差大，正確判斷水驅(qū)界限能夠有效避免注入水的無(wú)效循環(huán)，對(duì)后期調(diào)整措施具有重要的指導(dǎo)意義。本文根據(jù)該油田地質(zhì)油藏特征，利用人造物理模型制作技術(shù)制作內(nèi)置微電極物理模型，并進(jìn)行水驅(qū)油實(shí)驗(yàn)，從而明確縱向非均質(zhì)性對(duì)剩余油分布規(guī)律的影響，確定水驅(qū)界限。研究結(jié)果表明：滲透率級(jí)差越大，其非均質(zhì)性越嚴(yán)重，采出程度越低，而含水上升越快，高滲層驅(qū)油效率越高，低滲層驅(qū)油效率則越低；在合注分采過(guò)程中，注入水絕大部分都涌入高滲層，而中、低滲層的水驅(qū)動(dòng)用情況很差；由于層間矛盾，中、高滲層的絕大部分可動(dòng)油是在注入孔隙體積1 PV前采出的，大于1 PV以后的注入水對(duì)提高采收率幅度的影響相對(duì)較??；剩余油主要分布在低滲層段，滲透率級(jí)差越大，低滲層驅(qū)油效率越低，剩余油分布的比例越大。

關(guān)鍵詞：油水前緣檢測(cè)；層內(nèi)縱向非均質(zhì)；滲透率級(jí)差；水驅(qū)油；注入倍數(shù)

渤海某油田是典型稠油油藏，具有原油黏度高、油層巖石滲透率高、膠結(jié)疏松和非均質(zhì)性嚴(yán)重等特點(diǎn)，水驅(qū)開(kāi)發(fā)過(guò)程中舌進(jìn)現(xiàn)象嚴(yán)重，難以獲得較高的水驅(qū)采收率［1］。為了更好地了解稠油油藏水驅(qū)開(kāi)發(fā)特點(diǎn)和剩余油分布規(guī)律［2-4］，為提高采收率技術(shù)決策提供依據(jù)，針對(duì)油藏地質(zhì)特點(diǎn)和流體性質(zhì)特征，采用均質(zhì)四管并聯(lián)模型開(kāi)展不同平均滲透率、不同級(jí)差的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，結(jié)合采出程度及含水率，研究不同平均滲透率、不同級(jí)差條件下剩余油的分布規(guī)律及非均質(zhì)性對(duì)水驅(qū)效果的影響［5-9］，給出不同滲透率組合的注水開(kāi)發(fā)界限，為油田綜合調(diào)整提供依據(jù)。

1　實(shí)驗(yàn)條件

1.1實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?/p>

根據(jù)渤海某油田滲透率分布制做人造物理模型，巖心規(guī)格：30cm×4.5cm×4.5cm。每個(gè)巖心模型均勻布置8對(duì)電極，共32對(duì)電極，實(shí)驗(yàn)用模型設(shè)計(jì)示意圖（見(jiàn)圖1）。

圖1　實(shí)驗(yàn)用模型設(shè)計(jì)示意圖Fig.1 Schematic diagram of the experimental design model

1.2實(shí)驗(yàn)流體

（1）實(shí)驗(yàn)用油：采用現(xiàn)場(chǎng)地面脫氣脫水原油與航空煤油按一定比例調(diào)和而成的模擬油，65℃下黏度為61.4 mPa·s。

（2）實(shí)驗(yàn)用水：實(shí)驗(yàn)所用水配制方法（見(jiàn)表1）。

1.3實(shí)驗(yàn)裝置

（1）巖心驅(qū)替系統(tǒng)、真空泵、壓力傳感器、ISCO平流泵、恒溫箱等實(shí)驗(yàn)設(shè)備。

（2）電阻率測(cè)定設(shè)備：由電極、數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)組成。電極分別插在模型的中部，利用數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)將電極與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)相連接，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模型電阻率的變化，計(jì)算機(jī)通過(guò)所收集的數(shù)據(jù)確定油水前緣的位置。

1.4實(shí)驗(yàn)方案

采用尺寸為30cm×4.5cm×4.5cm的均質(zhì)模型，開(kāi)展四管并聯(lián)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，具體實(shí)驗(yàn)方案（見(jiàn)表2）。

表2　水驅(qū)界限研究實(shí)驗(yàn)方案Tab.2 Experiment scheme of study on the boundary of water driving

表1　實(shí)驗(yàn)用水離子組成（mg/L）Tab.1 The experiment of water ion

1.5實(shí)驗(yàn)步驟

（1）巖心抽真空、飽和水，測(cè)定孔隙體積（PV），計(jì)算孔隙度（φ）；（2）飽和油，模擬原始狀態(tài)，計(jì)算原始含油飽和度（Soi）和束縛水飽和度（Swc）；（3）老化數(shù)小時(shí)后，水驅(qū)至含水95%；（4）每隔1 h測(cè)各電極電阻并計(jì)算水驅(qū)采收率。

2　實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

2.1注入水界限的確定

兩個(gè)方案采收率對(duì)比（見(jiàn)表3）。

表3　縱向非均質(zhì)性對(duì)剩余油分布影響研究實(shí)驗(yàn)結(jié)果Tab．3 The experimental results of the effect of vertical heterogeneity distribution of remaining oil

由表3可以看出，低滲透率層的巖心水驅(qū)采收率最低，方案一和方案二分別為16.7%和0.7%，其剩余油飽和度分別為65.8%和78.4%；高滲透率層的巖心水驅(qū)最終采收率最高，方案一和方案二分別為77.4%和72.6%，剩余油飽和度較低，僅為22.1%和18.1%。

從分流率曲線(xiàn)（見(jiàn)圖2、圖3）中也可以看出隨著注入水倍數(shù)的增加，注入水主要沿高滲透層流動(dòng)，中、低滲透層的動(dòng)用情況較差。

圖2　方案一分流率曲線(xiàn)Fig.2 The shunt rate curve of first scheme

圖3　方案二分流率曲線(xiàn)Fig.3 The shunt rate curve of second scheme

注入0.2 PV時(shí)，分流率有所波動(dòng)，分析認(rèn)為高滲層段注入水突破后，在0.2 PV時(shí)綜合含水率大幅上升，認(rèn)為是高滲層起主要貢獻(xiàn)，形成優(yōu)勢(shì)通道，分流率變大，而在方案一和方案二的中低滲層分別在0.5 PV 和0.4 PV注入水突破后，中低滲層分流率將有所回升。因此，造成了各層分流率的波動(dòng)。

2.2不同注水倍數(shù)下剩余油分布認(rèn)識(shí)

兩個(gè)方案油水前緣運(yùn)移規(guī)律（見(jiàn)圖4，圖5），從圖中可以看出，縱向非均質(zhì)層內(nèi)剩余油主要分布在低滲層，滲透率級(jí)差越大，低滲層驅(qū)油效率越低，剩余油分布的比例越大。

圖4　方案一不同注入PV數(shù)油水前緣的示意圖Fig.4 Schematic diagram of oil-water front with different injection PV number of first scheme

圖5　方案二不同注入PV數(shù)油水前緣的示意圖Fig.5 Schematic diagram of oil-water front with different injection PV number of second scheme

由表3可知，方案一與方案二模型最終采收率相差20.1%。分析認(rèn)為主要是由于滲透率級(jí)差越大，非均質(zhì)性就越嚴(yán)重，注入水沿著高滲層單層突進(jìn)就越嚴(yán)重，對(duì)注入水的消耗也就越大，無(wú)水采收率越低；同時(shí)，使得注入水主要沿著優(yōu)勢(shì)滲流通道（高滲層）運(yùn)移，注入水波及程度高。而中、低滲層等非優(yōu)勢(shì)滲流通道注入水波及程度低，剩余油飽和度比較高，水驅(qū)采收率較低。

雖然高滲透層含水突破后，生產(chǎn)井含水大幅度升高，但中、低滲透油層剩余油較多，這主要是注入水與原油的流度比太大造成的，油田還有很大挖掘潛力，當(dāng)高滲層注水突破后，應(yīng)該實(shí)行調(diào)剖、堵水等措施或者注入流度控制好的化學(xué)劑，如抗鹽聚合物、聚表劑、泡沫等，提高中、低滲層動(dòng)用程度。

3　結(jié)論

（1）滲透率相對(duì)級(jí)差越大，其非均質(zhì)性越嚴(yán)重，其采出程度越低，而含水上升越快，高滲層驅(qū)油效率越高，而低滲層驅(qū)油效率則越低。說(shuō)明驅(qū)油效率的差值大小和層間滲透率級(jí)差大小具有很好的一致性。

（2）方案一和方案二中，最高滲透率的巖心累計(jì)產(chǎn)出水量占四塊累計(jì)總產(chǎn)出水量比例分別為85%和100%，表明在合注分采過(guò)程中，注入水絕大部分都涌入高滲透層，而中、低滲透層的水驅(qū)動(dòng)用情況很差。

（3）剩余油主要分布在低滲層段。滲透率級(jí)差越大，低滲層驅(qū)油效率越低，剩余油分布的比例越大。

（4）由于層間矛盾，各方案中高滲透層的絕大部分可動(dòng)油是在注入孔隙體積1 PV前采出的，大于1 PV以后的注入水對(duì)提高采收率幅度的影響相對(duì)較小，在注入水達(dá)到1 PV后，應(yīng)該封堵高滲透層或者注入流度控制好的化學(xué)劑，提高中、低滲透油層開(kāi)發(fā)效果。

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Lab research on the boundary of water driving in multilayer heterogeneity heavy oil reservoir

LIU Bin，YU Qiulan，GONG Pingzhi，DENG Jingfu
（Bohai Research Institute of CNOOC（China）Co.，Ltd.，Tianjin Branch，Tianjin 300452，China）

Abstract:A Bohai oilfield is anti-rhythm reservoir，serious layer in vertical heterogeneity，large permeability contrast，correct judgment of the boundary of water driving can effectively avoid invalid injected water circulation and for later adjustment measures have important guiding significance. According to the geological characteristics of heterogeneous reservoir，we make two-dimensional physical model using artificial physical model technology. We do experiments of water flooding，so as to clear the longitudinal heterogeneity influence on residual oil distribution law and the boundary of water driving. Experimental results show，the greater the permeability contrast，its heterogeneity is serious，the lower the recovery degree，and the faster the water cut rising，the higher the oil displacement efficiency of high permeability layer，low permeability layer oil displacement efficiency is lower，during multilayer co-injection and separated layer production，the most part injected water into high permeability layers，while the medium and low permeability layers of water drive very poor condition，because of the interlayer contradiction，medium and high permeability layer for the mostpart of movable oil is produced before the injection pore volume 1 PV，greater than 1 PV after the injection of water in a relatively small effect on the increase in the amplitude of the recovery. Residual oil is mainly distributed in the low permeability layer section，the greater the differential permeability，low permeability layer oil displacement efficiency is lower，the greater the proportion of remaining oil distribution.

Key words：oil-water front detection；layer of vertical heterogeneity；permeability differential；water flooding；inject multiple

中圖分類(lèi)號(hào)：TE357.6

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1673-5285（2016）06-0057-04

DOI:10.3969/j.issn.1673-5285.2016.06.014

*收稿日期：2016－05-10