斷塊油藏注采系統(tǒng)評(píng)價(jià)方法與應(yīng)用

石 莉 莉

（中石化河南油田分公司第一采油廠， 河南 南陽(yáng) 474780）

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斷塊油藏注采系統(tǒng)評(píng)價(jià)方法與應(yīng)用

石 莉 莉

（中石化河南油田分公司第一采油廠， 河南 南陽(yáng) 474780）

我國(guó)大部分注水開(kāi)發(fā)油田已經(jīng)進(jìn)入特高含水期，為了實(shí)現(xiàn)穩(wěn)油控水，尋找合理的注入壓力水平，針對(duì)魏崗某斷塊油藏注采系統(tǒng)，從井網(wǎng)儲(chǔ)量動(dòng)用程度、井網(wǎng)密度、注采比評(píng)價(jià)、壓力保持水平四個(gè)方面入手，借助油藏?cái)?shù)值模擬技術(shù)和油藏工程方法，分析了整個(gè)斷塊注采系統(tǒng)的情況，確定了注采壓力系統(tǒng)合理組合，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)注采比調(diào)整具有一定的指導(dǎo)作用。

地層壓力；水油比；注采比；數(shù)學(xué)模型；注采結(jié)構(gòu)調(diào)整

目前，國(guó)內(nèi)大多數(shù)注水油田進(jìn)入中高含水期開(kāi)發(fā)階段，開(kāi)發(fā)難度日益增大，如何實(shí)現(xiàn)穩(wěn)油控水成為油田亟待解決的難題[1-3]。目前大多數(shù)油田依靠提液實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)，會(huì)導(dǎo)致含水率的增加；同時(shí)，為了做到穩(wěn)油控水，也在尋找地層的合理壓力保持水平和合理注采關(guān)系組合，以往油田生產(chǎn)主要憑借經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定，缺乏一種行之有效的定量方法[4-6]。

本文利用油藏工程方法與數(shù)值模擬方法，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)公式，給出了評(píng)價(jià)注采系統(tǒng)調(diào)整方法，并應(yīng)用于魏崗某斷塊油田，結(jié)果證明該方法對(duì)于確定注水政策有一定的指導(dǎo)意義和實(shí)用價(jià)值。

1　井網(wǎng)適應(yīng)性評(píng)價(jià)

魏崗油田開(kāi)發(fā)初期以稀井網(wǎng)、大井距，少井、高產(chǎn)為原則，進(jìn)行井網(wǎng)部署，根據(jù)魏崗油田的實(shí)際情況，采用了不均勻的三角形井網(wǎng)，平均井距300米左右。通過(guò)油藏工程方法，結(jié)合油田動(dòng)靜態(tài)特征，分別對(duì)一二區(qū)復(fù)雜斷塊區(qū)、邊水區(qū)、主體區(qū)進(jìn)行井網(wǎng)適應(yīng)性評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)指標(biāo)包括水驅(qū)動(dòng)用程度、水驅(qū)控制程度、多向連通厚度比等。

（1）水驅(qū)儲(chǔ)量控制程度

水驅(qū)儲(chǔ)量控制程度是指注入水所能夠波及到的含油面積的儲(chǔ)量與其總儲(chǔ)量的比值，計(jì)算時(shí)一般采用采油井射開(kāi)有效厚度與射開(kāi)總有效厚度之比值。水驅(qū)控制程度會(huì)影響到油田儲(chǔ)量動(dòng)用程度和采油速度等開(kāi)發(fā)指標(biāo)。在對(duì)油田進(jìn)行剩余油挖潛時(shí)，水驅(qū)控制程度是影響油田開(kāi)發(fā)決策的重要指標(biāo)。

根據(jù)各主力層射孔情況統(tǒng)計(jì)，以水井為中心，建立連通庫(kù)，計(jì)算水驅(qū)控制程度，見(jiàn)圖1。

圖1　魏崗某油田各區(qū)域水驅(qū)控制程度Fig.1 The degree of water flooding control in Weigang oilfield

目標(biāo)區(qū)塊水驅(qū)控制程度較低，僅為 69.70%，根據(jù)石油與天然氣標(biāo)準(zhǔn)油田開(kāi)發(fā)水平分級(jí)，屬于二類，控制程度較低。一二區(qū)中復(fù)雜斷層區(qū)、主體區(qū)及邊水區(qū)控制程度分別為 59.54%、80.13%及62.79%，復(fù)雜斷層區(qū)由于油水井?dāng)嗍?、斷層阻隔等原因，油水井連通性較差，控制程度低，主體區(qū)相對(duì)其他區(qū)域，油水井連通較好，控制程度相對(duì)較高，但仍有提高控制程度潛力。

（2）水驅(qū)儲(chǔ)量動(dòng)用程度

水驅(qū)儲(chǔ)量動(dòng)用程度是總吸水厚度（生產(chǎn)井）與總射開(kāi)厚度（注水井）的比值，根據(jù)目標(biāo)區(qū)塊吸水剖面測(cè)試資料，計(jì)算可知，該區(qū)塊水驅(qū)儲(chǔ)量動(dòng)用程度為67.16%，可見(jiàn)該區(qū)塊有約三分一儲(chǔ)量未動(dòng)用，仍有很大的剩余油挖潛價(jià)值。

（3）井網(wǎng)連通程度

根據(jù)射孔資料，以水井為中心，建立油水井連通庫(kù)，計(jì)算多向連通受效比例，分析油水井連通情況，多向受效比例高，井網(wǎng)注采系統(tǒng)完善，開(kāi)發(fā)效果越好。

連通受效比例均為其連通數(shù)的油井有效厚度和與油井射孔層有效厚度和的比值。受效連通情況見(jiàn)圖2。

圖2　各類型連通受效比例Fig.2 Each type percentage of connected oilfield

目標(biāo)區(qū)塊與水井不連通的油井射孔厚度比例為 30.23%，比例較大，多向受效有效厚度比例為22.32%，可見(jiàn)，井網(wǎng)注采系統(tǒng)不夠完善，具有調(diào)整潛力。其中，主體區(qū)、斷層區(qū)、邊水區(qū)多向受效及雙向受效比例分別為64.56%、44.54%、54.69%，主體區(qū)多向受效比例較高，目標(biāo)區(qū)塊屬于復(fù)雜斷塊油田，受斷層影響，

靠近斷層及邊水附近，油水井連通性較差，斷層區(qū)不受效和單向受效的厚度占到了 55.46%，井網(wǎng)控制程度低。

目標(biāo)區(qū)塊受斷層影響，油井受效方向單一，現(xiàn)井網(wǎng)對(duì)油砂體局部地區(qū)控制程度較低。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，在主體區(qū)仍有近22.97%的地質(zhì)儲(chǔ)量動(dòng)用差，這部分儲(chǔ)量主要分布在斷層附近。目前有一半多的井已強(qiáng)水淹，中、弱水淹井（含水80%以下）主要集中在斷層遮擋區(qū)及小油砂體區(qū)域，這些井區(qū)無(wú)注水井點(diǎn)或注水見(jiàn)效差，產(chǎn)液量低，產(chǎn)油量低，含水相對(duì)低。因此，為進(jìn)一步挖潛剩余油，注采系統(tǒng)調(diào)整是關(guān)鍵問(wèn)題。

2　合理井網(wǎng)密度

1）單井產(chǎn)能法

此法根據(jù)油井產(chǎn)能和采油速度，計(jì)算出油井的數(shù)量，再根據(jù)油井?dāng)?shù)與總井?dāng)?shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系得出總井?dāng)?shù)，進(jìn)而計(jì)算出井網(wǎng)密度。

式中：q0——某一口井的單井日產(chǎn)油，t；

N——該區(qū)塊的地質(zhì)儲(chǔ)量，t；

V0——采油速度；

S——井網(wǎng)密度，口/km2；

η——油井綜合利用率；

A——該區(qū)塊的含油面積，km2；

ROT——油井?dāng)?shù)與總井?dāng)?shù)的比值。

目前生產(chǎn)條件下，實(shí)際井網(wǎng)密度7.63口/km2，合理井網(wǎng)密度為7.86口/km2，相差不大，若達(dá)到較高采油速度則需要增加井網(wǎng)密度。

圖3　不同采油速度條件下合理井網(wǎng)密度Fig.3 The reasonable well spacing density of different production speed

2）經(jīng)驗(yàn)公式法

一般來(lái)說(shuō)，在合理的注采范圍內(nèi)，石油采收率隨井網(wǎng)密度的增大而提高，因此前人根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出了較合理的經(jīng)驗(yàn)公式，如下：

式中：ER——采收率，%；

a——井網(wǎng)密度系數(shù)，可根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)得出；

ED——驅(qū)油效率，%；

S——井網(wǎng)密度，104m2/井。

可以根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)公式法和室內(nèi)巖心分析法得出驅(qū)油效率的值。如下，表1為國(guó)內(nèi)油藏不同流度的S~ER統(tǒng)計(jì)關(guān)系式[7]。

將系數(shù)分別回歸得：

表1　不同流度的S～ER統(tǒng)計(jì)關(guān)系Table 1 The statistical relationship of S-ER of different mobility

研究區(qū)塊滲透率與粘度比值為57，選取上表中III類回歸統(tǒng)計(jì)公式進(jìn)行計(jì)算采收率與井網(wǎng)密度的關(guān)系（圖3）。

圖4　采收率與井網(wǎng)密度關(guān)系圖Fig.4 The relationship between recovery and well spacing density

目前研究區(qū)塊預(yù)測(cè)采收率為34%～37%，所以合理井網(wǎng)密度在6.5～8.5之間。

3　合理注采比

由于油井地層壓力與水井地層壓力存在很大差別，因此要對(duì)傳統(tǒng)物質(zhì)平衡方程進(jìn)行改進(jìn)，從而得出累積注采比與油井地層壓力的關(guān)系式[8]：

式中：CIPR錯(cuò)誤！未找到引用源?！塾?jì)注采比，無(wú)因次；

Pwf——井底流壓，MPa；

Pi——原始地層壓力，MPa；

QL——累計(jì)產(chǎn)液量，m3；

q——年產(chǎn)液量，m3；

c——與kh/μ成反比的相關(guān)參數(shù)；

α——竄流能力參數(shù)。

年注采比與油井地層壓力年變化關(guān)系式為：

式中：IPRa——年注采比，無(wú)因次。

累計(jì)注采比與年注采比的關(guān)系為：

對(duì)于邊水復(fù)雜斷塊區(qū)油藏將目標(biāo)區(qū)塊分為主體區(qū)、斷層區(qū)及邊水區(qū)分別進(jìn)行研究，不同區(qū)塊采取不同注水系統(tǒng)調(diào)整措施。利用VB計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，編制了描述注采比與油井地層壓力關(guān)系的多元回歸法計(jì)算軟件。多元回歸公式如下：

主體區(qū)：

斷層區(qū)：

邊水區(qū)：

為檢驗(yàn)其可靠性，首先應(yīng)用用研究區(qū)塊 1990 年-2005年實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合回歸方程，2006-2014年實(shí)際數(shù)據(jù)做為檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，檢驗(yàn)誤差平均約為2.5%。并對(duì)各區(qū)塊三年的注采比進(jìn)行預(yù)測(cè)，邊水區(qū)合理注采比為 0.85～0.92；斷層區(qū)合理注采比為 1.0-1.02；主體區(qū)合理注采比為 0.9～1.0。預(yù)測(cè)結(jié)果與研究區(qū)塊數(shù)值模擬分析結(jié)果基本吻合，表明該方法對(duì)現(xiàn)場(chǎng)注采比調(diào)整具有一定的指導(dǎo)作用。

4　合理壓力保持水平

要使注水油田得到高效開(kāi)發(fā)，合理壓力水平是其必要的保證，合理壓力水平既不會(huì)造成原油儲(chǔ)量損失，又能使地層能量保持在合理的壓力水平，不至于使地層能量虧空，降低開(kāi)發(fā)效果 ［9］。

為確保注水開(kāi)發(fā)過(guò)程中油層壓力的合理性，采用數(shù)值模擬技術(shù)，利用數(shù)值模擬軟件，建立起研究區(qū)塊地質(zhì)模型，通過(guò)歷史擬合，使不同區(qū)塊地層壓力水平分別保持在3、5、7、9及11 MPa，對(duì)不同得生產(chǎn)壓差方案進(jìn)行了數(shù)值模擬研究。

研究區(qū)塊飽和壓力為2.98 MPa，原始地層壓力為14.59 MPa，目前地層壓力為7.28 MPa。數(shù)值模擬預(yù)測(cè)含水98%截至，結(jié)果表明，地層壓力保持水平在3 MPa（飽和壓力附近時(shí)），井底流動(dòng)壓力顯著低于飽和壓力，使油田開(kāi)發(fā)潛力受到抑制，影響最終的采收率。整體油藏壓力保持水平偏低，不能滿足油藏提液的需求。相反，壓力保持水平過(guò)高，井口注入壓力也相應(yīng)提高，對(duì)工藝要求提高，并造成資源浪費(fèi)，且不易保持合理注采比。研究區(qū)塊地層壓力保持在5～7 MPa時(shí)，開(kāi)發(fā)效果較好，生產(chǎn)壓差越大驅(qū)替效果越好，但不易過(guò)高，否則，井底流動(dòng)壓力低于飽和壓力，致使產(chǎn)量下降快，尤其是邊水區(qū)，過(guò)大生產(chǎn)壓差會(huì)導(dǎo)致邊水以“錐”形向生產(chǎn)井底突進(jìn)造成水淹。

圖5　不同區(qū)塊壓力保持水平下合理生產(chǎn)壓差預(yù)測(cè)結(jié)果Fig.5 The reasonable production pressure difference prediction results under different block pressure level

5　結(jié) 論

（1）魏崗某斷塊油田受斷層影響，油井受效方向單一，現(xiàn)井網(wǎng)對(duì)油砂體局部地區(qū)控制程度較低，仍有近三分之一儲(chǔ)量未動(dòng)用。

（2）通過(guò)單井產(chǎn)能法及經(jīng)驗(yàn)公式法，目前井網(wǎng)密度在合理范圍內(nèi)，若達(dá)到較高采油速度則需要增加井網(wǎng)密度。

（3）依據(jù)理論分析計(jì)算，給出主體區(qū)、斷層區(qū)及邊水區(qū)注采比與油井地層壓力關(guān)系，利用 VB語(yǔ)言，編制了合理注采比多元回歸預(yù)測(cè)軟件，該軟件操作簡(jiǎn)單，運(yùn)算速度快，提高工作效率，預(yù)測(cè)精度復(fù)合要求，可應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)注采比調(diào)整。

（4）地層壓力水平應(yīng)保持在5～7 MPa，生產(chǎn)壓差不易過(guò)大，控制在井底流壓不低于飽和壓力，為防止邊水突進(jìn)，邊水區(qū)生產(chǎn)壓差較主體區(qū)、斷層區(qū)控制在較小范圍內(nèi)。

［1］ 侯爽.特高含水油田有效注水增產(chǎn)對(duì)策解析［J］. 化工管理， 2015 （24）：25-26.

［2］ 王玉普，劉義坤，鄧慶軍.中國(guó)陸相砂巖油田特高含水期開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀及對(duì)策［J］. 東北石油大學(xué)學(xué)報(bào)，2014，01：1-9+131.

［3］ 羅承建，徐華義，李留仁. 地層壓力水平和注采比與含水率的定量關(guān)系［J］. 西安石油學(xué)院學(xué)報(bào)，1999，14（4）：32-34.

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［5］ 孫野.蘇丹 GM油田穩(wěn)油控水技術(shù)研究與應(yīng)用［J］. 重慶科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2014，16（6）：66-68.

［6］ 高立江. 海南3塊穩(wěn)油控水技術(shù)對(duì)策研究［J］. 特種油氣藏，2004，11（5）：66-68.

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［8］ 鄭俊德，姜洪福，馮效樹(shù).薩中地區(qū)合理注采比研究［J］. 油氣地質(zhì)與采收率，2001，8（2）：55-59.

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Evaluation Methods and Application of Injection and Production System for Fault Block Reservoirs

SHI Li-li
（The First Oil Production Plant of Sinopec Henan Oilfield Company, Henan Nanyang 474780, China）

Most of the waterflood oilfields have entered into ultra-high water cut stage in China. In order to stabilize oil production and control water cut, and look for reasonable injection pressure level, injection-production system of a Weigang fault block was analyzed by using reservoir simulation techniques and reservoir engineering methods from four aspects of reserves produced degree, well spacing density, injection-production ratio and Pressure maintenance. At last, rational combination of pressure injection-production system was determined.

formation pressure; water-oil ratio; injection-production ratio; injection production structure adjustment

鄭靈蕓（1993-），女，研究生。E-mail：1689960976@qq.com。

TE 122

A

1671-0460（2016）05-1092-04

2016-04-10

石莉莉（1975-），女，工程師，從事開(kāi)發(fā)地質(zhì)方面的工作。