大慶油田三元復合驅(qū)前后密閉取心井水洗狀況分析

王帥，孫國紅

(中石油大慶油田有限責任公司勘探開發(fā)研究院，黑龍江 大慶 163712)

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大慶油田三元復合驅(qū)前后密閉取心井水洗狀況分析

王帥，孫國紅

(中石油大慶油田有限責任公司勘探開發(fā)研究院，黑龍江 大慶 163712)

研究大慶油田5個區(qū)塊三元復合驅(qū)前后密閉取心井的水洗資料。水洗結(jié)論表明5個區(qū)塊中E區(qū)塊的三元復合驅(qū)效果最好，驅(qū)油效率提高幅度為17.3%，同時三元復合驅(qū)的驅(qū)油效率是油層水洗比例和水洗程度的綜合反映，因此提高水洗比例和水洗程度可以提高三元復合驅(qū)的驅(qū)油效率。分析三元復合驅(qū)前后密閉取心井在主流線的相對位置，表明在主流線中間位置的密閉取心井驅(qū)油效率提高幅度高于靠近生產(chǎn)井的；儲層的韻律、夾層和滲透率等非均質(zhì)性參數(shù)數(shù)據(jù)表明在不均勻型和均勻型的同類型儲層里，內(nèi)部相對非均質(zhì)性越強，三元復合驅(qū)效果越好。

三元復合驅(qū)；密閉取心井；水洗比例；水洗程度；非均質(zhì)性；驅(qū)油效率

1 5個區(qū)塊基本情況

大慶油田從20世紀80年代開始三元復合驅(qū)技術(shù)攻關(guān)，目前建立了較為完善的配套工藝技術(shù)。已有的礦場試驗結(jié)果表明，三元復合驅(qū)技術(shù)可以在水驅(qū)基礎上提高原油采收率20%以上[1～5]。選取大慶油田5個典型的三元復合驅(qū)區(qū)塊作為研究對象，基本情況如下：

A區(qū)塊位于大慶S油田北部，目的層位SⅡ1-9(S代表大慶油田薩爾圖油層組，在油層組內(nèi)部，按照從頂?shù)降讋澐秩舾缮皫r組，以Ⅰ、Ⅱ…編號；在油藏的精細描述中，砂巖組內(nèi)部含油部位從頂?shù)降拙幪枮?、2…；SⅡ1-9表示薩二組1至9號層)，三元采用強堿體系。區(qū)塊含油面積25.79km2。2005年開展強堿體系三元復合驅(qū)試驗，采用125m×125m五點法面積井網(wǎng)。

B區(qū)塊位于大慶S油田中部，目的層位PⅠ1-2(P代表葡萄花油層組，Ⅰ砂層組1至2小層)，三元采用強堿體系。區(qū)塊含油面積12.0km2，地質(zhì)儲量5069×104t。2005年開展強堿體系三元復合驅(qū)試驗，采用125m×125m五點法面積井網(wǎng)。

C區(qū)塊位于大慶S油田南部，目的層位SⅡ10-12(薩爾圖油層組Ⅱ砂層組10至12小層)，三元采用弱堿體系。區(qū)塊含油面積1.21km2，地質(zhì)儲量776.90×104t。2005年開展弱堿體系三元復合驅(qū)試驗，采用125m×125m五點法面積井網(wǎng)。

D區(qū)塊位于大慶X油田，目的層位PⅠ2-3(葡萄花油層組Ⅰ砂層組2小層至3小層)。區(qū)塊含油面積3.25km2，地質(zhì)儲量1405.48×104t。1998年開始三元復合驅(qū)試驗，平均注采井距250m，五點法面積井網(wǎng)。2006年2月開始注入后續(xù)聚合物段塞。2008年開展三類油層復合驅(qū)礦場試驗，利用現(xiàn)有一類油層三元復合驅(qū)試驗井，在試驗區(qū)內(nèi)自西向東部署注采井距125m五點法面積井網(wǎng)。

E區(qū)塊位于大慶L油田，目的層位SⅢ4-10(薩爾圖油層組Ⅲ砂層組4至10小層)，三元采用強堿體系。區(qū)塊面積1.42km2，地質(zhì)儲量1189.10×104t。三元復合驅(qū)采用120m井距五點法面積井網(wǎng)。

2 5個區(qū)塊水洗總體情況

三元復合驅(qū)油是通過在注入水中加入一定比例的堿-表面活性劑-高相對分子質(zhì)量的聚合物，降低油水界面張力，增加注入水的黏度，從而降低油水的流度比，擴大油層宏觀和微觀、平面和縱向上的波及體積，驅(qū)替油層中的殘余油，降低剩余油飽和度，最終提高驅(qū)油效率和原油采收率[4，5]。

2.1 水洗特征

為檢查三元復合驅(qū)油效果，在三元復合驅(qū)試驗結(jié)束后，在三元復合驅(qū)前的密閉取心井附近部署新密閉取心井進行對比分析。應用鉆取的5對密閉取心井的水洗狀況數(shù)據(jù)，可以檢查每個區(qū)塊的水洗特征(表1)。從表1可以看出5個區(qū)塊三元復合驅(qū)油都取得了效果，三元復合驅(qū)后不僅提高了油層的水洗厚度或者水洗比例，而且改善了油層的水洗程度。5個區(qū)塊水洗厚度總體由三元復合驅(qū)前的37.50m提高到三元復合驅(qū)后的44.07m,提高6.57m；平均水洗比例由81.0%提高到94.4%,提高幅度為13.4%；平均驅(qū)油效率由45.7%提高到54.7%，提高幅度為9.0%。

表1 三元復合驅(qū)前后密閉取心井水洗狀況

注：以區(qū)塊B中PⅠ21和PⅠ22為例，精細描述層位均為PⅠ2，只是由于中間存在巖性夾層或者物性夾層，加上、下標 以示區(qū)分。

2.2 水洗規(guī)律

1)油層驅(qū)油效率是油層水洗比例和水洗程度的綜合反映。比如三元復合驅(qū)前水洗比例低的油層，雖然三元復合驅(qū)后水洗比例提高幅度明顯，但因為水洗程度提高不明顯,驅(qū)油效率提高幅度不明顯；三元復合驅(qū)前水洗比例高的油層，三元復合驅(qū)后水洗比例提高幅度不明顯，但因為水洗程度提高明顯,驅(qū)油效率提高幅度也明顯。

區(qū)塊A三元復合驅(qū)前的水洗比例，與其余4個區(qū)塊相比較低(表2)。SⅡ3-4、SⅡ7-8和SⅡ8-9這3個小層三元復合驅(qū)后水洗比例提高幅度分別為24.1%、51.0%和29.7%。平均水洗比例提高幅度為34.7%，但平均驅(qū)油效率提高幅度僅為4.1%。區(qū)塊E平均水洗比例由三元復合驅(qū)前的95.5%提高至三元復合驅(qū)后的97.9%，水洗比例提高幅度較小；驅(qū)油效率由三元復合驅(qū)前的42.3%提高至三元復合驅(qū)后的59.6%，驅(qū)油效率提高幅度為17.3%。對比區(qū)塊A、E的水洗比例和水洗程度數(shù)據(jù)，區(qū)塊A水洗比例雖然提高幅度明顯，但是三元復合驅(qū)前水洗比例低。區(qū)塊E雖然水洗比例提高不明顯，但是三元復合驅(qū)前水洗厚度(水洗比例)就高達95.5%，比區(qū)塊A高41.1%；而且三元復合驅(qū)后水洗程度區(qū)塊E比區(qū)塊A更好，平均強水洗比例79.6%，中水洗比例18.6%，都比區(qū)塊A高(表2)。

2)提高油層的水洗比例和水洗程度可以提高三元復合驅(qū)的驅(qū)油效率。油層驅(qū)油效率是油層水洗比例和水洗程度的綜合反映，所以提高油層的水洗比例和水洗程度可以提高三元復合驅(qū)的驅(qū)油效率。

通過提高油層的水洗比例來提高驅(qū)油效率[6～8]。區(qū)塊A水洗厚度由三元復合驅(qū)前的5.55m提高到三元復合驅(qū)后的9.39m(提高3.84m)，相應水洗比例由51.4%提高到86.1%(提高幅度為34.7%)，最終驅(qū)油效率由42.2%提高到46.3%(提高幅度為4.1%)。區(qū)塊C水洗厚度由三元復合驅(qū)前的3.4m提高到三元復合驅(qū)后的6.4m(提高3.00m)，相應水洗比例由68.6%提高到97.0%(提高幅度為28.4%)，驅(qū)油效率由53.1%提高到65.9%(提高幅度為12.8%)(表1)。

表2 三元復合驅(qū)前后密閉取心井水洗程度

注：三元復合驅(qū)前水洗比例=三元復合驅(qū)前水洗厚度/三元復合驅(qū)前的有效厚度×100%；水洗厚度=強洗厚度+中洗厚度+弱洗厚度，強洗比例=強洗的有效厚度/水洗厚度×100%；中洗比例和弱洗比例同理，其中三元復合驅(qū)前強洗比例+中洗比例+弱洗比例=100%；三元復合驅(qū)后的數(shù)據(jù)同理。

通過提高油層的水洗程度來提高驅(qū)油效率。水洗程度由強水洗、中水洗和弱水洗厚度三者占總水洗厚度百分比表示。三元復合驅(qū)的油層水洗程度，弱水洗或者中水洗比例降低，中水洗或者強水洗比例提高。C區(qū)塊三元復合驅(qū)驅(qū)油效率卻由三元復合驅(qū)前40.0%提高至三元復合驅(qū)后的49.3%，提高幅度為9.3%。原因是區(qū)塊C三元復合驅(qū)后油層的水洗程度提高，弱水洗比例由36.4%降低至14.0%，降低幅度為22.4%，強水洗比例由13.4%提高至29.6%，提高幅度為16.2%。區(qū)塊E水洗厚度三元復合驅(qū)后減小，水洗比例提高不明顯，但是水洗程度提高顯著，強水洗比例由三元復合驅(qū)前15.0%提高至79.6%，提高幅度為64.6%，最終驅(qū)油效率由42.3%提高到59.6%，提高幅度為17.3%。

3 三元復合驅(qū)影響因素

三元復合驅(qū)主要是將單一的聚合物驅(qū)、表面活性劑驅(qū)和堿驅(qū)有機的結(jié)合起來，充分發(fā)揮各化學劑的相互協(xié)同作用，既可以提高波及系數(shù)，又可以增加洗油效率，從而提高原油采收率[9，10]。而三元復合驅(qū)的效果既與三元體系本身有關(guān)，又與密閉取心井在主流線上的相對位置和區(qū)塊的非均質(zhì)程度等因素有關(guān)。

3.1 密閉取心井在主流線上的相對位置

主流線是采油井和注水井的連線。分析主流線上不同位置三元復合驅(qū)井的水洗狀況，以主流線上的密閉取心井靠近生產(chǎn)井和密閉取心井在主流線中間位置為例，區(qū)塊A、B三元復合驅(qū)前后的密閉取心井都在主流線上靠近生產(chǎn)井位置，區(qū)塊D三元復合驅(qū)前后的密閉取心井都在主流線中間位置(圖1)。因此3個區(qū)塊的數(shù)據(jù)可以對比分析三元復合驅(qū)前后主流線上不同位置的水洗狀況。區(qū)塊A和B驅(qū)油效率提高幅度分別為4.1%和1.8%，區(qū)塊D驅(qū)油效率提高幅度為12.8%，5個區(qū)塊都采用五點法面積井網(wǎng)(表3)。

結(jié)果表明三元復合驅(qū)水洗狀況受密閉取心井在主流線上的位置影響，主流線中間位置的水洗狀況優(yōu)于靠近生產(chǎn)井的水洗狀況。分析原因：與主流線中間位置相比，靠近生產(chǎn)井的密閉取心井距離注水井較遠，三元復合驅(qū)前后受效都弱，因此三元復合驅(qū)后驅(qū)油效率與三元復合驅(qū)前相比提高幅度不明顯。

表3 三元復合驅(qū)前后密閉取心井基本情況

圖1 三元復合驅(qū)前后密閉取心井位置

3.2 非均質(zhì)性

韻律、夾層和滲透率等非均質(zhì)性特征參數(shù)是影響三元復合驅(qū)水洗效果的重要因素。

正韻律油層三元復合驅(qū)油效果最好，復合韻律油層驅(qū)油效果次之，反韻律油層驅(qū)油效果最差。原因在于正韻律油層下部的滲透率高，受重力的影響水驅(qū)很難波及到油層上部的低滲透層，水驅(qū)效果差。此時正韻律油層的剩余油飽和度高，在進行三元復合驅(qū)時由于驅(qū)油體系的黏度高、界面張力低，三元復合驅(qū)效果較好。反韻律油層則由于油層中剩余油量減少使三元復合驅(qū)效果下降[11]。

夾層平面上改變厚油層內(nèi)部的連通狀況，縱向上對油水運動起分隔作用。在均質(zhì)韻律的厚油層內(nèi)部，在夾層附近的，特別是夾層下部的驅(qū)油效率明顯低于油層底部的驅(qū)油效率。

物性比如滲透率在縱向上也會像粒度一樣分為滲透性正韻律、反韻律和復合韻律等。而滲透率變化可用變異系數(shù)、突進系數(shù)、級差等參數(shù)刻畫。滲透率變異系數(shù)、突進系數(shù)、級差計算公式如下：

(1)

(2)

式中：Tk為滲透率突進系數(shù)，1；Kmax為層內(nèi)最大滲透率，D。

(3)

式中：Jk為滲透率級差，1；Kmin為最小滲透率，D。

表4 三元復合驅(qū)前后物性資料

滲透率變異系數(shù)取值越大，層內(nèi)非均質(zhì)性越強；滲透率突進系數(shù)和級差取值大于1，值越大，層內(nèi)非均質(zhì)性越強。分析5個區(qū)塊的非均質(zhì)參數(shù)，結(jié)果見表4。由表4可見，滲透率變異系數(shù)表明區(qū)塊A、B、D為不均勻型，區(qū)塊C、E為較均勻型。

同屬不均勻型，滲透率突進系數(shù)和級差表明區(qū)塊D的非均質(zhì)性強于區(qū)塊A、B，前者的三元復合驅(qū)效果好于后者；同屬較均勻型，滲透率突進系數(shù)和級差表明區(qū)塊E的非均質(zhì)性強于區(qū)塊C，前者的三元復合驅(qū)效果好于后者。因此在非均勻型和均勻型的同類型儲層里，內(nèi)部相對非均質(zhì)性越強，三元復合驅(qū)效果越好。分析原因是相對非均質(zhì)性強的儲層，三元復合驅(qū)前剩余油飽和度高，在進行三元復合驅(qū)時由于驅(qū)油體系的黏度高、界面張力低，三元復合驅(qū)效果較好。

4 結(jié)論

1)5個區(qū)塊三元復合驅(qū)受效最好的是區(qū)塊E，其水洗比例和水洗程度都是最好的。驅(qū)油效率由三元復合驅(qū)前的42.3%增加到59.6%，提高17.3個百分點。

2)油層驅(qū)油效率是油層水洗比例和水洗程度的綜合反映，所以提高油層的水洗比例和水洗程度可以提高三元復合驅(qū)的驅(qū)油效率。

3)與主流線中間位置相比，靠近生產(chǎn)井的密閉取心井距離注水井較遠，三元復合驅(qū)前后受效都弱，因此三元復合驅(qū)后驅(qū)油效率與三元復合驅(qū)前相比提高幅度不明顯。

4)在非均勻型和均勻型的同類型儲層里，內(nèi)部相對非均質(zhì)性越強，三元復合驅(qū)效果越好。

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[編輯] 黃鸝

2016-05-31

國家油氣重大專項 (2011ZX05010-001-006) 。

王帥(1981-)，男，工程師，長期從事開發(fā)地質(zhì)和密閉取心井綜合研究工作，wangshuai2008@petrochina.com.cn。

TE357.4

A

1673-1409(2016)35-0061-05

[引著格式]王帥，孫國紅.大慶油田三元復合驅(qū)前后密閉取心井水洗狀況分析[J].長江大學學報(自科版), 2016,13(35):61～65.