渤海S油田聚合物驅(qū)剩余油分布規(guī)律研究

王曉超，沈 思，王錦林，李百瑩，華科良

(中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司，天津 300452)

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渤海S油田聚合物驅(qū)剩余油分布規(guī)律研究

王曉超，沈 思，王錦林，李百瑩，華科良

(中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司，天津 300452)

渤海S油田聚合物驅(qū)取得了較好的效果，但因強非均質(zhì)性等因素影響，仍存在大量剩余油。為進一步改善聚合物驅(qū)效果，提高采收率，在物理模擬實驗基礎(chǔ)上，運用數(shù)值模擬方法，研究了渤海S油田聚合物驅(qū)剩余油的分布規(guī)律。結(jié)果表明：縱向上，剩余油主要富集在中、低滲層，動用貢獻率分別為29%～32%、1%～15%，縱向非均質(zhì)性越強，低滲層動用程度越低；平面上，剩余油主要分布在低滲帶、油井間及邊角處，滲透率變異系數(shù)越大，低滲帶動用程度越小，動用貢獻率為12%～29%。此外，水平井與直井組合開發(fā)效果優(yōu)于單純直井開發(fā)，但布井位置和方向影響剩余油的分布。當水平井垂直于流線方向位于低滲帶時，能夠大范圍動用低滲帶剩余油，提高采出程度。研究成果在實際生產(chǎn)中得到驗證，為油田聚合物驅(qū)后期挖潛提供了理論支持。

聚合物驅(qū)；剩余油分布規(guī)律；數(shù)值模擬；非均質(zhì)性；井型；渤海S油田

0 引 言

渤海S油田為渤海多層合采稠油油田，儲層非均質(zhì)性強，反九點井網(wǎng)開發(fā)，目前已經(jīng)進入中高含水期，開發(fā)中存在的問題逐步暴露。該油田實施聚合物驅(qū)10余年，取得了良好效果[1]，但仍然存在大量的剩余油[2-4]。明確剩余油的所在位置、分布規(guī)律以及儲量是油田開發(fā)后期綜合調(diào)整、針對性挖潛的前提[5-6]。影響剩余油分布的因素復雜繁多[7-8]，其中，儲層非均質(zhì)性是主要因素之一[9-10]?；谖锢砟M實驗研究結(jié)果，結(jié)合數(shù)值模擬方法，對不同縱向(平面)非均質(zhì)性、不同井型條件下聚合物驅(qū)后剩余油的分布規(guī)律開展了系列研究，為油田聚合物驅(qū)后的挖潛方向及后期綜合調(diào)整提供理論支持。

1 研究方法

1.1 模型建立與擬合

在室內(nèi)物理模擬實驗研究基礎(chǔ)上，采用CMG-STARS模擬器建立數(shù)值模型?？v向剖面模型尺寸為30.0 cm×4.5 cm×4.5 cm，網(wǎng)格劃分為30×1×3；平面非均質(zhì)模型以反九點井網(wǎng)的1/4單元為模擬對象，模型尺寸為30.0 cm×30.0 cm×4.5 cm，網(wǎng)格劃分為30×30×1。模型平均滲透率為2 000×10-3μm2，原始含油飽和度為0.773，原油黏度為70 mPa·s，聚合物溶液濃度為1 750 mg/L，剪切后黏度為20 mPa·s。在此基礎(chǔ)上，擬合不同的縱向剖面及平面物理模擬實驗數(shù)據(jù)，得到了相滲曲線及聚合物物化參數(shù)(可及孔隙體積、吸附量、殘余阻力系數(shù)等)。

1.2 聚合物驅(qū)剩余油分布規(guī)律研究方案

針對渤海S油田儲層的地質(zhì)特點和生產(chǎn)實際，設(shè)置不同的方案，研究縱向、平面非均質(zhì)性及生產(chǎn)井型對聚合物驅(qū)剩余油分布規(guī)律的影響(表1)。根據(jù)現(xiàn)場條件，模型水驅(qū)至含水60%，注聚合物0.25倍孔隙體積，后續(xù)水驅(qū)至含水98%，模型計算終止。

表1 方案及模型設(shè)置

2 聚合物驅(qū)剩余油分布規(guī)律

2.1 縱向剩余油分布規(guī)律

縱向井組模型滲透率變異系數(shù)范圍為0.2～0.9。變異系數(shù)越大，縱向非均質(zhì)性越強，采出程度越低。在含水98%時，高、中、低滲層的平均剩余油飽和度分別為0.439 5、0.603 0、0.736 1，低滲層動用貢獻率僅為1%～15%，中滲層動用貢獻率為29%～32%。注聚合物后，大部分剩余油仍富集在中、低滲層(圖1)。當滲透率變異系數(shù)小于0.6時，剩余油對縱向非均質(zhì)性的敏感性較強，隨著變異系數(shù)增大，高滲層剩余油動用程度增加，低滲層剩余油動用程度快速降低。當滲透率變異系數(shù)大于0.6時，剩余油飽和度變化幅度減小，低滲層剩余油動用程度小于6%。由此說明，當縱向非均質(zhì)性極強時，單純的聚合物驅(qū)對開發(fā)效果的改善程度有限，需配合其他措施共同提效。

圖1 不同縱向非均性條件下聚合物驅(qū)含水98%時剩余油動用情況

2.2 平面剩余油分布規(guī)律

平面井組模型滲透率變異系數(shù)范圍為0.17～0.90，平面非均質(zhì)性越強，滲透率變異系數(shù)越大，采出程度越低。在含水98%時，高、中、低滲帶的平均剩余油飽和度分別為0.458 0、0.428 8、0.621 0，平均動用貢獻率分別為36.9%、42.6%、20.5%，即在平面非均質(zhì)條件下開展聚合物驅(qū)，較好地改善了流度比。聚合物對高滲帶起到了一定的封堵作用，使得中滲帶剩余油大量動用，但低滲帶剩余油動用程度相對較低。同時，隨著滲透率變異系數(shù)的增大，低滲帶剩余油動用程度逐漸變小(圖2)。此外，從剩余油分布具體位置來看，反九點布井方式下，注采井間的主流線區(qū)域驅(qū)油效果良好，而油井間和邊角處容易形成原油滯留區(qū)，剩余油相對富集。

圖2 平面非均質(zhì)聚合物驅(qū)含水98%時剩余油動用情況

2.3 不同井型開發(fā)剩余油分布規(guī)律認識

平面非均質(zhì)條件下，采用水平井與直井組合開發(fā)，效果要優(yōu)于單純采用直井開發(fā)的模式，但水平井的布井位置、布井方向會影響剩余油的動用(表2)。

從布井位置來看，低滲帶采用水平井開發(fā)時效果最優(yōu)。由于水平井在油層中的穿行距離長，有效擴大了泄油面積[11-12]，在相同生產(chǎn)壓差下，水平井相對直井產(chǎn)液能力更強，能夠大范圍動用直井開發(fā)時不能波及的低滲帶剩余油，降低剩余油飽和度，低滲帶剩余油動用程度可提高15.8%，整體提高采出程度可達6.99%。中、低滲帶均采用水平井開發(fā)時效果次之，而僅中滲帶采用水平井開發(fā)時，雖然能進一步降低中滲帶剩余油飽和度，但大部分低滲帶的剩余油仍然沒有動用，整體上相比直井開發(fā)采出程度僅提高1.54%。

從布井方向看，相同布井位置下，水平井垂直于流線方向時開發(fā)效果較好。水平井平行于流線方向時，水平井位于低滲帶仍可提高采出程度，而水平井位于中滲帶或中、低滲帶時，開發(fā)效果不及直井。

表2 不同井型模型聚合物驅(qū)至含水98%時采出程度及剩余油分布

3 礦場驗證

3.1 縱向剩余油分布

注聚合物區(qū)塊的調(diào)整井資料顯示，縱向上滲透率相對較高的Iu、Id油層組區(qū)域驅(qū)油效率最高，剩余油動用程度也較高，II油層組滲透率較低，驅(qū)油效率與剩余油動用程度相對較低，因此，剩余油相對富集，縱向主要分布在該油層組，與研究所得認識基本一致(圖3)。

圖3 調(diào)整井K13井飽和度測井資料

3.2 平面剩余油分布

為得到更好的開發(fā)效果，渤海S油田注聚合物區(qū)塊逐步進行了井網(wǎng)加密調(diào)整。可以看出，調(diào)整井在油井排和邊角地帶產(chǎn)量較高，在注采井之間產(chǎn)量相對較低(表3)，與研究所得認識基本一致。

表3 不同油藏位置調(diào)整井初期產(chǎn)能對比

3.3 水平井調(diào)整

渤海S油田為受斷層控制的半背斜構(gòu)造，注聚合物主體區(qū)位于油藏構(gòu)造高部位，儲層發(fā)育，物性較好，油藏邊部物性相對較差，滲透率較低。邊部原有生產(chǎn)井32口，平均日產(chǎn)油為1 733.2 m3/d，平均含水率為76.2%。自2013年起，在邊部區(qū)域陸續(xù)部署10口水平調(diào)整井，布井方向均垂直于流線方向，投產(chǎn)初期平均單井日產(chǎn)油為63.5 m3/d，是區(qū)塊直井平均日產(chǎn)油的1.3倍。目前，10口水平井日產(chǎn)油為453.5 m3/d，占邊部區(qū)塊日產(chǎn)油的20.7%。水平井調(diào)整后，顯著改善了邊部區(qū)塊的開發(fā)效果，采油速度由1.5%提高至1.9%。

4 剩余油挖潛分析

在聚合物驅(qū)剩余油分布規(guī)律認識的基礎(chǔ)上，結(jié)合渤海S油田實際情況，分析了剩余油挖潛策略。

縱向上，主要通過深部調(diào)剖措施來改善吸水剖面。根據(jù)研究結(jié)果，當縱向非均質(zhì)性嚴重(滲透率變異系數(shù)大于0.6)時，可采用分層注入、分層系開發(fā)方式調(diào)整層間矛盾，提高低滲層動用程度。渤海S油田儲層厚度大，層數(shù)多，縱向非均質(zhì)性強，層間干擾嚴重，其相鄰的2個井區(qū)(A區(qū)和B區(qū))因開發(fā)方式不同，效果有所差異。A區(qū)實施分層注聚合物，注聚合物前含水率為70.0%，注聚合物后平均單井日產(chǎn)油提高37.4 m3/d，含水率為68.8%，降水增油效果顯著。B區(qū)實施籠統(tǒng)注聚合物，注聚合物前含水率為75.0%，注聚合物后平均單井日產(chǎn)油提高16.5 m3/d，含水率為77.5%，聚合物驅(qū)效果不及A區(qū)突出。2014年，B區(qū)進行細分層系開發(fā)試驗，縱向上由原來的1套層系合采逐步調(diào)整為2套層系分采，區(qū)塊日產(chǎn)油由1 871.8 m3/d逐漸增至目前的2 272.3 m3/d，含水降至72.4%，有效挖掘了聚合物驅(qū)井組的生產(chǎn)潛力。

平面上，主要采用井網(wǎng)加密及水平井調(diào)整方式來挖潛剩余油。渤海S油田初期為稀井網(wǎng)(反九點)大井距(350 m)開發(fā)，加密調(diào)整空間較大。2010年至今，已逐步加密生產(chǎn)井55口，形成井距175 m、排距350 m的行列井網(wǎng)。通過完善注采關(guān)系，強化開采井間滯留區(qū)，油田日產(chǎn)油增加3 140.6 m3/d，采油速度由1.4%提高至2.6%，充分動用了剩余油。此外，為提高聚合物驅(qū)效果，在低滲帶等剩余油富集區(qū)采用水平井生產(chǎn)，較定向井更能有效抑制高含水形成，更大范圍動用儲層。渤海S油田目前共有水平調(diào)整井17口，比采油指數(shù)為同期相鄰定向調(diào)整井的2.8～6.2倍，調(diào)整措施有效挖掘了油田潛力，促進了聚合物驅(qū)生產(chǎn)效果。

5 結(jié) 論

(1) 縱向上，大部分剩余油分布在中滲層和低滲層，以低滲層為主，縱向非均質(zhì)性越強，低滲層剩余油動用程度越低，是下一步挖潛的主要區(qū)域。

(2) 平面上，剩余油主要分布在低滲帶、油井間以及邊角處，滲透率變異系數(shù)越大，低滲帶剩余油動用程度越小，是下一步挖潛的主要區(qū)域。

(3) 非均質(zhì)條件下，水平井與直井組合開發(fā)效果優(yōu)于單純直井開發(fā)效果，但布井方向與布井位置均會影響剩余油的動用。水平井垂直于流線方向布井于低滲帶時，能夠大范圍動用直井開發(fā)時不能動用的低滲帶剩余油，提高采出程度。

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編輯 姜 嶺

20160126；改回日期：20160328

國家重大專項“海上大井距多層合采稠油油藏聚合物驅(qū)剩余油分布機理研究”(2011ZX05024-002-001)

王曉超(1988-)，女，工程師，2010年畢業(yè)于西南石油大學石油工程專業(yè)，2013年畢業(yè)于該校油氣田開發(fā)工程專業(yè)，獲碩士學位，現(xiàn)從事提高采收率技術(shù)、油藏方案方面的研究工作。

10.3969/j.issn.1006-6535.2016.03.024

TE32+7

A

1006-6535(2016)03-0102-04