縫洞型油藏水驅(qū)曲線研究綜述

龐明越 唐 海 呂棟梁

(西南石油大學(xué)石油與天然氣工程學(xué)院， 成都 610500)

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縫洞型油藏水驅(qū)曲線研究綜述

龐明越 唐 海 呂棟梁

(西南石油大學(xué)石油與天然氣工程學(xué)院， 成都 610500)

縫洞型油藏的儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，存在大尺度的縫洞體，滲流多為管流，因此，相關(guān)縫洞型油藏的水驅(qū)曲線的研究并不成熟。隨著國(guó)內(nèi)外縫洞型油田的不斷開(kāi)發(fā)，縫洞型油藏的水驅(qū)曲線得到了進(jìn)一步的研究和應(yīng)用。通過(guò)對(duì)縫洞型油藏水驅(qū)曲線相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行研究，對(duì)水驅(qū)曲線的類(lèi)型及其在縫洞型油藏中的應(yīng)用進(jìn)行了歸納。

縫洞型油藏； 水驅(qū)曲線； 適用性

水驅(qū)曲線法是研究砂巖油藏含水上升規(guī)律的主要方法，在油田開(kāi)發(fā)中得到了廣泛應(yīng)用。目前，對(duì)于砂巖油藏水驅(qū)曲線的研究已相當(dāng)成熟，但其對(duì)于縫洞型油藏并不適用。隨著縫洞型油藏的開(kāi)發(fā)，已獲得了大量的現(xiàn)場(chǎng)資料，縫洞型儲(chǔ)層的研究已成為近年來(lái)的焦點(diǎn)之一[1]。越來(lái)越多的學(xué)者開(kāi)始注重縫洞型油藏水驅(qū)曲線的研究。

1 傳統(tǒng)砂巖水驅(qū)曲線

1959年前蘇聯(lián)學(xué)者馬克西莫夫提出第一條水驅(qū)曲線。20世紀(jì)80年代后，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者對(duì)砂巖油藏水驅(qū)曲線進(jìn)行了大量的研究，先后推導(dǎo)出了幾十種砂巖油藏水驅(qū)曲線[2-4]。目前，最為常用的水驅(qū)曲線包括甲、乙、丙、丁型4種類(lèi)型，由于其能夠應(yīng)用簡(jiǎn)明的表達(dá)式來(lái)反映油田實(shí)際生產(chǎn)中的多種影響因素，故得到了廣泛的應(yīng)用。

甲型曲線 lgWp=A1+B1Np

乙型曲線 lgWOR=A2+B2Np

丙型曲線 lgLp=A3+B3Np

丁型曲線 lgLOR=A4+B4Np

式中：Wp—— 累計(jì)產(chǎn)液量，t；

Np—— 累計(jì)產(chǎn)油量，t；

WOR—— 生產(chǎn)水油比；

Lp—— 累計(jì)產(chǎn)液量，t；

LOR—— 生產(chǎn)液油比；

A1、B1、A2、B2、A3、B3、A4、B4—— 常數(shù)。

實(shí)際應(yīng)用表明，甲型和丙型水驅(qū)曲線法的實(shí)用性最好，其中甲型水驅(qū)曲線可用來(lái)分析儲(chǔ)量的動(dòng)用程度和預(yù)測(cè)開(kāi)發(fā)指標(biāo)。于騰飛等人[5]探討了甲型水驅(qū)曲線在縫洞型油藏的適用性，圖1即為砂巖油藏甲型水驅(qū)曲線示意圖，橫坐標(biāo)為累計(jì)產(chǎn)油量，縱坐標(biāo)為累計(jì)產(chǎn)水量Wp的對(duì)數(shù)。其中直線段(Ⅱ段)的表達(dá)式為：

(1)

式中：Wp—— 累計(jì)產(chǎn)水量，t；

B—— 直線段的斜率；

Np—— 累計(jì)產(chǎn)油量，t；

A—— 直線段的延長(zhǎng)線與縱坐標(biāo)交點(diǎn)的對(duì)數(shù)值。

圖1 砂巖油藏甲型水驅(qū)曲線

典型的砂巖油藏甲型曲線分為3段：第Ⅰ段曲線代表水驅(qū)的初始階段，水驅(qū)能力不穩(wěn)定，水驅(qū)作用對(duì)油藏影響不大；第Ⅱ段曲線代表油藏進(jìn)入穩(wěn)定水驅(qū)狀態(tài)，水驅(qū)能力穩(wěn)定；第Ⅲ段曲線代表油藏進(jìn)入高含水、特高含水階段，水驅(qū)曲線出現(xiàn)了上翹現(xiàn)象，表明油井出現(xiàn)了水淹情況。

2 幾種縫洞型油藏水驅(qū)曲線

縫洞型油藏的儲(chǔ)集空間類(lèi)型主要有孔洞型、洞穴型、裂縫型及孔洞-裂縫型4種，流動(dòng)機(jī)理復(fù)雜，主要呈現(xiàn)出管流特征。其水驅(qū)曲線與砂巖油藏水驅(qū)曲線也存在較大差別，縫洞型油藏的水驅(qū)曲線表現(xiàn)多樣[6-10]。

2.1 單一直線型水驅(qū)曲線

與砂巖油藏水驅(qū)曲線類(lèi)似，縫洞型油藏第一種水驅(qū)曲線表現(xiàn)為一個(gè)長(zhǎng)的直線段(圖2(a))，即油井生產(chǎn)后水體能量首先表現(xiàn)為不穩(wěn)定，隨后水體能量穩(wěn)定。但有的油井則沒(méi)有初期上升段，直接為一個(gè)長(zhǎng)的水平段(圖2(b))，表明油井初期產(chǎn)的為純油，直線段越長(zhǎng)穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間越長(zhǎng)，后期水體流入井筒，水驅(qū)曲線表現(xiàn)為末端快速上翹。

圖2 單一直線型縫洞型油藏水驅(qū)曲線

雙直線段或多直線段水驅(qū)曲線表現(xiàn)為2個(gè)或多個(gè)直線段(圖3)。水平段長(zhǎng)說(shuō)明水體能量充足，能夠進(jìn)行穩(wěn)定的驅(qū)替。Ⅰ、Ⅱ段與砂巖油藏甲型曲線相同，如果縫洞型油藏采油井井筒連通著周?chē)钠渌w，隨著開(kāi)發(fā)的進(jìn)行壓降波及到周?chē)囊粋€(gè)水體，初期水驅(qū)不穩(wěn)定則表現(xiàn)為Ⅰ1段，隨后水驅(qū)能力穩(wěn)定則表現(xiàn)為Ⅱ2段，如果還有另外的水體，則后續(xù)還會(huì)出現(xiàn)類(lèi)似于Ⅰ1段、Ⅱ2段及Ⅲ段的階梯狀，后期油井水淹，水驅(qū)曲線快速上翹。

2.3 復(fù)合型水驅(qū)曲線

復(fù)合型水驅(qū)曲線既具有單直線、多直線的特征，又具有不規(guī)則水驅(qū)曲線的特征(圖4)。水驅(qū)的前期或中期水驅(qū)能量穩(wěn)定，水驅(qū)曲線表現(xiàn)為一段或幾段規(guī)則的直線段，但整體呈不規(guī)則形狀，這說(shuō)明縫洞型油藏的水體復(fù)雜，可能具有單獨(dú)的水體形成穩(wěn)定水驅(qū)，又具有邊水和底水等復(fù)雜水體相互連通，造成油井快速出水，形成水淹或暴性水淹。

圖3 雙直線型縫洞型油藏水驅(qū)曲線

圖4 復(fù)合型縫洞型油藏水驅(qū)曲線

注水替油是縫洞型油藏一種有效的開(kāi)發(fā)方式，直角階梯型水驅(qū)曲線是由1個(gè)或多個(gè)直線段形成的直角臺(tái)階狀(圖5)。直角形成的原因是由于注水燜井后，生產(chǎn)初始階段油井有一個(gè)較小的含水上升波動(dòng)段(圖5(a))，或者直接為一個(gè)平的直線段(圖5(b))，說(shuō)明油井初始階段只產(chǎn)純油，隨后含水突然上升，然后又迅速回落，通過(guò)直角點(diǎn)能夠識(shí)別注水輪次。

圖5 直角梯形縫洞型油藏水驅(qū)曲線

此類(lèi)水驅(qū)曲線形態(tài)未出現(xiàn)明顯的直線段(圖6)，總體呈上升狀。說(shuō)明水體不穩(wěn)定，不能出現(xiàn)穩(wěn)定水驅(qū)，油井開(kāi)井后含水率快速升高，最后油井形成暴性水淹。

因此，與砂巖油藏甲型曲線3段式(圖1)相比，縫洞型油藏的水驅(qū)曲線并不是3段式形態(tài)，而是呈現(xiàn)單一直線段、多直線臺(tái)階狀、組合型或不規(guī)則形狀。

圖6 不規(guī)則型縫洞型油藏水驅(qū)曲線

3 縫洞型油藏水驅(qū)曲線的應(yīng)用

雖然縫洞型油藏水驅(qū)曲線不能像砂巖油藏一樣準(zhǔn)確預(yù)測(cè)地層的各項(xiàng)參數(shù)，但仍能反映油藏的很多特征。

3.1 反映含水率的變化

含水率的變化是水體能量的直接反映，其變化特征與縫洞體的連通性及水體能量大小有關(guān)，其主要包括低含水穩(wěn)定型、含水暴性水淹型和間隙出水型。對(duì)于單直線段越長(zhǎng)或多直線型(呈現(xiàn)較小的梯度上升)，說(shuō)明低含水穩(wěn)產(chǎn)持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)。當(dāng)油井初期含水率為零或者含水率較低，然后產(chǎn)水突然上升，產(chǎn)油量驟降，如不規(guī)則型曲線的上升段或復(fù)合型曲線的快速上升段均可以表示含水暴性水淹型。間隙出水型是縫洞型油藏獨(dú)有的出水類(lèi)型[6]，一般在油井產(chǎn)純油后開(kāi)始產(chǎn)水，一段時(shí)間后含水率逐漸降低，再次轉(zhuǎn)為產(chǎn)純油，如水驅(qū)曲線出現(xiàn)多個(gè)斜率為零的直線段，說(shuō)明產(chǎn)水類(lèi)型為間隙出水類(lèi)型。

3.2 反映水驅(qū)曲線形態(tài)與產(chǎn)能的關(guān)系

對(duì)于水驅(qū)曲線只有一個(gè)直線段，說(shuō)明水驅(qū)能量供給只有一個(gè)水體，直線段越長(zhǎng)說(shuō)明產(chǎn)能越穩(wěn)定，水驅(qū)能量充足，反之直線段越短產(chǎn)能越弱，產(chǎn)能下降比較快。對(duì)于2個(gè)或多個(gè)直線段水驅(qū)曲線，初期產(chǎn)量及含水率均較高，波及到水體后，含水率處于穩(wěn)定狀況，曲線呈直線段，直線段越長(zhǎng)，連通的水體越穩(wěn)定，后期油井含水率快速上升。對(duì)于復(fù)合型和不規(guī)則型曲線，含水率總體呈現(xiàn)快速上升趨勢(shì)，前期主要產(chǎn)油，后期基本產(chǎn)水，直至油井水淹或暴性水淹。

3.3 判斷縫洞結(jié)構(gòu)

若水驅(qū)曲線屬于含水率緩慢上升型，說(shuō)明油藏供給能力充足，儲(chǔ)集層縫洞發(fā)育，若只有1個(gè)長(zhǎng)的直線段，后期含水上升快，說(shuō)明油井射孔的位置為孤獨(dú)縫洞體的中上部。水驅(qū)曲線有2個(gè)或多個(gè)直線段說(shuō)明油井具有多個(gè)供給水體，不規(guī)則上升型則說(shuō)明儲(chǔ)層復(fù)雜，縫洞發(fā)育，存在多個(gè)水體同時(shí)作用，或者油井射孔位置為洞穴的中下部。具體的縫洞結(jié)構(gòu)，可結(jié)合鉆井中是否出現(xiàn)放空、漏失及錄井、測(cè)井及地震資料進(jìn)行進(jìn)一步的判斷。

3.4 調(diào)整縫洞型油藏開(kāi)發(fā)措施

通過(guò)對(duì)縫洞型油藏水驅(qū)曲線的識(shí)別，可以得到縫洞結(jié)構(gòu)、水體能量等信息，進(jìn)而對(duì)縫洞型油藏的開(kāi)發(fā)措施進(jìn)行調(diào)整。對(duì)于水驅(qū)能量弱的油藏可采取酸化壓裂的方式來(lái)溝通更多的裂縫和儲(chǔ)油體；對(duì)于底水能量較強(qiáng)或者溝通的水體較多，含水率上升過(guò)快的情況，要采取堵水調(diào)剖的方式；對(duì)于開(kāi)發(fā)到后期的油井，可以考慮采取注氣提高采收率的方式，提高“閣樓油”的采出程度，進(jìn)而提高采收率。

4 結(jié) 語(yǔ)

縫洞型油藏水驅(qū)曲線與砂巖曲線存在顯著的不同，其形狀多樣，主要包括單一直線型、雙直線或多直線型、復(fù)合型和不規(guī)則型。注水替油開(kāi)發(fā)的水驅(qū)曲線表現(xiàn)為直角梯形和不規(guī)則形。

通過(guò)水驅(qū)曲線能夠反映出水體的能量，水驅(qū)規(guī)律及縫洞的結(jié)構(gòu)，通過(guò)水驅(qū)曲線的類(lèi)型及目前所處的階段對(duì)縫洞型油藏進(jìn)行調(diào)整開(kāi)發(fā)。

通過(guò)對(duì)縫洞型油藏水驅(qū)曲線的研究，能更好地指導(dǎo)縫洞型油藏的開(kāi)發(fā)。

[1] 楊堅(jiān).縫洞型碳酸鹽巖油藏縫洞單元數(shù)值模擬理論與方法研究[D].北京：中國(guó)石油大學(xué)，2007:10-21.

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lgWp=BNp+A

Research on Water Drive Curve in Fracture-Vuggy Reservoir

PANGMingyueTANGHaiLVDongliang

(Petroleum and Natural Gas Engineering Institute, Southwest Petroleum University, Chengdu 610500, China)

Due to the existence of large scale fractures and cavities, the reservoir structure of fracture-vuggy reservoir is comples, and the seepage flow is mostly pipe flow. Therefore, there are relatively less researches on the water drive curve in such reservoir. With the development of fracture-vuggy reservoirs, the water drive curve of the fracture-vuggy reservoir has been greatly concerned and developed. This article makes investigation and analysis on the fracture-vuggy carbonate reservoir water drive curve articles, and summarizes the types of water flooding of water drive curves and the usual application of the water drive curve in the fracture-vuggy reservoir.

fracture-vuggy reservoir; water drive curve; application

2016-11-01

國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)“縫洞型碳酸鹽巖油藏提高采收率關(guān)鍵技術(shù)”子課題“縫洞型油藏改善水驅(qū)提高采收率技術(shù)”(2016ZX05053002-003)

龐明越(1992 —)，男，西南石油大學(xué)油氣田開(kāi)發(fā)工程專(zhuān)業(yè)在讀碩士研究生，研究方向?yàn)橛筒毓こ毯蛿?shù)值模擬。

TE331

B

1673-1980(2017)03-0048-03