基于流線的聚驅(qū)雙高油田調(diào)整策略研究

張志軍，魏　俊，尹　鵬，羅　珊，吳　婷，徐　良，徐　浩

(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)

聚驅(qū)開發(fā)油田轉(zhuǎn)后續(xù)水驅(qū)時，多呈現(xiàn)“雙高油田”(高含水率和高采出程度)的生產(chǎn)特征，產(chǎn)量遞減快，控水挖潛難度大。某陸地油田于2007年實施注聚開發(fā)，2013年轉(zhuǎn)后續(xù)水驅(qū)，截至2014年7月，綜合含水率96.3%，采出程度42.6%，總體表現(xiàn)為“雙高”特征。對于轉(zhuǎn)入后續(xù)水驅(qū)階段的生產(chǎn)井，目前常規(guī)的方法是根據(jù)生產(chǎn)井動態(tài)進(jìn)行分類調(diào)整，而眾多原因可能導(dǎo)致產(chǎn)量下降，若不能找出其根本原因，則難以給出針對性的調(diào)整建議。本文從流線角度出發(fā)，分析了生產(chǎn)井產(chǎn)量變化的原因，并根據(jù)流線變化規(guī)律將生產(chǎn)井分為3類，有針對性地提出了各自的調(diào)整策略。

1　聚驅(qū)后流線分布規(guī)律

1.1　流線的表征

流線的形成是通過計算速度變化進(jìn)行追蹤的，有方向有大小，屬于矢量。將速度與要展示的標(biāo)量相結(jié)合，即可得到該標(biāo)量在流線上的變化[1-6]。流場強(qiáng)度矢量表征：

(1)

圖1均質(zhì)及非均質(zhì)條件下流線分布特征

由圖1可知，對于均質(zhì)油藏，流線從注入井均勻地向四周發(fā)散，驅(qū)替均衡性好，波及范圍廣；而對于非均質(zhì)油藏，流線沿著高滲通道分布，而對其他方向波及較少，驅(qū)替均衡性較差。因此，根據(jù)流線的方向及流線密度，即可判斷驅(qū)替的均衡性和方向性?；诹骶€在不同階段的分布特征，有針對性地提出調(diào)整措施，從而指導(dǎo)油田措施調(diào)整策略。

1.2　流線分布規(guī)律

大量礦場聚驅(qū)油田測試顯示，聚合物驅(qū)后剩余油分布十分零散，對應(yīng)生產(chǎn)井產(chǎn)量也有明顯變化。其中聚驅(qū)后流線分布多呈3種形式，即流線緊縮、流線微縮和流線穩(wěn)定。根據(jù)聚驅(qū)及后續(xù)水驅(qū)階段流線分布特征將目標(biāo)油田生產(chǎn)井分為3種類型。

第一類為流線緊縮型生產(chǎn)井。該類生產(chǎn)井轉(zhuǎn)后續(xù)水驅(qū)時，注入井發(fā)出的流線包絡(luò)面積減小；沿著某一方向發(fā)出的流線集中，而其他方向流線密度減小甚至為零，如圖2所示。對應(yīng)生產(chǎn)井特征為產(chǎn)油急劇下降，含水迅速上升。

圖2流線緊縮型生產(chǎn)井聚驅(qū)/后續(xù)水驅(qū)流線分布特征

第二類為流線穩(wěn)定型生產(chǎn)井。該類生產(chǎn)井轉(zhuǎn)后續(xù)水驅(qū)時，注入井發(fā)出的流線基本穩(wěn)定；從各方向匯集的流線大體相當(dāng)，不存在明顯的竄流，如圖3所示。對應(yīng)生產(chǎn)井表現(xiàn)特征為產(chǎn)油及含水基本保持穩(wěn)定。

圖3流線穩(wěn)定型生產(chǎn)井聚驅(qū)/后續(xù)水驅(qū)流線分布特征

第三類為流線微縮型生產(chǎn)井。該類生產(chǎn)井轉(zhuǎn)后續(xù)水驅(qū)時，流線微縮，流線所包絡(luò)的面積有所減小，無竄流發(fā)生，如圖4所示。對應(yīng)生產(chǎn)井特征為含水緩慢上升，產(chǎn)油緩慢下降。

圖4流線微縮型生產(chǎn)井聚驅(qū)/后續(xù)水驅(qū)流線分布特征

分析3種流線類型與生產(chǎn)井產(chǎn)量變化可知：流線緊縮型由于驅(qū)替液波及范圍銳減，驅(qū)替均衡性變差，竄流嚴(yán)重，導(dǎo)致生產(chǎn)井產(chǎn)量快速遞減；流線微縮型由于驅(qū)替波及范圍縮減程度較小，且無明顯竄流發(fā)生，因此生產(chǎn)井產(chǎn)量有所下降，但下降緩慢；流線穩(wěn)定型則后續(xù)水驅(qū)前后流線驅(qū)替方向及均衡性基本無差，因此對應(yīng)生產(chǎn)井產(chǎn)量基本保持穩(wěn)定。因此，后續(xù)水驅(qū)階段的穩(wěn)油控水調(diào)整策略主要是針對流線緊縮性和微縮型生產(chǎn)井。

2　聚驅(qū)后穩(wěn)油控水技術(shù)探討

2.1　流線微縮型

流線微縮型生產(chǎn)井多分布于井網(wǎng)完善程度低，竄流相對較弱的區(qū)域。因此可以通過井網(wǎng)調(diào)整，擴(kuò)大油藏波及區(qū)域，從而減緩產(chǎn)量并控制含水上升速度。以B井組為例來說明井網(wǎng)完善前后效果。目前由于A1和A2井僅受B1方向供液，導(dǎo)致生產(chǎn)井供液不足，生產(chǎn)井產(chǎn)量偏低，而B2為暫關(guān)的水井，因此可以通過復(fù)開注入井來增加A1及A2井的供液，從而擴(kuò)大儲層動用范圍，提高生產(chǎn)井產(chǎn)量。調(diào)整前后生產(chǎn)井產(chǎn)量及含水變化如圖5、圖6所示。

圖5井網(wǎng)完善前后井位分布

圖6井網(wǎng)完善前后單井產(chǎn)油量及含水率

2.2　流線緊縮型

流線緊縮型生產(chǎn)井井網(wǎng)完善程度較高，但油水井間存在一定的竄流方向，導(dǎo)致產(chǎn)量急劇下降，含水急劇上升。因此在后續(xù)水驅(qū)階段，可以通過調(diào)整竄流井間的注入量和周期注水等技術(shù)來降低竄流的影響。

2.2.1改變液流方向

改變液流方向原理為：改變注入水在油層中穩(wěn)定注水時形成的固定水流方向，把高含油飽和度區(qū)域中的原油驅(qū)出，或在微觀上改變滲流方向引起水相滲透率變化來提高可動油飽和度，最終達(dá)到改善水驅(qū)油效果的目的，如圖7所示。

圖7改變液流方向效果示意

以A3井為例，A3井受B2井影響較大，因此通過降低B2井注入量，提高周圍其他井注入量，減少注入水對竄流區(qū)的沖刷，增大對非竄流區(qū)域的波及，使得生產(chǎn)井含水得到控制，從而提高了產(chǎn)量。油水井位置及調(diào)整前后產(chǎn)量變化如圖8、圖9所示。

進(jìn)一步研究B2井降注幅度表明：注入量降幅30%時產(chǎn)油量達(dá)到最大。這是因為降幅小于30%時，隨著竄流井注水量的降低，非竄流井對非竄流區(qū)域的波及范圍增大，生產(chǎn)井含水上升速度較慢；而降幅大于30%時，非竄流井注入量過大，造成新的竄流發(fā)生，含水上升速度加快，產(chǎn)油量降低(見圖9)。

2.2.2周期注水

周期注水[7-11]較連續(xù)注水在平面上能動用更多剩余油，主要原因是在不同井之間生產(chǎn)制度變化不同，造成壓力場的急劇變化，從而形成竄流，把常規(guī)水驅(qū)的滯留區(qū)的油推到生產(chǎn)井附近。而生產(chǎn)井制度的改變也可以形成破壞常規(guī)水驅(qū)壓力平衡區(qū)的效應(yīng)，從而將剩余油驅(qū)替出來。

周期注水的注水量波動幅度的計算公式如下：

Δ=(q1-q2)/2q

(2)

式中，q1為增注階段的注水量，m3；q2為減注階段的注水量，m3；q為正常連續(xù)注水時的注水量，m3；Δ表示注水量波動幅度，小數(shù)。

設(shè)計周期注水半周期為15 d，周期注水量波動為0.3，生產(chǎn)井正常連續(xù)生產(chǎn)。對比周期注水與連續(xù)注水差異，如圖10所示。根據(jù)結(jié)果可以看出，采用周期注水可以有效降低含水率及含水上升速度，延緩生產(chǎn)井水淹時間，提高生產(chǎn)井產(chǎn)油量，從而更加有效地挖潛剩余油。

圖8改變液流方向法井位示意

圖9改變液流方向前后生產(chǎn)井產(chǎn)量及含水變化

圖10周期注水與連續(xù)注水生產(chǎn)井產(chǎn)量及含水變化

考慮到周期注水時機(jī)、間注時間及波動幅度均會影響注水效果，因此分別優(yōu)化3個注入?yún)?shù)。研究結(jié)果表明：在后續(xù)水驅(qū)一年后實施不穩(wěn)定注水，效果好于注聚結(jié)束后馬上采取不穩(wěn)定注水措施。半周期為30 d時采收率最大，波動幅度在0.3～0.6時提高采收率效果十分明顯(見圖11)。

圖11周期注水時機(jī)、間注時間及波動幅度對生產(chǎn)井產(chǎn)量影響

對比流線緊縮型生產(chǎn)井調(diào)整方式可知，采用周期注水方法可以更大幅度地提高生產(chǎn)井產(chǎn)量和控制含水，因此，優(yōu)選周期注水方式可以達(dá)到流線緊縮型生產(chǎn)井穩(wěn)油控水的目的。

3　結(jié)論

(1)相對于常規(guī)方法，流線法能夠更加直接地評價驅(qū)替的均衡性及方向性，并從本質(zhì)上解釋生產(chǎn)井產(chǎn)量下降的原因，從而更好地指導(dǎo)生產(chǎn)井措施調(diào)整。

(2)根據(jù)目標(biāo)油田流線分布特征，將生產(chǎn)井分為流線穩(wěn)定型、流線微縮型及流線緊縮型3類，并針對流線微縮型及流線緊縮型生產(chǎn)井提出調(diào)整策略。

(3)對流線穩(wěn)定型生產(chǎn)井，可按照目前制度繼續(xù)生產(chǎn)；對流線微縮型生產(chǎn)井，可通過井網(wǎng)調(diào)整來擴(kuò)大動用區(qū)域；對流線緊縮型生產(chǎn)井，可優(yōu)選周期注水方式來調(diào)節(jié)竄流影響，從而達(dá)到穩(wěn)油控水的目的。