層間干擾定量表征新方法在渤南墾利區(qū)域的應(yīng)用

蔡 暉，陽(yáng)曉燕，張占華，黃 琴，程大勇

(中海石油(中國(guó))有限公司天津分公司，天津 300459)

0 引 言

渤海南部墾利區(qū)域以薄互層油藏為主[1]，開(kāi)發(fā)主要采用大段合采的模式，縱向各層物性差異大，非均質(zhì)性嚴(yán)重[2-7]，層間干擾矛盾凸顯，對(duì)層間干擾的準(zhǔn)確評(píng)價(jià)非常重要。目前，ODP方案編制過(guò)程中，層間干擾系數(shù)仍然是通過(guò)類比法或經(jīng)驗(yàn)值選取[8-11]，造成油田投產(chǎn)后設(shè)計(jì)產(chǎn)能與實(shí)際產(chǎn)能差異大。油田開(kāi)發(fā)過(guò)程中，若不能正確評(píng)價(jià)油田的層間干擾，對(duì)油田后續(xù)的生產(chǎn)也會(huì)造成困擾。由于海上油田開(kāi)發(fā)的特殊性，無(wú)法運(yùn)用大量的分層產(chǎn)能測(cè)試資料對(duì)層間干擾程度進(jìn)行認(rèn)識(shí)[12-16]。為了解決以上問(wèn)題，通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析墾利區(qū)域的產(chǎn)能數(shù)據(jù)，可以得出墾利區(qū)域電阻率與比采油指數(shù)具有較好的相關(guān)性[17-24]，基于油藏工程及理論推導(dǎo)，建立層間干擾校正系數(shù)與電阻率、油田產(chǎn)能、生產(chǎn)壓差、無(wú)因次采油指數(shù)的理論模型，提出層間干擾定量表征新方法。

1 層間干擾校正系數(shù)

定向井產(chǎn)能Qo為[18-19]：

Qo=JoHΔp

(1)

式中：Qo為定向井產(chǎn)能，m3/d；Jo為比采油指數(shù)，m3/(d·MPa·m)；H為生產(chǎn)厚度，m；Δp為生產(chǎn)壓差，MPa。

由于海上油田探井和評(píng)價(jià)井測(cè)試成本較高，許多井測(cè)試時(shí)尚未達(dá)到生產(chǎn)穩(wěn)定狀態(tài)，另外探井測(cè)試時(shí)基于單層測(cè)試，未考慮層間干擾。在產(chǎn)能評(píng)價(jià)過(guò)程中，為消除海上油田油井測(cè)試時(shí)間較短以及層間干擾對(duì)產(chǎn)能的影響，在產(chǎn)能評(píng)價(jià)過(guò)程中通常引入一個(gè)小于1的時(shí)間校正系數(shù)和層間干擾校正系數(shù)進(jìn)行校正，則產(chǎn)能表達(dá)式修正為：

Qo=JoHΔpαβ

(2)

式中：α為時(shí)間校正系數(shù)；β為層間干擾校正系數(shù)。

由式(2)可知，層間干擾校正系數(shù)與產(chǎn)量呈正比，層間干擾越小，層間干擾校正系數(shù)越大，產(chǎn)量越大，層間干擾越明顯，層間干擾校正系數(shù)越小，產(chǎn)量越小。時(shí)間校正系數(shù)的求取方法已有詳細(xì)推導(dǎo)[20]，因此，重點(diǎn)研究層間干擾校正系數(shù)求取方法。

2 層間干擾校正系數(shù)求取方法

統(tǒng)計(jì)渤海油田墾利區(qū)域探井測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)與產(chǎn)能測(cè)試情況發(fā)現(xiàn)，電阻率與比采油指數(shù)具有較好的相關(guān)性(圖1)，探井在測(cè)試過(guò)程中，考慮測(cè)試時(shí)間短，且為單層測(cè)試，可忽略層間干擾和時(shí)間干擾，認(rèn)為探井測(cè)試所獲取的比采油指數(shù)為理想狀態(tài)下的比采油指數(shù)，建立相關(guān)數(shù)學(xué)模型：

圖1 比采油指數(shù)與電阻率關(guān)系Jo理想=ARt+B

(3)

式中：Jo理想為理想狀態(tài)下的比采油指數(shù)，m3/(d·MPa·m)；Rt為地層電阻率，Ω·m；A、B為擬合系數(shù)。

油田實(shí)際生產(chǎn)比采油指數(shù)定義為：

(4)

式中：Jo實(shí)際為實(shí)際生產(chǎn)比采油指數(shù)，m3/(d·MPa·m)；Q實(shí)際為日產(chǎn)油量，m3/d。

層間干擾校正系數(shù)可表示為：

(5)

引入時(shí)間校正系數(shù)計(jì)算方法[20]，可求出層間干擾校正系數(shù)：

(6)

式中：re為地層半徑，m；rw為油井半徑，m；η為導(dǎo)壓系數(shù)；tDST為測(cè)試時(shí)間，h。

實(shí)際生產(chǎn)表明，隨著含水率增加，無(wú)因次比采油指數(shù)逐漸降低，為了充分考慮全壽命生產(chǎn)過(guò)程中的層間干擾系數(shù)，需要校正含水率對(duì)比采油指數(shù)的影響，提出通過(guò)相滲曲線繪制無(wú)因次采油指數(shù)隨含水率的變化曲線，求取無(wú)因次采油指數(shù)，引入JDo修正，則層間干擾校正系數(shù)可修正為：

(7)

式中：JDo為無(wú)因次采油指數(shù)。

3 實(shí)例應(yīng)用

3.1 指導(dǎo)調(diào)整井產(chǎn)能研究

墾利10-4油田油藏主要受構(gòu)造、斷層控制，斷塊內(nèi)為層狀構(gòu)造油藏，縱向上油層多，單層厚度薄，采用定向井分層系開(kāi)發(fā)。在開(kāi)發(fā)方案編制階段，考慮該油田薄互層合采的特點(diǎn)，所有開(kāi)發(fā)井層間干擾校正系數(shù)取值為0.5。油田投產(chǎn)后，所有開(kāi)發(fā)井全部超過(guò)ODP配產(chǎn)，少數(shù)井儲(chǔ)層物性和射開(kāi)厚度均小于ODP設(shè)計(jì)，產(chǎn)能卻仍超過(guò)ODP配產(chǎn)。對(duì)此應(yīng)用式(6)對(duì)所有井的層間干擾校正系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果表明，所有井層間干擾校正系數(shù)均高于ODP設(shè)計(jì)值(表1)。

2017年2月，墾利10-4油田提出增加調(diào)整井A20井完善注采井網(wǎng)，A20井主力開(kāi)采層位于Ⅲ油層組，計(jì)算初期產(chǎn)能時(shí)，層間干擾系數(shù)借鑒同層系相鄰老井的平均值(0.70)，根據(jù)式(2)，結(jié)合該井實(shí)鉆情況，計(jì)算A20井初期產(chǎn)能為150 m3/d，若按照ODP方案配產(chǎn)時(shí)的層間干擾校正系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，初期產(chǎn)能為107 m3/d。A20井實(shí)際投產(chǎn)后日產(chǎn)油為153 m3/d，新方法所計(jì)算的產(chǎn)能與實(shí)際數(shù)據(jù)誤差僅為2%。

表1 墾利10-4油田單井層間干擾對(duì)比

3.2 指導(dǎo)層系調(diào)整

渤中35-2油田含油層段為東營(yíng)組、沙河街組，2個(gè)油層組縱向跨度近200 m，其中沙河街組由于儲(chǔ)層埋藏深、地震分辨低等多因素限制，難以通過(guò)地震手段精細(xì)刻畫(huà)及描述儲(chǔ)層，給油田早期開(kāi)發(fā)帶來(lái)諸多困難。為了降低開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，在開(kāi)發(fā)方案編制階段，設(shè)計(jì)2個(gè)油層組合采。部分井進(jìn)行單采試驗(yàn)。油田投產(chǎn)后，為了進(jìn)一步明確不同層位合采層間干擾，對(duì)層間干擾校正系數(shù)進(jìn)行了計(jì)算。結(jié)合油田探井比采油指數(shù)與電阻率關(guān)系曲線，求取擬合系數(shù)A和B，將擬合系數(shù)及油井生產(chǎn)數(shù)據(jù)代入式(7)，從而得到了不同層位生產(chǎn)井的層間干擾校正系數(shù)(表2)。東營(yíng)組與沙河街組合采，層間干擾嚴(yán)重，層間干擾校正系數(shù)為0.26～0.31，應(yīng)考慮進(jìn)行分層系開(kāi)發(fā)。

表2 單井層間干擾數(shù)據(jù)

為了進(jìn)一步提高油田開(kāi)發(fā)效果，結(jié)合各井鉆遇油層厚度，提出A12、A13、A14井單采東營(yíng)組，在沙河街組重新部署井網(wǎng)。結(jié)合沙河街組儲(chǔ)量規(guī)模，部署4口調(diào)整井，2018年3月，4口調(diào)整井全面投產(chǎn)，初期產(chǎn)能達(dá)到240 m3/d，A12、A13、A14井總產(chǎn)能仍保持410 m3/d，通過(guò)調(diào)整井的部署實(shí)現(xiàn)細(xì)分層系開(kāi)發(fā)，有效降低層間干擾，充分釋放老井產(chǎn)能，同時(shí)也進(jìn)一步提高油田儲(chǔ)量動(dòng)用程度，有效改善油田開(kāi)發(fā)效果。

3.3 油田產(chǎn)液結(jié)構(gòu)調(diào)整

2017年年初，渤中35-2油田部分井區(qū)單井含水快速上升，暴露出平面含水不均的問(wèn)題，提出對(duì)重點(diǎn)井開(kāi)展產(chǎn)液剖面測(cè)試。利用式(7)對(duì)測(cè)試資料進(jìn)行單井及井段層間干擾分析。分析結(jié)果表明，含水快速上升的3口井，單井層間干擾校正系數(shù)遠(yuǎn)低于油田層間干擾系數(shù)的平均水平，根據(jù)層間干擾的大小，實(shí)施一井一策。以干擾嚴(yán)重的A5井為例，結(jié)合A5井產(chǎn)液剖面測(cè)試資料，對(duì)層間干擾嚴(yán)重且高含水的層，提出卡水作業(yè)；對(duì)層間干擾嚴(yán)重且含水較低的層，加大注水井在該層的注水量，提高該層的動(dòng)用狀況。通過(guò)以上措施，該井層間干擾得到了有效改善(表3)，且日增油量達(dá)到50 m3/d。

表3 A5井措施前后層間干擾校正系數(shù)對(duì)比

利用電阻率及生產(chǎn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)求取層間干擾校正系數(shù)的方法雖簡(jiǎn)單，但指導(dǎo)油田調(diào)整井方案研究及產(chǎn)能研究卻具有較好的效果。而該方法也有一定局限性，尤其是指導(dǎo)產(chǎn)液結(jié)構(gòu)調(diào)整時(shí)，需要錄取較多的動(dòng)態(tài)資料；另外，該方法具有區(qū)域性，針對(duì)電阻率與比采油指數(shù)相關(guān)性較差的區(qū)域，應(yīng)用該方法會(huì)帶來(lái)一定誤差。

4 結(jié) 論

(1) 提出利用單井電阻率及油田動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)求取單井層間干擾校正系數(shù)，并引入無(wú)因次采油指數(shù)，確保該方法適用于油田全壽命周期。

(2) 層間干擾校正系數(shù)的精確求取可有效指導(dǎo)油田調(diào)整井產(chǎn)能評(píng)價(jià)，調(diào)整井方案部署，并指導(dǎo)油田產(chǎn)液結(jié)構(gòu)調(diào)整，有效改善油田水驅(qū)開(kāi)發(fā)效果。實(shí)踐證明方法準(zhǔn)確、可靠，在渤海油田墾利區(qū)域具有較好的適用性。