海上稠油油田弱凝膠調(diào)驅(qū)效果評(píng)價(jià)及研究
——以渤海N油田為例

張俊廷，李云鵬，張國(guó)浩，謝 岳，劉 斌

（中海石油（中國(guó)）有限公司天津分公司渤海石油研究院，天津 300459）

稠油油田油水黏度差異增大，會(huì)增加注入水突進(jìn)現(xiàn)象，導(dǎo)致開(kāi)發(fā)效果變差。為提高水驅(qū)開(kāi)發(fā)油田儲(chǔ)量動(dòng)用程度，改善高、低滲儲(chǔ)層間動(dòng)用差異，弱凝膠調(diào)驅(qū)技術(shù)被廣泛應(yīng)用。弱凝膠調(diào)驅(qū)技術(shù)[1-5]主要通過(guò)兩方面提高油田采收率：一是通過(guò)注入調(diào)剖劑提高水相黏度，降低水油流度比，減緩注入水突進(jìn)，提高水驅(qū)波及體積；二是調(diào)剖劑注入后會(huì)優(yōu)先沿大孔道流動(dòng)，通過(guò)吸附作用在油層深部逐漸堵塞高滲水流通道，從而改變注水井吸水剖面，提高低滲儲(chǔ)層動(dòng)用，提高油田采收率。弱凝膠調(diào)驅(qū)技術(shù)在水驅(qū)油藏進(jìn)入中高含水階段時(shí)被廣泛應(yīng)用，并取得了較好的開(kāi)發(fā)效果[6-11]。

渤海稠油資源豐富，稠油油藏亦可通過(guò)常規(guī)注水有效動(dòng)用。稠油黏度大、水油流度比較大，開(kāi)發(fā)過(guò)程中出現(xiàn)含水上升速度快、高滲透層水淹、低滲透儲(chǔ)層動(dòng)用差等問(wèn)題。針對(duì)渤海N油田稠油油藏注水開(kāi)發(fā)中存在的問(wèn)題，本文開(kāi)展了弱凝膠調(diào)驅(qū)試驗(yàn)研究，建立了渤海稠油油田弱凝膠調(diào)驅(qū)效果評(píng)價(jià)體系，分析了影響弱凝膠效果的關(guān)鍵因素和不同因素對(duì)弱凝膠調(diào)驅(qū)效果的影響規(guī)律，對(duì)渤海相似油田開(kāi)發(fā)具有一定借鑒意義。

1 弱凝膠調(diào)驅(qū)效果評(píng)價(jià)體系

渤海稠油油田目前主要采用注水開(kāi)發(fā)，大部分油田已進(jìn)入中、高含水階段，油田面臨含水上升快、穩(wěn)產(chǎn)難度大等問(wèn)題。為了改善油田開(kāi)發(fā)效果，目前已經(jīng)開(kāi)展了4個(gè)油田弱凝膠調(diào)驅(qū)試驗(yàn)研究?；谌跄z調(diào)驅(qū)后的油、水井動(dòng)態(tài)資料，建立注水井和生產(chǎn)井見(jiàn)效評(píng)價(jià)體系（圖1）。

圖1 弱凝膠調(diào)驅(qū)評(píng)價(jià)方法體系

2 弱凝膠調(diào)驅(qū)效果

N油田是渤海典型的注水開(kāi)發(fā)稠油油藏，原油黏度為50～741 mPa·s，投產(chǎn)后僅一年含水達(dá)到63%，注水井吸水剖面實(shí)測(cè)資料顯示各小層間吸水差異較大，層間動(dòng)用不均勻。為了控制油田含水上升速度，改善層間動(dòng)用差異，N油田于2007年實(shí)施弱凝膠調(diào)驅(qū)技術(shù)，到目前已經(jīng)實(shí)施5個(gè)井組弱凝膠調(diào)驅(qū)試驗(yàn)。本文以A21井組為例，應(yīng)用建立的弱凝膠評(píng)價(jià)體系對(duì)其兩輪次弱凝膠調(diào)驅(qū)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。

A21井組共有5口生產(chǎn)井（圖2），實(shí)施弱凝膠調(diào)驅(qū)后，A21井注入壓力上升2～3 MPa（圖3），第一輪調(diào)驅(qū)后阻力系數(shù)達(dá)到2.0，第二輪調(diào)驅(qū)后阻力系數(shù)達(dá)到1.1（圖4），調(diào)驅(qū)后該井吸水層數(shù)增加，NmII1和NmIII1層位由不吸水層轉(zhuǎn)為吸水層（圖5），同時(shí)高滲層 Nm08小層吸水量得到控制，注水井吸水效果得到有效改善。

圖2 A21井組調(diào)驅(qū)井位

圖3 A21井壓力評(píng)價(jià)

圖4 A21井霍爾曲線

吸水剖面改善的同時(shí)，井組內(nèi)油井產(chǎn)油量提高，含水率降低，達(dá)到穩(wěn)油控水目的。油井A11井和A13井在第一輪調(diào)驅(qū)后，日增油分別為20 m3和15 m3，含水率分別降低5%和4%；第二輪調(diào)驅(qū)時(shí)A21井注入濃度和黏度降低，油井增油效果與第一輪相比有所降低，且含水也得到改善；第二輪調(diào)驅(qū)后A13井含水由76%降低到73%，含水下降3%（圖6和圖7）。

圖5 A21井吸水剖面分析

圖6 受效井A11增油降水

圖7 受效井A13增油降水

通過(guò)遞減法計(jì)算A21井組增油量達(dá)到1.82×104m3，增油效果明顯。利用該方法評(píng)價(jià)N油田5個(gè)井組調(diào)驅(qū)效果，累增油為5.83×104m3，提高井組采收率1.5%。

3 弱凝膠調(diào)驅(qū)影響因素分析

針對(duì)渤海N油田不同井組、不同輪次調(diào)驅(qū)效果的評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)不同井組間、不同輪次間調(diào)驅(qū)效果存在一定差異性?；趦?chǔ)層物性資料、流體性質(zhì)資料和注入動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，研究滲透率級(jí)差、注水井距邊水距離、注入井地層原油黏度、注水井與周圍油井連通性、注入濃度和黏度、注入時(shí)機(jī)和注入速度對(duì)弱凝膠調(diào)驅(qū)效果的影響。

3.1 滲透率級(jí)差的影響

根據(jù)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，分析滲透率級(jí)差與噸聚增油量間關(guān)系，由圖8可以看出，隨著滲透率級(jí)差增大，噸聚增油量越大，調(diào)驅(qū)效果越好。

圖8 滲透率級(jí)差與噸聚增油量關(guān)系

3.2 注入井距邊水距離的影響

分析注入井距邊水距離與噸聚增油量間關(guān)系，結(jié)果表明，注入井距離邊水越遠(yuǎn)，噸聚增油量越大，調(diào)驅(qū)效果越好（圖9）。

圖9 邊水距離與噸聚增油量關(guān)系

3.3 注入井地層原油黏度的影響

建立不同注入井地層原油黏度與噸聚增油量間關(guān)系（圖10），可以看出，隨著注入井地層原油黏度增大，調(diào)驅(qū)效果變好；當(dāng)黏度大于某一值時(shí)，效果變差。對(duì)于N油田來(lái)說(shuō)，黏度為100～200 mPa·s時(shí)調(diào)驅(qū)效果較好，當(dāng)黏度大于300 mPa·s時(shí)則調(diào)驅(qū)效果變差。

圖10 原油黏度與噸聚增油量關(guān)系

3.4 注水井與周圍油井連通性影響分析

由表1可以看出，注水井組周圍連通油井?dāng)?shù)量越多，與周圍油井連通性好的注水井組增油量較好，反之較差。注水井與周圍油井連通性好，那么注水井可通過(guò)弱凝膠調(diào)驅(qū)提高低滲透儲(chǔ)層注入量，進(jìn)一步增加周圍油井低滲儲(chǔ)層波及面積，提高驅(qū)油效果；注水井與周圍油井連通性差或者不連通，注入流體無(wú)法驅(qū)替油井對(duì)應(yīng)產(chǎn)層，則無(wú)法提高波及面積，達(dá)不到驅(qū)油效果。

3.5 注入濃度和黏度的影響

對(duì)比A21井組兩個(gè)調(diào)驅(qū)輪次間注入體濃度和黏度差異，第一輪注入體濃度為3 500 mg/L，黏度為400 mPa·s；第二輪注入濃度為2 500 mg/L，黏度為100 mPa·s。通過(guò)建立霍爾曲線，第一輪注入后阻力系數(shù)為2.0，第二輪注入后阻力系數(shù)為1.1，第一輪效果明顯好于第二輪。

當(dāng)聚合物濃度低于一定值時(shí)，聚合物與交聯(lián)劑反應(yīng)速度慢或者基本不成膠，達(dá)不到調(diào)驅(qū)效果；當(dāng)聚合物濃度高于一定值時(shí)，聚合物會(huì)與交聯(lián)劑發(fā)生反應(yīng)生成凝膠，并提高凝膠體系的黏度。隨著聚合物濃度的增加，凝膠反應(yīng)速度加快，調(diào)驅(qū)效果更好。

表1 渤海N油田5口注水井與油井連通關(guān)系及增油量統(tǒng)計(jì)

3.6 注入時(shí)機(jī)與注入速度的影響

稠油油田進(jìn)入中高含水階段時(shí)，早期高滲水流通道還未完全形成，調(diào)剖劑注入高滲層時(shí)受到注入水稀釋作用較小，對(duì)凝膠穩(wěn)定性影響較小，調(diào)驅(qū)效果較好。高含水階段時(shí)，高滲水流通道完全形成，高滲層含水較高，調(diào)剖劑受到注入水稀釋作用較強(qiáng)，會(huì)影響凝膠濃度、黏度和穩(wěn)定性，調(diào)驅(qū)效果將受到一定影響。

表1顯示，A21井組和A24井組周圍受效油井?dāng)?shù)和調(diào)驅(qū)時(shí)井組含水率基本相同，但注入速度存在較大差別。A21井平均日注聚量190 m3，A24井平均日注聚量400 m3，通過(guò)表中增油量可以看出，A21井組調(diào)驅(qū)效果好于A24井組，說(shuō)明注入速度慢，則調(diào)驅(qū)效果好。

4 結(jié)論

（1）本文根據(jù)渤海稠油油田弱凝膠調(diào)驅(qū)試驗(yàn)開(kāi)發(fā)效果，建立了適合渤海稠油油田弱凝膠調(diào)驅(qū)評(píng)價(jià)方法體系，并根據(jù)該方法對(duì)渤海N油田調(diào)驅(qū)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。

（2）通過(guò)對(duì)比N油田已實(shí)施的5個(gè)弱凝膠調(diào)驅(qū)試驗(yàn)井組的開(kāi)發(fā)效果，總結(jié)了影響弱凝膠調(diào)驅(qū)效果的主要因素為：滲透率級(jí)差、注水井距邊水距離、注入井地層原油黏度、注水井與周圍油井連通性、注入濃度和黏度、注入時(shí)機(jī)和注入速度，并根據(jù)礦場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果分析了不同因素對(duì)弱凝膠調(diào)驅(qū)效果的影響程度。