特高含水油藏開發(fā)后期剩余油精準(zhǔn)挖潛技術(shù)

李石權(quán)，范莉紅，鄧彩云，任瑞峰，魏祥華，盧旭寧

(中國(guó)石化中原油田分公司采油一廠，河南濮陽(yáng) 457001)

文中油田“老三塊”位于東濮凹陷中央隆起帶文留構(gòu)造中部，包括油藏特征相近、構(gòu)造上相對(duì)獨(dú)立的文10、文15以及文25東3個(gè)區(qū)塊，屬中滲復(fù)雜斷塊油藏[1]，石油地質(zhì)儲(chǔ)量為2 083×104t，標(biāo)定采收率48.18%，可采儲(chǔ)量1 003.59×104t。2014年底，文中油田“老三塊”采出程度已達(dá)44.01%，綜合含水高達(dá)95.21%，已進(jìn)入高采出、特高含水開發(fā)后期，剩余油分布特征和影響因素復(fù)雜。一方面剩余油受沉積微相、層內(nèi)夾層分布規(guī)模與展布狀況等地質(zhì)因素控制；另一方面剩余油受平面與層間長(zhǎng)期注采調(diào)整的工程因素影響；此外，剩余油的分布還受到研究手段和研究精度、深度不夠的影響[2]。因此，目前剩余油分布高度零散，分布特征的準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)和描述難度很大。隨著開發(fā)程度的深入，原有意義上的“精細(xì)開發(fā)”無(wú)論是油藏的認(rèn)識(shí)精度、描述手段還是工藝技術(shù)手段均難以滿足進(jìn)一步提高水驅(qū)采收率的需要，因此，迫切需要對(duì)水驅(qū)開發(fā)潛力再認(rèn)識(shí)，搞清剩余油分布規(guī)律，提出切實(shí)可行的開發(fā)技術(shù)政策，實(shí)現(xiàn)區(qū)塊穩(wěn)產(chǎn)，最終達(dá)到提高文中油田采收率的目的。

1 剩余油潛力分析

1.1 水淹層測(cè)井二次解釋結(jié)果定性分析[1-3]

為了明確水淹層(尤其是厚油層)的剩余油潛力，進(jìn)行了測(cè)井二次解釋，結(jié)果表明，籠統(tǒng)解釋為一級(jí)水淹的厚油層(圖1)，測(cè)井二次解釋后層內(nèi)還存在中水淹、弱水淹以及未水淹層段(圖2)。另外，對(duì)歷史上連續(xù)的剩余油監(jiān)測(cè)資料跟蹤對(duì)比，強(qiáng)化了層間和層內(nèi)剩余油認(rèn)識(shí)。文中油田“老三塊”水淹層測(cè)井二次解釋結(jié)果見表1，從表中數(shù)據(jù)可以看出，厚油層內(nèi)中—弱水淹段及未水淹段是韻律挖潛與提高采收率的主要儲(chǔ)量基礎(chǔ)。

圖2 Y井5號(hào)層剩余油細(xì)分解釋結(jié)果Fig.2 Detailed explanation of residual oil of well Y (5#)

表1 文中油田“老三塊”水淹層測(cè)井二次解釋結(jié)果統(tǒng)計(jì)Table 1 Secondary logging interpretation of waterflooded intervals in Wenzhong oilfield

1.2 油水兩相相對(duì)滲透率曲線法定量分析[4-6]

利用文中油田“老三塊”油藏天然巖心，在模擬地層溫度下，室內(nèi)測(cè)定油水平均相對(duì)滲透率曲線(圖3)，束縛水飽和度為28.2%，殘余油飽和度為24.8%，由公式(1)可求出原始含油飽和度為71.8%，由公式(2)可求出水驅(qū)油效率為65.5%。

Soi=1-Swi

(1)

(2)

式中Soi——原始含油飽和度，%；

Swi——束縛水飽和度，%；

Sor——?dú)堄嘤惋柡投龋?；

Ed——水驅(qū)油效率，%。

圖3 油藏平均油水相對(duì)滲透率曲線Fig.3 The relative permeability curves of average oil and water

(3)

Er=Ed×Cr

(4)

式中Cr——注水波及體積系數(shù)，無(wú)量綱；

fw——含水率，%；

Er——采收率，%。

依據(jù)注水波及體積系數(shù)與含水率的關(guān)系(式(3))，當(dāng)油藏含水率為98%、注水波及系數(shù)達(dá)到90%時(shí)，可計(jì)算出水驅(qū)采收率為59.0%，計(jì)算剩余可采儲(chǔ)量可達(dá)312.24×104t。從計(jì)算結(jié)果可以看出：文中油田“老三塊”油藏剩余油儲(chǔ)量較大，必須進(jìn)行深入認(rèn)識(shí)與刻畫，如果采用新工藝、新技術(shù)進(jìn)一步提高注入水的波及系數(shù)，“老三塊”油藏的采收率可以進(jìn)一步提高。

2 剩余油分布特征精細(xì)研究

2.1 儲(chǔ)層精細(xì)劃分[7]

針對(duì)文中油田“老三塊”的地質(zhì)特點(diǎn)，本次研究選用了平均孔隙度、平均滲透率、有效厚度、儲(chǔ)能系數(shù)、地層系數(shù)以及流動(dòng)帶指數(shù)6個(gè)指標(biāo)從不同側(cè)面對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)評(píng)價(jià)，確定了文中油田儲(chǔ)層分類評(píng)價(jià)各參數(shù)的下限值。平均孔隙度和平均滲透率來(lái)源于儲(chǔ)層測(cè)井解釋成果庫(kù)。儲(chǔ)能系數(shù)反應(yīng)儲(chǔ)集層的儲(chǔ)集能力，用孔隙度Ф和有效厚度H的乘積來(lái)計(jì)算。儲(chǔ)能系數(shù)越大，相應(yīng)儲(chǔ)層的存儲(chǔ)能力也就越大。地層系數(shù)反應(yīng)儲(chǔ)集層的生產(chǎn)能力，用滲透率Κ和有效厚度H的乘積來(lái)計(jì)算。地層系數(shù)越大，油井的單井產(chǎn)量也就越高。流動(dòng)帶指數(shù)FZI是一個(gè)能夠表征儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)特征的參數(shù)，其數(shù)學(xué)表達(dá)式如下：

(5)

式中 Ф——孔隙度，%；

Κ——滲透率，mD；

利用評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合測(cè)井二次解釋成果對(duì)文中油田非取心井鉆遇的各小層進(jìn)行了系統(tǒng)評(píng)價(jià)，將儲(chǔ)層劃分為一、二、三類。

表2 文中油田主力區(qū)塊小層分類指標(biāo)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 2 The evaluation standard of small layer classification for main block in Wenzhong oilfield

表3 文中油田主力區(qū)塊小層綜合評(píng)價(jià)匯總Table 3 The comprehensive evaluation summary of small layer for main block in Wenzhong oilfield

由評(píng)價(jià)結(jié)果可以看出，從剖面上看，一類層有33個(gè)，儲(chǔ)量為1 242.1×104t，占總儲(chǔ)量的58.49%，平面上含油面積大，縱向上油層厚度大；二類層有38個(gè)，儲(chǔ)量為597.9×104t，占總儲(chǔ)量的28.15%，平面上含油面積較大，油層鉆遇率一般小于70%；三類層有40個(gè)，儲(chǔ)量為283.7×104t，占總儲(chǔ)量的13.36%，主要分布在文25塊沙二下21、沙二下33和沙二下44，文15塊沙三上23、沙三上31和沙三上43。

2.2 剩余油分布研究

文中油田“老三塊”剩余油分布具有“普遍存在，局部富集”的特點(diǎn)。如圖4所示，通過(guò)一類層和三類層巖心的剩余油飽和度分布頻率可以看出，一類層和三類層巖心的剩余油飽和度在20%～50%之間，表明一類層和三類層中的剩余油“普遍存在”；一類層剩余油形成的主要原因是一類層層內(nèi)夾層影響，三類層剩余油形成的主要原因是層間非均質(zhì)影響。

依據(jù)測(cè)井二次解釋成果對(duì)文中油田“老三塊”油藏的厚油層進(jìn)行精細(xì)刻畫(表4)，發(fā)現(xiàn)共有51個(gè)“局部富集”是指“老三塊”油藏的二類層由于構(gòu)造復(fù)雜、斷層遮擋及井網(wǎng)損壞導(dǎo)致注入水難以波及形成平面剩余油，或者由于層間非均質(zhì)性嚴(yán)重，層內(nèi)物性相對(duì)較差的儲(chǔ)量動(dòng)用程度較低而形成的層間剩余油?！熬植扛患钡氖Ｓ嘤头植贾饕愋鸵姳?，其中以層間干擾型和斷層遮擋型剩余油為主(圖5、圖6)，分別占總剩余可采儲(chǔ)量的36.2%和27.6%。

韻律層，仍有39.8%的厚度存在大量剩余油，厚油層內(nèi)剩余油可采儲(chǔ)量為104.6×104t。如果采用新工藝、新方法進(jìn)一步擴(kuò)大水驅(qū)波及體積，實(shí)現(xiàn)油藏深度水驅(qū)，文中油田“老三塊”油藏厚油層內(nèi)采收率可以提高5%。

圖4 文中油田“老三塊”層內(nèi)剩余油飽和度分布頻率統(tǒng)計(jì)Fig.4 The frequency of residual oil saturation distribution of intervals in Wenzhong oilfield

表4 文中油田“老三塊”厚油層內(nèi)剩余潛力分析Table 4 Potential of remaining oil of thick intervals in Wenzhong oilfield

表5 文中油田“老三塊”剩余油分布狀況Table 5 Residual oil saturation distribution in Wenzhong oilfield

圖6 文10塊層間干擾形成的剩余油Fig.6 The inter-layer interference residual oil of block Wen-10

3 高含水期剩余油挖潛技術(shù)

依據(jù)“老三塊”油藏剩余油“普遍存在，局部富集”的基本特征，以分類儲(chǔ)層中剩余油分布規(guī)律為基礎(chǔ)，以井組為單元，制定相應(yīng)的開發(fā)政策、匹配相應(yīng)的井網(wǎng)井距、注水壓力、注水強(qiáng)度、采液指數(shù)、生產(chǎn)壓差等開發(fā)參數(shù)進(jìn)行提高采收率礦場(chǎng)實(shí)踐[8-10]。

3.1 恢復(fù)完善一類層注采井網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)韻律挖潛

根據(jù)一類層剩余油潛力分布狀況、夾層分布狀況及現(xiàn)有井網(wǎng)狀況，通過(guò)轉(zhuǎn)注、大修恢復(fù)注采井點(diǎn)，同時(shí)依據(jù)井組內(nèi)含水率的變化規(guī)律，適當(dāng)抽稀井網(wǎng)，拉大注采井距，以井組為單元，重建一類層井網(wǎng)。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)油井換大泵、鉆塞歸位、泵加深等技術(shù)手段，放大生產(chǎn)壓差，合理提高厚油層采液速度；采用注水井調(diào)剖(驅(qū))、油井化學(xué)堵水啟動(dòng)韻律性厚油層低滲部位，特別針對(duì)帶夾層厚油層，利用夾層封堵高含水層，通過(guò)選擇性射孔減小層內(nèi)干擾。

表6 文中油田“老三塊”分類儲(chǔ)層開發(fā)對(duì)策Table 6 Tapped way of classified intervals in Wenzhong oilfield

3.2 提高次級(jí)二類層水驅(qū)動(dòng)用程度

依據(jù)文中油田二類層局部水淹嚴(yán)重的基本特征，依靠細(xì)分技術(shù)，對(duì)二類層進(jìn)一步細(xì)分為二類層和次級(jí)二類層，充分挖掘次級(jí)二類層潛力。通過(guò)大修、轉(zhuǎn)注、補(bǔ)孔，進(jìn)一步完善注采井網(wǎng)，對(duì)剩余油相對(duì)富集區(qū)調(diào)整水驅(qū)方向；通過(guò)水井分注、調(diào)配和油井對(duì)應(yīng)補(bǔ)孔、堵水，精細(xì)層間調(diào)整，對(duì)注水困難的差層井組，縮小層間級(jí)差，配套高壓分注，實(shí)現(xiàn)水驅(qū)動(dòng)用，改善注水開發(fā)效果。

3.3 強(qiáng)化注水，實(shí)現(xiàn)三類層單注單采

針對(duì)“老三塊”油藏三類儲(chǔ)層平面上連片分布和層間疊合性較差的基本特征，通過(guò)多級(jí)段分注、下4寸套等方法，建立單注單采三類層注采井網(wǎng)；通過(guò)增壓、增注等手段，提高三類層注水能力；油井采用進(jìn)罐單拉，減小生產(chǎn)回壓，匹配合理的泵徑、沖程、沖次和沉沒度等生產(chǎn)參數(shù)，盡最大可能放大生產(chǎn)壓差，提高油井生產(chǎn)能力。

4 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果

將研究成果應(yīng)用于礦場(chǎng)實(shí)踐，三年來(lái)實(shí)施分類儲(chǔ)層挖潛工作量152井次，文中油田“老三塊”油藏日產(chǎn)油穩(wěn)定在230.0 t/d左右，含水穩(wěn)定在95.0%左右，自然遞減控制在10.0%以內(nèi)，水驅(qū)控制和動(dòng)用程度分別提高7.21%和3.85%，采收率提高了1.5%。3年來(lái)累計(jì)增油量5.33×104t，累計(jì)創(chuàng)直接經(jīng)濟(jì)效益25 520×104元，投入費(fèi)用16 302×104元，投入產(chǎn)出比為1∶1.57。

5 結(jié)論

(1)文中油田“老三塊”油藏高含水開發(fā)后期剩余油潛力依然較大，通過(guò)油水兩相相對(duì)滲透率曲線法分別計(jì)算的剩余油可采儲(chǔ)量為312.24×104t。

(2)水淹層測(cè)井二次解釋及分類儲(chǔ)層精細(xì)劃分結(jié)果表明，文中油田“老三塊”油藏高含水期剩余油呈現(xiàn)“普遍存在，局部富集”的基本特征，各類儲(chǔ)層剩余油分布差異大。

(3)礦場(chǎng)應(yīng)用效果表明采用分類對(duì)待的系統(tǒng)性增產(chǎn)工藝方法可以保證“老三塊”油藏持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)，3年來(lái)采收率提高了1.5%，投入產(chǎn)出比為1∶1.57。