陳堡油田泰州組水平井儲層物性及水淹規(guī)律研究

張順康，屈 宏，孫東升，唐 韻

(中國石化江蘇油田勘探開發(fā)研究院，江蘇 揚(yáng)州 225009)

陳堡油田泰州組(K2t13)層系為厚層塊狀邊底水油藏，1997年投入開發(fā)，依靠天然能量逐層上返的方式開采，采用水平井與常規(guī)井組合的方式進(jìn)行開發(fā)。目前該油藏已進(jìn)入高含水階段，水平井普遍水淹。受儲層物性的影響，不同的水平井在水淹規(guī)律方面存在較大差異。為了明確不同水平井的水淹規(guī)律[1]，確定其潛力層段，制定合理的水平井治理對策，在研究水平井水平段儲層物性分布特征的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步結(jié)合油藏數(shù)值模擬技術(shù)，開展了水平井剩余油及水淹規(guī)律研究，提出了不同水平井的治理對策。

1 水平井水平段物性特征

根據(jù)區(qū)域背景資料，結(jié)合其他相標(biāo)志研究，認(rèn)為陳堡油田K2t13油藏為扇三角洲平原亞相沉積[2]，發(fā)育水下分流河道-陡坡、水下分流河道-緩坡、河口壩、間灣泥巖等微相，從示蹤劑以及油水井生產(chǎn)動態(tài)來看，儲層平面非均質(zhì)性較強(qiáng)。對水平井水平段的儲層物性進(jìn)行研究分析表明[3]，該油藏水平井水平段滲透率的分布可分為三類：均勻型、兩段式和多段式。

(1)均勻型：水平井穿過同一小層相似部位或穿過物性相近的不同小層，滲透率變化不大。一般位于分支河道內(nèi)，電性曲線相對穩(wěn)定，儲層橫向變化小。如陳3平2井水平段鉆遇K2t13-8a-K2t3-8b，其中K2t13-8a滲透率和K2t13-8b相當(dāng)(見圖1)。

圖1 陳3平2井水平段滲透率分布

(2)兩段式：水平井穿過：①同一小層同一相帶物性有差異的不同部位，陳3平15井水平段均在K2t13-4a的辮狀水道中，但滲透率因物性差異而不同；②同一小層不同相帶，陳3平15水平段穿過K2t13-1a的辮狀水道和次級水道邊緣，滲透率呈兩段式(見圖2)；③穿過物性有差異的不同小層，陳3平3井水平段穿過K2t13-8a-K2t13-8b，滲透率呈兩段式(見圖3)。此類情況的水平段一般位于河道邊部，測井曲線為階梯狀，儲層橫向存在變化。

圖2 陳3平15井水平段滲透率分布

圖3 陳3平3井水平段滲透率分布

(3)多段式：大多數(shù)水平井是多段式(見圖4)，如陳3平21井明顯看出滲透率呈三段式，多段式原因比較復(fù)雜：①穿過不同小層；②穿過同一小層的不同相帶；③穿過同一小層內(nèi)同相帶平面滲透率有差異區(qū)域；④穿過小層的垂向位置不同(貼近小層頂?shù)诐B透率偏小)；⑤由于軌跡原因引起的(貼近隔夾層或距斷層較近)。此類水平段一般鉆遇多條或多期分支道，測井曲線呈跳躍狀，儲層橫向變化快。

圖4 陳3平21井水平段滲透率分布

需要說明的是，上述三種水平井水平段在層頂?shù)撞炕驃A層里鉆進(jìn)時，鉆遇地層滲透率并不能反映儲層的真實(shí)滲透率，同時也會出現(xiàn)某些位置滲透率異常的情況。

2 水平井水淹規(guī)律

2.1 水平井水淹規(guī)律

根據(jù)陳堡油田K2t13油藏構(gòu)造特征和儲層物性特征(見圖5)，建立概念模型，研究不同儲層物性條件下水平井的水淹規(guī)律。模型地質(zhì)參數(shù)如下：地層頂深2 000 m，平面滲透率300×10-3μm2，巖石壓縮系數(shù)3.53×10-5MPa-1，孔隙度0.25，原始地層壓力20 MPa，水壓縮系數(shù)4.75×10-4MPa-1，原油黏度10 mPa·s，水黏度0.43mPa·s，模擬時依靠天然能量開發(fā)，水平井日產(chǎn)液30 m3/d，模型計算到含水95%結(jié)束。

根據(jù)水平井的儲層物性分布規(guī)律，建立三種概念模型，如圖5所示。在保持模型平均滲透率相同(300×10-3μm2)的情況下，分別模擬不同類型水平井含水上升規(guī)律。其中均勻型水平井水平段穿過滲透率為300×10-3μm2的儲層，如圖5(a)所示；兩段式水平井水平段穿過滲透率分別為150×10-3μm2和300×10-3μm2的儲層，如圖5(b)所示；三段式水平井水平段穿過滲透率為(150，300，450)×10-3μm2的儲層，如圖5(c)所示。

圖5 水平井水平段物性分布模式

2.1.1 均勻型水平井水淹規(guī)律

模擬結(jié)果表明：這種類型水平井無水采油期長，為主要采油期，占累產(chǎn)量的50%左右，水平井生產(chǎn)過程中水線推進(jìn)均勻，見水后含水上升較快，高含水期含水上升減緩，高含水后生產(chǎn)潛力小,水淹模式為線狀見水整體水淹模式[4]，如圖6(a)所示。

2.1.2 兩段式水平井水淹規(guī)律

模擬結(jié)果表明：這種類型水平井在低含水期與高含水期含水上升較緩，中高含水期含水上升較快，無水采油期較短，主要采油期為無水與中低含水期，占累產(chǎn)量的60%左右，水平井生產(chǎn)過程中水線推進(jìn)不均勻，油井高含水后具備一定的挖潛潛力,水淹模式為點(diǎn)狀見水整體水淹模式[3]，如圖6(b)所示。

2.1.3 三段式水平井水淹規(guī)律

模擬結(jié)果表明：這種類型的水平井無水采油期短或沒有，中低含水期較短、含水上升較快，主要產(chǎn)油期為中高含水期及特高含水期，占油井累產(chǎn)量的60%以上，水平井生產(chǎn)過程中水線推進(jìn)不均勻，油井高含水后具備較大的挖潛潛力，水淹模式為點(diǎn)狀見水局部水淹模式[3]，如圖6(c)所示。

圖6 不同水平井水淹狀況

陳堡油田K2t13油藏實(shí)際水平井的生產(chǎn)動態(tài)也驗(yàn)證了上述規(guī)律。

目前，陳3平2、陳3平15和陳3平21井均處于高含水階段，如圖7所示。陳3平2井水平段物性分布較均勻，屬均勻型(見圖1)，該井無水采油期較長，低含水期(含水<20%)累產(chǎn)油達(dá)到5.8×104t，占該井累積產(chǎn)油的52.7%；陳3平15井屬于兩段式(見圖2)，該井也有一定的無水采油期，但時間較短，中低含水期累產(chǎn)油達(dá)到2.1×104t，占目前該井累積產(chǎn)油的66.6%；而陳3平21井屬于三段式(見圖4)，該井投產(chǎn)即見水，見水后含水上升較快，進(jìn)入中高含水階段(含水>60%)以來累產(chǎn)油達(dá)到0.66×104t，占該井累積產(chǎn)油的54.5%。

圖7 水平井生產(chǎn)情況統(tǒng)計

2.2 儲層非均質(zhì)性對水平井水淹規(guī)律的影響

之所以將水平井分成均勻型、兩段式和多段式，本質(zhì)上是由于水平井水平段鉆遇的儲層形成了不同的非均質(zhì)性[5]。為此，進(jìn)一步結(jié)合數(shù)值模擬[6]研究了儲層非均質(zhì)性對水平井水淹規(guī)律的影響。設(shè)定在保持模型平均滲透率不變的情況下，水平井水平段穿過不同非均質(zhì)性的網(wǎng)格(對應(yīng)的洛倫茲系數(shù)[7]不同)，模擬計算出的水淹狀況如圖8所示。數(shù)值模擬研究結(jié)果表明：當(dāng)洛倫茲系數(shù)小于0.3時，水平井水淹模式為線狀見水整體水淹；當(dāng)洛倫茲系數(shù)在0.3～0.7時，水平井水淹模式為點(diǎn)狀見水整體水淹；當(dāng)洛倫茲系數(shù)大于0.7時，水平井水淹模式為點(diǎn)狀見水局部水淹。

圖8 不同洛倫茲系數(shù)條件下對應(yīng)的水淹狀況

2.3 水平井治理技術(shù)對策

(1)均勻型水平井：均勻型水平井在高含水階段整體動用程度較高，水平段普遍水淹。該類水平井儲層物性較好，在高含水階段的治理對策主要是通過放大生產(chǎn)壓差和提高液量，后期可考慮轉(zhuǎn)換開發(fā)方式，實(shí)施三次采油。

(2)兩段式水平井和多段式水平井：受儲層物性影響，兩段式水平井、多段式水平井的水平段動用狀況均存在較大差異，在高含水階段水平段高滲段動用程度高，低滲段動用差或沒有動，治理時針對高滲透段可采用卡堵水手段，有效啟動低滲透段。此外，還可結(jié)合直井調(diào)補(bǔ)層、注水等實(shí)施流場調(diào)整來動用低滲段。

3 現(xiàn)場應(yīng)用

根據(jù)前文研究成果，對陳堡油田K2t13油藏部分水平井開展了綜合調(diào)整實(shí)踐。如陳3平15井，結(jié)合儲層物性分布(如圖2所示)和水淹規(guī)律研究結(jié)果，認(rèn)為該水平井的水淹模式為點(diǎn)狀見水整體水淹，其趾端儲層物性較差，動用程度較低。為此，在2017年下半年對其趾端附近陳檢1井實(shí)施補(bǔ)層措施，同時對趾端附近的水井進(jìn)行補(bǔ)層注水實(shí)施流場調(diào)整。實(shí)施以后日產(chǎn)油7.5 t，含水72.4%，日增油超過了5 t，取得了較好的調(diào)整效果。

4 結(jié)論

(1)根據(jù)陳堡油田K2t13油藏水平井水平段的儲層物性分布特征，將水平井分為三種類型：均勻型、兩段式和多段式。

(2)結(jié)合油藏數(shù)值模擬，對不同類型水平井的水淹規(guī)律進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，均勻型水平井水淹規(guī)律表現(xiàn)為線狀見水整體水淹模式，兩段式水平井水淹規(guī)律表現(xiàn)為點(diǎn)狀見水整體水淹模式，多段式水平井水淹規(guī)律表現(xiàn)為點(diǎn)狀見水局部水淹模式。

(3)在確定不同類型水平井水淹規(guī)律的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提出了相應(yīng)的治理技術(shù)對策，有效指導(dǎo)了現(xiàn)場實(shí)際應(yīng)用。