大慶喇薩杏油田特高含水期油藏開發(fā)調整對策

(中石油大慶油田有限責任公司勘探開發(fā)研究院,黑龍江 大慶 163712)

大慶喇薩杏油田過渡帶地區(qū)由北向南儲層沉積類型、油層厚度、儲層物性、原油黏度差異大。從開發(fā)現(xiàn)狀看，各區(qū)塊的投產時間、井網形式和井距大小不一。目前過渡帶地區(qū)整體進入特高含水期，進一步挖潛難度大，如何客觀評價過渡帶地區(qū)各區(qū)塊的開發(fā)效果，尋找潛力調整區(qū)塊，明確調整方式和落實調整潛力，對于老油田穩(wěn)產來說具有重要意義。

1 開發(fā)效果評價方法

模糊綜合評價方法是一種基于模糊數(shù)學的綜合評價方法，該方法在油田開發(fā)效果多指標綜合評價中應用比較廣泛[1～4]，筆者采用該方法對過渡帶各區(qū)塊進行開發(fā)效果評價。

1.1 確定評判對象和評價指標集U

按照合理性、獨立性和可操作性的指標選取原則，針對過渡帶地質特點和開發(fā)現(xiàn)狀，建立了過渡帶地區(qū)地質和開發(fā)指標評價體系。地質分類評價指標體系包括4個方面：構造特征(斷層密度、地層傾角)、沉積特征(砂巖厚度、砂巖鉆遇率、河道砂鉆遇率)、物性特征(滲透率、孔隙度、滲透率變異系數(shù))、流體特征(原油黏度、極限驅油效率、油水同層比例)。開發(fā)分類評價指標體系也包括4個方面：注采系統(tǒng)(水驅控制程度、井距變異系數(shù)、油水井利用率、油水井數(shù)比、細分注水跨度)、壓力系統(tǒng)(油井流壓、水井流壓、地層壓力)、注水效果(存水率、水驅指數(shù)、吸水厚度比例)、開發(fā)效果(含水上升率)。

1.2 確定權重系數(shù)集W

各項指標對評價結果的影響程度用權重系數(shù)來表示，其影響程度不一。筆者采用層次分析法[1]確定各項指標的權重大小, 把評價因素排成一個判斷矩陣，根據(jù)各因素的重要程度兩兩比較來確定矩陣中的元素值,計算判斷矩陣的最大特征根和對應的特征向量。這個特征向量就是所要求的因素權重系數(shù)，地質與開發(fā)評價因素權重系數(shù)見表1。

1.3 確定開發(fā)指標評語集V

各項地質與開發(fā)指標總體上分為2類：①對開發(fā)效果具有單調性影響的指標，如水驅控制程度越大最終采收率越高、滲透率變異系數(shù)越小最終采收率越高，該類指標可以根據(jù)其統(tǒng)計分布規(guī)律來建立評價標準；②指標在某一具體值時開發(fā)效果最差或最好，即在油藏工程方法中存在合理值的評價指標，如油水井數(shù)比，該類指標可以按照指標值與合理值的差值統(tǒng)計分布規(guī)律來建立評價標準。

按以上方法，根據(jù)指標值x在評價標準a0和a5之間的位置，建立各指標的5級評價標準：好[a0～a1)、較好[a1～a2)、中等[a2～a3)、較差[a3～a4)、差[a4～a5]。

表1 地質與開發(fā)指標權重系數(shù)

1.4 隸屬度函數(shù)

隸屬度函數(shù)采用嶺型分布函數(shù)表示[4]，具體為：

(1)

其中：

對于開發(fā)效果呈正相關性的因素來說，單因素評價向量為：

R(x)=(r5(x),r4(x),r3(x),r2(x),r1(x))

對于開發(fā)效果呈負相關性的因素來說，單因素評價向量為：

R(x)=(r1(x),r2(x),r3(x),r4(x),r5(x))

1.5 模糊變換與評價

根據(jù)各評價指標ui確定與對應評語vj的隸屬度rij，構成評價矩陣R=(rij)m×n，然后通過模糊變換Y=W⊕R，依據(jù)最大隸屬度原則確定評價結果[1]。對于二級模糊綜合評價，要在初級評判結果的基礎上進行二級綜合評判，步驟與一級評價相同。

2 評價結果分析與開發(fā)調整對策

2.1 評價結果分析

表2 評價結果分類統(tǒng)計表

為了反映過渡帶地區(qū)儲層物性和井網類型變化特點，將過渡帶地區(qū)細分成45個區(qū)塊，利用上述模糊綜合評價方法對過渡帶地區(qū)的各區(qū)塊地質與開發(fā)指標進行了評價，結果見表2。由于過渡帶地區(qū)儲層物性和流體性質整體較差，因此地質評價分類結果中沒有一類區(qū)塊。影響開發(fā)效果的外因是各類開發(fā)措施，而內因是油層的地質因素，油田各項開發(fā)指標只是這種綜合影響的外在反映。開發(fā)評價結果分類級別高于或等于地質分類級別時，反映出這些區(qū)塊取得了較好的開發(fā)效果；反之，這類區(qū)塊的開發(fā)效果還有進一步改善的空間。地質四類區(qū)塊儲層物性差，常規(guī)開發(fā)條件下油層難以充分動用，這兩大類區(qū)塊是開發(fā)調整的重點。

2.2 開發(fā)調整對策

通過對重點調整區(qū)塊的地質與開發(fā)指標分析，過渡帶地區(qū)主要存在3個方面的問題：一是水驅控制程度低于85%的區(qū)塊，由于井距偏大、吸水厚度比例低導致油層動用程度差；二是水驅控制程度高于85%的區(qū)塊，由于調整井射開的目的層物性差，各套井網注采關系完善程度低，導致局部區(qū)域油層動用程度差；三是地質上屬于四類的薄差層區(qū)塊，需要進行儲層物性改造以改善開發(fā)效果。大慶油田在以往的加密、層系互補和儲層改造措施中取得了較好的效果和認識[5～7]，筆者針對潛力調整區(qū)塊存在的問題，制定了過渡帶地區(qū)開發(fā)調整流程，確定了6項不同優(yōu)先級別的調整對策，具體流程見圖1。

圖1 開發(fā)調整方式流程

3 主要調整界限

每種調整方式都是針對油田開發(fā)中存在的最突出問題而提出：層系調整針對層間干擾嚴重問題；加密調整針對注采井距過大問題；層系互補針對多向連通比例偏低問題；儲層改造針對儲層物性太差問題；注采調整針對油水井數(shù)比不合理問題；開發(fā)調整方式流程的關鍵是合理確定各類調整方式的界限值作為調整依據(jù)。筆者就層系細分調整、井網加密調整和層系互補調整等3種方式給出了其主要調整界限的制定依據(jù)。儲層改造和注采調整方面現(xiàn)場應用經驗成熟，可參考相關文獻[8,9]。

圖2 層間滲透率變異系數(shù)與采收率關系

3.1 層系細分重組調整界限

大慶油田屬于陸相多層砂巖油田，垂向上儲層物性差異大，大段開發(fā)時層間干擾現(xiàn)象嚴重。利用數(shù)值模擬技術研究了不同滲透率變異系數(shù)與最終采收率的關系，組合層段的滲透率變異系數(shù)越小，最終采收率越高(見圖2)。滲透率變異系數(shù)在0.7～0.8時，進一步減小滲透率變異系數(shù)，采收率提高幅度減小。從大慶油田的實際情況來看，組合層系內的滲透率變異系數(shù)一般都小于1，純油區(qū)試驗區(qū)井網重組后的滲透率變異系數(shù)在0.75左右[10]，因此滲透率變異系數(shù)界限值取0.75。

3.2 加密注采井距界限

從過渡帶地區(qū)實際區(qū)塊的薄差層動用比例與注采井距的統(tǒng)計關系可以看出，薄差油層動用比例達到80%時，注采井距應控制在175m以內(見圖3)；根據(jù)過渡帶地區(qū)的不同井距與采收率關系曲線來看，注采井距越小，采出程度越大，注采井距小于125m后進一步加密時采收率提高幅度很小(見圖4)。因此過渡帶地區(qū)合理井距范圍應在125～175m。

圖3 薄差油層動用比例與注采井距的關系 圖4 注采井距與采收率關系

3.3 層系互補調整界限

對于注采井距過大，但厚度無法滿足加密條件的區(qū)塊，存在2套井網以上的可以采用層系互補方式完善單砂體注采關系，提高水驅控制程度，進一步提高采收率。

建立了4組不同連通方向和連通方式的數(shù)值模型(見圖5)，以此為基礎進行補孔界限研究。根據(jù)計算結果，單向連通、兩向連通A、兩向連通B和三向連通模型補孔后可分別提高采收率7.8%、4.8%、4.4%和2.5%，補孔潛力主要位于連通方向小于3個的注采不完善區(qū)域。單向連通時，對角補孔效果最為明顯(見圖6)，可見單向連通時對角水井區(qū)域是優(yōu)先補孔潛力區(qū)。

4 現(xiàn)場應用效果

依據(jù)過渡帶地區(qū)開發(fā)調整方式流程圖和開發(fā)調整界限值，參考各區(qū)塊的物性參數(shù)和井網特征，篩選出了大慶油田過渡帶地區(qū)的潛力調整區(qū)塊，并制定了各區(qū)塊的調整方式。由于過渡帶地區(qū)油層發(fā)育層數(shù)少，厚度較薄，低油價下沒有井網重組的潛力。水驅井網加密潛力區(qū)塊3個，井網綜合利用潛力區(qū)塊8個，注采系統(tǒng)調整潛力區(qū)塊2個，儲層改造潛力區(qū)塊5個，其他區(qū)塊采用常規(guī)調整方式。已實施的區(qū)塊取得了較好的開發(fā)效果：薩北過渡帶井網加密試驗區(qū)調整后多向連通比例增加20.5‰，采收率提高2.2‰；薩北過渡帶一二條帶基礎井和一次加密井層系互補后多向連通比例增加18.1‰，采收率提高1.35‰；杏南油田儲層改造試驗井有效期內平均單井日增油6t。

圖5 層系互補模型 圖6 單向連通模型不同補孔方式效果

5 結論

1)建立了符合大慶油田過渡帶地質與開發(fā)特征的多指標評價體系，利用模糊綜合評價方法對各區(qū)塊的地質與開發(fā)指標進行了評價和分類，根據(jù)地質與開發(fā)分類結果分級匹配原則篩選出潛力調整區(qū)塊，并制定了過渡帶地區(qū)的開發(fā)調整方式流程圖。

2)利用油藏數(shù)值模擬技術與現(xiàn)場統(tǒng)計資料方法確定了滲透率變異系數(shù)、合理井距和補孔界限，可分別指導層系重組、井網加密以及層系互補等調整方式的實施。

3)從現(xiàn)場已實施調整措施的區(qū)塊看，井網加密和層系互補以及儲層改造措施取得了較好的開發(fā)效果，具有很好的推廣應用前景。