超低滲透油藏優(yōu)勢流場識別及應(yīng)用

陳 晨，胥中義，王文剛，于煥朝，李 宇，馬宏強，蔣 鈞

（中國石油長慶油田分公司第九采油廠，寧夏銀川 750006）

超低滲透油藏進入中含水開發(fā)階段后，具有含水率上升快、剩余油分散的特點[1]。儲層非均質(zhì)性導(dǎo)致注入水容易沿高滲帶、天然裂縫竄入生產(chǎn)井，導(dǎo)致水驅(qū)效果差，水驅(qū)動用程度低，剩余油富集。所以，識別油水井間滲流場分布，針對性的制定改變滲流場的調(diào)整措施，對超低滲透油藏持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)非常重要。

目前，識別超低滲透油藏滲流場途徑主要有：示蹤劑法、試井法、測井解釋法、油水井動態(tài)分析法。由于以上識別方法無法實現(xiàn)可視化滲流場，加大了油藏治理難度。本文采取超低滲流線數(shù)值模擬方法，得到吳起油田W410 區(qū)Q87-96 等6 個井組流場分布、注水井分配系數(shù)，由此明確油藏油水井之間的流場平面分布情況，科學(xué)制定油藏下步調(diào)整對策。

1 流線數(shù)值模擬原理及優(yōu)勢滲流場識別方法

1.1 流線數(shù)值模擬原理

依據(jù)地層中某個質(zhì)點某個瞬間速度切線構(gòu)成的曲線，即為流線，根據(jù)這一原理，將求解飽和度場的三維網(wǎng)格簡化成沿著流線的飽和度一維求解[2]，有效降低了運算量及運算時間。通過將流體特征初始化，計算壓力場和速度場，再通過時間推演追蹤流線，以此來求解油藏飽和度場[3]（見圖1）。

圖1 有限差分路徑與流線路徑區(qū)別對比

1.2 利用流線模擬方法評價水驅(qū)效果

1.2.1 利用流線分布確定優(yōu)勢流場分布 流線數(shù)值模擬技術(shù)利用流線的疏密程度顯示流量大小，假如注水井向某個方向流量分配的多，那么該方向流線就較密集。注水井注水量越大，沿著注水井發(fā)出流線條數(shù)越多，也是流場的優(yōu)勢方向。所以通過油水井間流線的條數(shù)以及疏密程度可定性判斷油水井間滲流場分布情況[4]。

1.2.2 利用注水井分配系數(shù)確定優(yōu)勢流場分布 注水井分配系數(shù)I分配系數(shù)是描述油水井以及邊界之間相互連通關(guān)系的重要參數(shù)指標。注水井的分配系數(shù)是將注入水量分配到周邊對應(yīng)油井的注水量的比例系數(shù)：

式中：QIP-注水井流向生產(chǎn)井的水量，m3/d；QI-注水井注入量，m3/d；NSLIP-連通注水井與生產(chǎn)井的流線條數(shù)；NSLI-連接注水井的所有流線數(shù)。

利用流線數(shù)值模擬的結(jié)果報告，可以生成各注水井注水量對油井的分配水量，如果注水井與某采油井的分配系數(shù)占比較大，表示該注水井流入該采油井的流體較多，連通性好，從而判斷優(yōu)勢流場的方向，采取措施調(diào)整流場方向。

2 應(yīng)用實例

2.1 區(qū)塊概況

吳起油田W410 區(qū)Q87-96 井組目前有采油井31口，井口日產(chǎn)油32 t、綜合含水43.9 %，平均單井日產(chǎn)油1.0 t，平均動液面1 489 m；注水井6 口，日注水量120 m3，注采比4.2，存在注水優(yōu)勢通道，主要是由于儲層裂縫發(fā)育，水驅(qū)方向復(fù)雜，油井見水方向呈現(xiàn)多方向性，層間存在串流，受儲層非均質(zhì)性，目前均勻吸水比例僅為46.2 %，主要表現(xiàn)為底部吸水和尖峰狀吸水，導(dǎo)致對應(yīng)油井含水上升。例如Q90-95、Q84-95 生產(chǎn)動態(tài)曲線（見圖2、圖3）。

圖2 Q90-95 井生產(chǎn)動態(tài)曲線

圖3 Q84-95 井生產(chǎn)動態(tài)曲線

2.2 建立油藏模型

在模擬前對Q87-96 井組進行了精細儲層表征，描述出了0.5 m 級夾層。應(yīng)用多點地質(zhì)統(tǒng)計建立該區(qū)精細三維模型，網(wǎng)格步長采用10 m×10 m×0.5 m 的精細網(wǎng)格（見圖4、圖5）。

2.3 流線模擬與分析

利用數(shù)值模擬軟件，對Q87-96 井組模型進行生產(chǎn)歷史擬合，主要擬合日產(chǎn)油、日產(chǎn)水、含水率、壓力等指標。流線模擬方法較傳統(tǒng)黑油模擬方法，具有擬合速度快，效率高的特點。模擬結(jié)果顯示的目前Q87-96 井組模型流線分布情況（見圖6、圖7）。

圖4 Q87-96 井組精細地質(zhì)模型

圖5 Q87-96 井組精細地質(zhì)模型柵狀圖

圖6 流線起始端（注水井為單元）分布圖

圖7 流線接收端（采油井為單元）分布圖

分別以試驗區(qū)6 口注水井為例，計算分配系數(shù)，繪制分配系數(shù)圖（見圖8）。例如：水井Q89-96 目前注水量為30 m3/d，生產(chǎn)井Q90-95 分配系數(shù)為52 %，則受效15.6 m3，存在水驅(qū)優(yōu)勢方向。

圖8 注水井分配系數(shù)餅狀圖

單井流線分布圖能夠表征某一時刻下油水井間的動態(tài)連通關(guān)系，以及注采井之間貢獻值的相對比例。注采井間連接流線數(shù)相對越多，在分配系數(shù)餅狀圖上占據(jù)的面積越大。對于注水井Q87-96，共有8 口生產(chǎn)井與之井連通。從餅狀圖上可以看出，注水井Q85-96、Q85-98、Q89-98、Q87-98 對應(yīng)油井注水受效均勻，Q89-96、Q87-96 存在明顯注水優(yōu)勢井組。

2.4 模擬結(jié)果應(yīng)用

通過區(qū)塊流場、注采關(guān)系量化、注水分配系數(shù)表，可以判斷井間優(yōu)勢通道，在精細地質(zhì)研究成果和動靜分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合流線法數(shù)值模擬成果進行調(diào)剖。優(yōu)化調(diào)整原則：對分配因子較高的井Q89-96、Q87-96 優(yōu)先實施調(diào)剖。并通過周期注水利用超低滲透油藏毛管壓力作用改變滲流場，2018 年對Q89-96、Q87-96 實施化學(xué)調(diào)剖作業(yè)，對應(yīng)油井含水明顯下降，單井日增油0.11 t，累計增油86 t，措施效果明顯。

結(jié)合理論計算和油藏數(shù)值模擬，針對不同單元特征，對注水方式、注水周期、周期注水量等主要參數(shù)進行優(yōu)選。開展了井間排狀輪換注水井日注由35 m3下降到25 m3，注采比由12.3 下降到10.1，井組整體月度遞減由0.9 %下降到0.7 %，見水井含水由41.8 %下降到36.4 %，效果初顯。2019 年以來油藏整體水驅(qū)狀況開始向好，含水上升趨勢得到控制，對比2018 年12月，存水率由0.94 上升到0.95，水驅(qū)指數(shù)由7.36 下降到7.32，含水與采出程度關(guān)系曲線右偏，向好發(fā)展。

3 結(jié)論

（1）以流線分布確定優(yōu)勢流場分布、注水井分配系數(shù)作為評價因素，識別優(yōu)勢流場分布。

（2）繪制吳起油田W410 區(qū)塊Q87-96 等6 個井組流線分布圖、注水井分配系數(shù)圖，評價各井組之間的水驅(qū)效果。

（3）通過對存在優(yōu)勢流場部分注水井，平面水驅(qū)治理、周期注水改變滲流場，2018 年對Q89-96、Q87-96實施調(diào)剖作業(yè)，對應(yīng)油井單井日增油0.11 t，累計增油86 t。開展了井間排狀輪換注水井日注由35 m3下降到25 m3，注采比由12.3 下降到10.1，井組整體月度遞減由0.9%下降到0.7%，見水井含水由41.8%下降到36.4%，取得了較好的穩(wěn)油控水效果。