渤海B油田邊水對(duì)注水井調(diào)剖調(diào)驅(qū)效果的影響研究

吳雅麗，敖文君，張 寧，侯 岳，闞 亮，王成勝，田津杰.

(1.中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司，天津 300452；2.中海石油(中國(guó))有限公司天津分公司，天津 300452)

對(duì)于非均質(zhì)油藏，長(zhǎng)期的注入開發(fā)，注水突進(jìn)指進(jìn)現(xiàn)象也越嚴(yán)重，其開發(fā)效果也會(huì)變差。對(duì)于進(jìn)入高含水期的注水開發(fā)油田，采用調(diào)剖調(diào)驅(qū)技術(shù)成為了注水開發(fā)油田的穩(wěn)油控水的重要技術(shù)之一[1-3]。目前調(diào)剖調(diào)驅(qū)技術(shù)已經(jīng)在陸地油田與海上油田得到了廣泛的應(yīng)用，并取得了很好的穩(wěn)油控水的效果[4-6]。對(duì)于調(diào)剖調(diào)驅(qū)技術(shù)：一方面通過調(diào)驅(qū)體系的加入來提高注入體系的黏度，降低水油流度比，擴(kuò)大波及面積；另一方面，調(diào)剖劑的加入，對(duì)非均質(zhì)儲(chǔ)層的高滲透率層進(jìn)行封堵，迫使后續(xù)注入流體轉(zhuǎn)向中、低滲透率層，提高中、低滲透率層的動(dòng)用程度，提高油田采收率[7-9]。

渤海B油田位于渤海海域，其孔隙度主要在20.7%～28.7%之間，平均值24.2%，滲透率分布范圍165.2～7 674.1 mD，平均滲透率為1 806.7 mD，為中孔高滲油藏，且油藏具有較強(qiáng)的非均質(zhì)性，原油地層密度0.793～0.840 g/cm3，地層黏度為2.66～7.54 mPa·s，地層飽和壓差13.881～16.191 MPa。受油田非均質(zhì)性影響，造成注水突進(jìn)嚴(yán)重；油田各井組存在不同程度的邊底水，見水后突進(jìn)嚴(yán)重，因此有必要根據(jù)該油田的生產(chǎn)特征，進(jìn)行水體影響下的調(diào)剖調(diào)驅(qū)效果分析[10-12]，以提高油田的開發(fā)效果，同時(shí)為渤海其他類似油田提供理論依據(jù)。

1 地層參數(shù)與數(shù)值模型的建立

根據(jù)渤海B油田邊水油藏的地質(zhì)特征與油氣藏特征，采用數(shù)值模擬軟件建立了適合調(diào)剖的邊水油藏?cái)?shù)值模擬模型，研究了油藏在注水開發(fā)條件下，邊水對(duì)含水率、產(chǎn)油量，含油飽和度的變化規(guī)律，同時(shí)，分析了調(diào)剖下，邊水能量對(duì)穩(wěn)油控水效果的影響。建立的油藏?cái)?shù)值模型參數(shù)如下：模型縱向剖面尺寸為10 m×10 m×30 m，網(wǎng)格劃分為50×50×1，平均油藏滲透率為1 000 mD，為了縱向滲透率與橫向滲透率比例為0.1，為了更好地研究邊水對(duì)水平井開發(fā)效果的影響，在水平方向了建立了優(yōu)勢(shì)通道，其滲透率為20 000 mD，模擬邊水能量對(duì)生產(chǎn)的影響，原始含油飽和度為0.773，原油黏度為7.54 mPa·s。

邊水?dāng)?shù)值模型如圖1所示，通過加大孔隙體積的方式來實(shí)現(xiàn)不同水體的大小，即不同的水體能量。在開發(fā)生產(chǎn)過程中，在定液生產(chǎn)過程中，油藏整體壓力保持平衡的狀態(tài)，因此當(dāng)加入邊水后，水體的侵入并不會(huì)很明顯，這種情況下不宜于研究邊水的影響[13]。針對(duì)這種問題，選擇定井底壓力的生產(chǎn)方式進(jìn)行研究，設(shè)定注采方式為一注一采。研究采用不同水體倍數(shù)的水驅(qū)模型與調(diào)剖模型各9組進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，模擬方案見表1。

圖1 邊水油藏?cái)?shù)值模擬模型及初始含油飽和度Fig.1 Numerical simulation model of edge water reservoir

2 水體倍數(shù)對(duì)水平井注水開發(fā)效果的影響

2.1 含水及累產(chǎn)油的變化

若邊水油藏開發(fā)過程中，邊水能量過低，則隨著開發(fā)的深入，水平井附近的地層能力得不到及時(shí)的補(bǔ)充，導(dǎo)致水平井附近壓力會(huì)逐漸降低，如果邊水能量過高，雖然地層能量得到了有效的補(bǔ)充，但同時(shí)會(huì)導(dǎo)致邊水延優(yōu)勢(shì)通道突進(jìn)嚴(yán)重，含水上升加快[14-15]，為了優(yōu)化邊水能量對(duì)生產(chǎn)的影響，在采用定井底壓力生產(chǎn)的生產(chǎn)制度下，對(duì)加大水體倍數(shù)后產(chǎn)油與含水的變化進(jìn)行了比較，從圖2可以看出，在開發(fā)過程中，隨著水體倍數(shù)的上升，油井的產(chǎn)油量上升迅速，當(dāng)水體倍數(shù)在10倍以下時(shí)，累積產(chǎn)油量逐漸增加，但增加幅度變化不是很大，水體倍數(shù)超過10倍后，累積產(chǎn)油增大幅度增大，其原因是地層能量得到了有效的補(bǔ)充[16-17]，但并不是水體倍數(shù)越大越好，結(jié)合圖3邊水倍數(shù)對(duì)含水上升的影響可以看出，隨水體倍數(shù)的增加，同一生產(chǎn)時(shí)期，生產(chǎn)井的含水率也更高。

圖2 邊水倍數(shù)對(duì)累產(chǎn)油的影響Fig.2 Influence of edge water multiple on cumulative oil production

圖3 邊水倍數(shù)對(duì)含水上升的影響Fig.3 Influence of edge water multiple on water cut rise

2.2 含油飽和度的變化

圖4 不同水體倍數(shù)含油飽和度變化Fig.4 Change of oil saturation in different water multiple

水體倍數(shù)的增加，累產(chǎn)油增加，但含水升幅度也增加[20]，為了更合理的確定邊水油藏注水開發(fā)過程中，合理的水體倍數(shù)，選取生產(chǎn)3年后，對(duì)油藏模型的含油飽和度變化規(guī)律進(jìn)行了分析，如圖4所示，可以看出，無(wú)水底時(shí)，注水開發(fā)過程中，注水立即從優(yōu)勢(shì)通道突進(jìn)，注水波及面積主要在優(yōu)勢(shì)通道附近，產(chǎn)油量低，開采效果很差，隨著水體倍數(shù)的增加，水侵量逐漸增加，地層能量得到補(bǔ)充，地層壓力可以保持程度提高，促使注水開發(fā)過程波及面積增大，含油飽和度降低，產(chǎn)油量得到提高[18-19]。結(jié)合圖2、圖3水體倍數(shù)對(duì)含水及累產(chǎn)油的變化規(guī)律，對(duì)于有邊水的油藏，在注水開發(fā)過程中，最佳的水體倍數(shù)為10倍，即可以較大幅度的提高產(chǎn)油量，同時(shí)邊水突進(jìn)不會(huì)過快，含水上升幅度也不會(huì)太快。

3 水體倍數(shù)對(duì)水平井調(diào)剖效果的影響

為了更好地模擬邊水突進(jìn)對(duì)生產(chǎn)動(dòng)態(tài)的影響，所建立的邊水油藏?cái)?shù)值模型中建立了優(yōu)勢(shì)通道，優(yōu)勢(shì)通道的建立也加快了注水開發(fā)過程中，邊水的快速突進(jìn)，在此基礎(chǔ)上了，通過數(shù)值模擬，進(jìn)一步研究了水平井調(diào)剖條件下，水體倍數(shù)對(duì)開發(fā)效果的影響，并與未調(diào)剖的注水開發(fā)效果進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果見下圖。從水體倍數(shù)對(duì)調(diào)剖降水增油的效果可以看出，對(duì)于邊水油藏，調(diào)剖后，含水率曲線出現(xiàn)了明顯的下降漏斗，但隨著水體倍數(shù)的增加，含水率曲線的下降漏斗逐漸變小，說明調(diào)剖降低含水率的效果逐漸變差，同時(shí)可以看出累產(chǎn)油量得到了明顯的增加，但是調(diào)剖的增油效果并沒有變好，而是逐漸變差。

圖5 不同水體倍數(shù)時(shí)的調(diào)剖降水效果Fig.5 Effect of profile control and precipitation with different water body multipl

圖6 不同水體倍數(shù)時(shí)的累產(chǎn)油變化Fig.6 Change of cumulative oil production in different times of water body

為了進(jìn)一步深入研究水體倍數(shù)對(duì)調(diào)剖效果的影響，定義了增油幅度和降水幅度，如下：

(1)

(2)

圖7 不同水體倍數(shù)時(shí)含水率下降幅度與增油幅度的變化Fig.7 Change of water content decrease and oil increase in different water multiple

從圖7調(diào)剖增油幅度曲線可以看出，當(dāng)水體倍數(shù)小于6倍時(shí)，隨著水體倍數(shù)的增加，調(diào)剖增油幅度大幅下降，水體倍數(shù)從0到6倍，調(diào)剖增油下降幅度從2.7%下降到1.11%，下降程度達(dá)到了58.9%，當(dāng)水體倍數(shù)超過6倍后，調(diào)剖增油下降幅度不明顯，水體倍數(shù)從6倍到100倍，增油下降幅度在1%以內(nèi)。同時(shí)，從含水率下降幅度曲線可以看出，隨著水體倍數(shù)的增加，含水率下降幅度同樣為先快速下降，后逐漸趨于平緩，在6倍水體以上時(shí)，含水率下降幅度在5%以下。水體對(duì)調(diào)剖效果影響較大。

結(jié)合渤海B油田的油藏特征及水體研究情況，當(dāng)水體倍數(shù)在6倍以下時(shí)，渤海B油田在調(diào)剖調(diào)驅(qū)過程中受水體影響較小，可以進(jìn)行調(diào)剖調(diào)驅(qū)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施。

4 結(jié)論

(1)對(duì)于邊水油藏，開發(fā)過程中，邊水能量過高或者過低都會(huì)對(duì)開采效果產(chǎn)生較大的影響，合理的邊水能量，不僅可以有效地提供地層能力，保持井口壓力穩(wěn)定，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生較好的穩(wěn)油控水效果。

(2)對(duì)注水開發(fā)的邊水油藏，最佳的水體倍數(shù)為10倍，開發(fā)過程中，波及面積大，含油飽和度降低明顯，即可以較大幅度的提高產(chǎn)油量，同時(shí)邊水突進(jìn)不會(huì)過快，含水上升幅度也不會(huì)太快。

(3)適合渤海B油田實(shí)施調(diào)剖調(diào)驅(qū)的水體倍數(shù)應(yīng)控制在6倍以下，可以保證調(diào)剖調(diào)驅(qū)過程中受水體影響較小，同時(shí)穩(wěn)油控水效果明顯。