優(yōu)勢滲流通道對動態(tài)特征及剩余油影響研究

劉 斌，瞿朝朝，岳寶林，楊志成，張 偉

（中海石油（中國）有限公司天津分公司，天津 300459）

渤海X 油田平面、縱向矛盾不斷加劇，注入水低效、無效循環(huán)現(xiàn)象愈發(fā)嚴重。造成此現(xiàn)象的根本原因在于目前該油田已發(fā)育較明顯的優(yōu)勢滲流通道[1-4]，其進一步加劇儲層非均質(zhì)性及水竄，導(dǎo)致油井含水上升快，過早進入高含水期；同時加劇層內(nèi)、層間矛盾，使儲層縱向產(chǎn)出不均衡，層間壓力差異大，干擾嚴重；平面矛盾突出，注入水突進不均衡，從而使注入水利用率低和波及系數(shù)降低，嚴重影響油田的開發(fā)效果。本文利用數(shù)值模擬方法分析優(yōu)勢滲流通道的形成對動態(tài)開發(fā)特征及剩余油分布規(guī)律的影響，旨在形成適用于油田的優(yōu)化注水策略，改善油田開發(fā)效果，為同類型油田提供技術(shù)支持。

1 優(yōu)勢滲流通道對動態(tài)開發(fā)特征的影響

優(yōu)勢滲流通道形成后，注水井的注入動態(tài)、生產(chǎn)井的生產(chǎn)動態(tài)均會發(fā)生明顯變化，通過數(shù)模分析、理論分析和實例分析總結(jié)優(yōu)勢滲流通道形成后的動態(tài)開發(fā)特征[5-7]，直觀反映優(yōu)勢滲流通道形成對油田生產(chǎn)開發(fā)的影響。分別建立均質(zhì)油藏和有優(yōu)勢滲流通道的模型，首先利用均質(zhì)模型進行水驅(qū)模擬，直至模擬結(jié)束；然后利用均質(zhì)模型進行水驅(qū)模擬，當驅(qū)替到一定含水率時，重啟動利用優(yōu)勢滲流通道模型繼續(xù)模擬；最后對比兩模型的水驅(qū)結(jié)果，進而得到優(yōu)勢滲流通道形成后的動態(tài)開發(fā)特征規(guī)律。

1.1 注水井特征

對于注水井，形成優(yōu)勢滲流通道后主要表現(xiàn)為注入壓力下降、注水量上升及吸水剖面異常等。

1.1.1 注入壓力下降 由數(shù)值模擬結(jié)果看出，形成優(yōu)勢滲流通道后注水井井底流壓降低，這是因為Q 和Pi一定時，優(yōu)勢滲流通道形成后，滲透率K 增大，滲流阻力R 減小，因此Pwi減小。

式中：Q－注水量，m3/d；Pwi－注水井井底流壓，MPa；Pi－地層平均壓力，MPa；K－滲透率，10-3μm2；A－滲流的橫截面積；R－滲流阻力；ΔP－注水壓差，MPa。

儲層的孔滲特征明顯變大，儲層的滲流阻力下降，注入流體更容易注入地層，導(dǎo)致注入壓力下降。

1.1.2 注水量上升 數(shù)值模擬結(jié)果看出，優(yōu)勢滲流通道形成后注水井日注量增加，這是因為Pwi和Pi一定時，優(yōu)勢滲流通道形成后，滲透率K 增大，滲流阻力R減小，因此Q 增大，見式（1）。

綜上述，優(yōu)勢滲流通道形成后，儲層的孔滲特征明顯變大，儲層的滲流阻力下降，注入流體更容易注入地層，導(dǎo)致注入量上升。

1.1.3 吸水剖面異常 優(yōu)勢滲流通道形成后，儲層的孔滲特征明顯變大，儲層的滲流阻力下降，注入流體更容易注入地層，導(dǎo)致地層吸水量增大，而未發(fā)育優(yōu)勢滲流通道的地層吸水量降低，使得吸水剖面更不均勻。

1.2 采油井特征

對于采油井，優(yōu)勢滲流通道發(fā)育后主要表現(xiàn)為井底壓力升高、產(chǎn)液量產(chǎn)水量急劇上升、水淹嚴重和產(chǎn)液剖面異常等。

1.2.1 井底壓力升高 由數(shù)值模擬結(jié)果看出，優(yōu)勢滲流通道形成后采油井井底流壓升高。綜上述，優(yōu)勢滲流通道形成后，儲層的孔滲特征明顯變大，注水井的壓力更容易傳導(dǎo)到采油井，因此采油井的井底壓力升高，同理采油井井口壓力也會升高。

1.2.2 產(chǎn)液量產(chǎn)水量急劇上升 由數(shù)值模擬結(jié)果看出，優(yōu)勢滲流通道形成后采油井井底流壓升高，滲透率增大，滲流阻力減小，因此產(chǎn)液量、產(chǎn)水量增大。

優(yōu)勢滲流通道形成后，儲層的孔滲特征明顯變大，儲層的滲流阻力下降，注入流體更容易注入地層，大量注入水沿著優(yōu)勢滲流通道突進無效循環(huán)，使得采油井產(chǎn)液量、產(chǎn)水量急劇上升。

1.2.3 水淹嚴重 優(yōu)勢滲流通道形成后，儲層的孔滲特征明顯變大，儲層的滲流阻力下降，注入流體更容易注入地層，大量注入水沿著優(yōu)勢滲流通道突進，使得水淹嚴重。

1.2.4 產(chǎn)液剖面異常 優(yōu)勢滲流通道形成后，儲層的孔滲特征明顯變大，儲層的滲流阻力下降，注入流體更容易注入地層，大量注入水沿著優(yōu)勢滲流通道突進無效循環(huán)，注入流體進入到優(yōu)勢滲流通道發(fā)育以外的層位較少，使得產(chǎn)液剖面非常不均勻。

2 優(yōu)勢滲流通道發(fā)育對剩余油的控制作用

2.1 不同韻律性下優(yōu)勢滲流通道的形成對剩余油的控制作用

分別利用儲層時變數(shù)模和普通的數(shù)值模擬手段分別研究了不同韻律下優(yōu)勢滲流通道發(fā)育對剩余油的控制作用。與不考慮儲層參數(shù)時變的普通數(shù)值模擬手段相比（見圖1），考慮儲層參數(shù)時變的模擬技術(shù)展示反韻律油藏優(yōu)勢滲流通道發(fā)育對剩余油的控制作用，反韻律油藏頂部形成優(yōu)勢滲流通道以后，更易導(dǎo)致注入水的無效循環(huán)，從而造成底部剩余油更加富集。這主要是因為滲透率級差較大的反韻律油藏頂部滲透率高，頂部容易形成優(yōu)勢滲流通道，從而導(dǎo)致了注入水的無效循環(huán)，進而造成底部剩余油的富集。

與不考慮儲層參數(shù)時變相比（見圖2），正韻律油藏底部形成優(yōu)勢滲流通道以后[8]，更易導(dǎo)致注入水的無效循環(huán)，從而造成頂部剩余油更加富集。

2.2 不同級差下優(yōu)勢滲流通道的形成對剩余油的控制作用

滲透率級差較大時（見圖3），反韻律油藏頂部滲透率較大，水流沖刷作用強，滲透率變化較大，因此頂部容易發(fā)育優(yōu)勢滲流通道或者優(yōu)勢滲流通道發(fā)育較明顯，造成底部開發(fā)效果較差，因此底部層段剩余油富集。但是滲透率級差較小時，重力作用明顯，因此仍為頂部剩余油富集。

正韻律地層不管級差大小（見圖4），均為頂部層段剩余油富集。而且滲透率級差越大，正韻律油藏底部優(yōu)勢滲流通道發(fā)育越明顯，因而頂部層段剩余油越富集。

2.3 不同采液強度下優(yōu)勢滲流通道的形成對剩余油的控制作用

圖1 反韻律情況優(yōu)勢滲流通道的形成對剩余油的控制作用

圖2 正韻律情況優(yōu)勢滲流通道的形成對剩余油的控制作用

圖3 反韻律不同級差情況優(yōu)勢滲流通道的形成對剩余油的控制作用

隨含水率的升高，注水井與采液強度較高的油井之間逐漸形成優(yōu)勢滲流通道[9，10]，注入水沿優(yōu)勢滲流通道無效循環(huán)，對優(yōu)勢滲流通道之外原油的驅(qū)替作用不明顯，剩余油在采液強度比較小的油井周圍分布較多（見圖5）。

3 礦場應(yīng)用

圖4 正韻律不同級差情況優(yōu)勢滲流通道的形成對剩余油的控制作用

圖5 不同采液強度下優(yōu)勢滲流通道的形成對剩余油的控制作用

圖6 注水井與對應(yīng)油井生產(chǎn)曲線

渤海某油田Y3 井2018 年10 月測試吸水剖面，結(jié)果顯示吸水嚴重不均，非主力薄層吸水效果強于主力層，綜合分析認為形成優(yōu)勢滲流通道。該井2019 年3 月實施調(diào)剖，對應(yīng)油井效果顯著。Y1井措施前日產(chǎn)液751 m3，日產(chǎn)油30 m3，含水96 %，措施后日產(chǎn)液730 m3，日產(chǎn)油66 m3，含水91 %，日增油達到36 m3。整個Y1 井組日增油70 m3，增油量達到2.23×104m3（見圖6）。

4 結(jié)論

（1）形成優(yōu)勢滲流通道后注入端主要表現(xiàn)為注入壓力下降、注水量上升、吸水剖面嚴重不均；采出端主要表現(xiàn)為井底壓力升高、產(chǎn)液量產(chǎn)水量急劇上升、水淹嚴重、產(chǎn)液剖面異常。

（2）反韻律油藏頂部形成優(yōu)勢滲流通道以后，更易導(dǎo)致注入水的無效循環(huán)，從而造成底部剩余油更加富集；正韻律油藏底部形成優(yōu)勢滲流通道以后，更易導(dǎo)致注入水的無效循環(huán)，從而造成頂部剩余油更加富集。

（3）滲透率級差較大時，反韻律油藏頂部滲透率較大，易形成優(yōu)勢滲流通道，造成底部剩余油富集；滲透率級差較小時，重力作用明顯，仍為頂部剩余油富集。正韻律儲層不論級差大小，均為頂部層段剩余油富集。

（4）注水井與采液強度較高的油井之間逐漸形成優(yōu)勢滲流通道，注入水沿優(yōu)勢滲流通道無效循環(huán)，剩余油在采液強度小的油井富集。