南海東部高含水期油田提液定量化研究

李清泉 陳三君 高曉飛 李凡 于磊 鄧孟博

1. 中海石油（中國(guó)）有限公司深圳分公司 廣東 深圳 518000

2. 荊州學(xué)院能源學(xué)院 湖北 荊州 434000

長(zhǎng)期以來(lái)提液措施在國(guó)內(nèi)外油田的開(kāi)發(fā)中都有廣泛的應(yīng)用，總結(jié)前人對(duì)提液的研究，主要有3種方法：1）靜態(tài)巖性資料法[1]。通過(guò)巖心、測(cè)井等靜態(tài)法獲取無(wú)因次采油和采液指數(shù)，進(jìn)而確定最佳提液時(shí)機(jī)。該做法由于沒(méi)有考慮單井的實(shí)際生產(chǎn)情況所以存在一定片面性，且屬于定性分析。2）數(shù)值模擬法[2-3]。該方法極大地依賴(lài)于模型的準(zhǔn)確性，參數(shù)多且復(fù)雜，不確定性大。3）水驅(qū)曲線(xiàn)法[4-12]。目前國(guó)內(nèi)很多學(xué)者進(jìn)行過(guò)研究，其中比較多的是采用甲型水驅(qū)曲線(xiàn)擬合，以及廣式水驅(qū)擬合，雖然理論較成熟，但是對(duì)于擬合參數(shù)的選取范圍以及提液幅度沒(méi)有定量的研究。在對(duì)特定油田進(jìn)行提液實(shí)踐分析的基礎(chǔ)上，本文結(jié)合廣式水驅(qū)擬合法，進(jìn)行了提液定量化研究。

1 油田概況

XX油田是一個(gè)在主斷層控制下的新近系逆牽引背斜構(gòu)造，構(gòu)造比較完整，在油田主體部位未發(fā)現(xiàn)斷層。圈閉面積小，構(gòu)造幅度低，頂部比較平緩。屬于上三角洲平原—三角洲前緣沉積。

油田儲(chǔ)層物性較好，平均孔隙度19.1%，平均滲透率435.6mD。油藏埋深-2005.5～-2783.0m，原始地層壓力25.55～28.05MPa，油層溫度100.87～107.55℃，屬正常溫壓系統(tǒng)；地面原油密度0.819～0.856g/cm3，地層原油黏度1.63～3.02mPa.s。XX油田原油性質(zhì)好，具有低比重、低黏度、飽和壓力低和地飽壓差大等特點(diǎn)，油田天然能量充足，為海相砂巖油藏，具備提液增產(chǎn)基礎(chǔ)。

文章結(jié)合廣式水驅(qū)擬合法對(duì)無(wú)提液瓶頸（設(shè)施設(shè)備、生產(chǎn)流程等無(wú)限制）的提液潛力井進(jìn)行研究。

2 提液控制參數(shù)研究

根據(jù)研究[5]無(wú)因次采液指數(shù)與含水率關(guān)系可以分為4種（如圖1所示）。

圖1 無(wú)因次采液指數(shù)的幾種形態(tài)圖

類(lèi)型1的無(wú)因次采液指數(shù)先降后升，最后大于1；類(lèi)型2的無(wú)因次采液指數(shù)一直大于1；類(lèi)型3和類(lèi)型4的無(wú)因次采液指數(shù)一直小于1。這4種類(lèi)型中，類(lèi)型1和類(lèi)型2具備提液增油潛力，而類(lèi)型3和類(lèi)型4不具備提液增油潛力。

下面介紹廣式水驅(qū)擬合法，并以生產(chǎn)井實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)進(jìn)行單井提液控制參數(shù)的推算。

2.1 廣式水驅(qū)擬合法原理

影響油井相滲曲線(xiàn)以及相應(yīng)無(wú)因次采油、采液指數(shù)曲線(xiàn)特征的主要因素有油相指數(shù)no、水相指數(shù)nw和水油流度比M等。廣式水驅(qū)擬合法通過(guò)油井累計(jì)產(chǎn)油、累計(jì)產(chǎn)水?dāng)?shù)據(jù)來(lái)尋找NP與N2p /Wqp的關(guān)系，從而得到油井的可采儲(chǔ)量NR以及相關(guān)參數(shù)a、q、no、nw、M。廣式水驅(qū)曲線(xiàn)表現(xiàn)形式為[6]：

其中參數(shù)q與水、油相指數(shù)及水油流度比存在下列關(guān)系：

式中：NP—累計(jì)產(chǎn)油量，104m3；NR—可采儲(chǔ)量，104m3；WP—累計(jì)產(chǎn)水，104m3；a，q—常數(shù)；no—油相指數(shù)；nw—水相指數(shù)；M—水油流度比。

對(duì)實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行廣式水驅(qū)擬合后可得到各井相應(yīng)的水相指數(shù)及油相指數(shù)，根據(jù)動(dòng)態(tài)油水相對(duì)滲透率計(jì)算公式，可得不同含水率下的無(wú)因次產(chǎn)液指數(shù)，從而判斷相應(yīng)的提液時(shí)機(jī)。

式中：Kro—油相相對(duì)滲透率，無(wú)量綱；Krw—水相相對(duì)滲透率，無(wú)量綱；Swd—含水飽和度，小數(shù)；Kro(Swi)—束縛水飽和度下的油相相對(duì)滲透率，無(wú)量綱；Krw(Sor)—?dú)堄嘤惋柡投认碌乃嘞鄬?duì)滲透率，無(wú)量綱。

2.2 廣式水驅(qū)擬合參數(shù)質(zhì)控

根據(jù)水油流度比定義式（式6），在油黏度μo、水黏度μw、油體積系數(shù)Bo、水體積系數(shù)Bw以及擬合所得水油流度比M的情況下，設(shè)定Kro(Swi)=1，可以反求Krw(Sor)，而Krw(Sor)是大于0小于等于1的，所以結(jié)合式（3）可以得到擬合參數(shù)a、q應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足的條件（式7）。

2.3 廣式水驅(qū)擬合法應(yīng)用效果

A4H井所在的H4B油藏是一個(gè)邊水油藏，油層垂厚為4～6m，滲透率1056.27mD，天然能量充足，原油黏度2.2mPa·s，地層水黏度為1.01 mPa·s。

選取A4H井含水率與累產(chǎn)油關(guān)系穩(wěn)定階段進(jìn)行廣式水驅(qū)擬合（圖2、圖3）

圖2 A4H含水與累產(chǎn)油關(guān)系曲線(xiàn)

通過(guò)擬合得到多組符合條件的水驅(qū)動(dòng)儲(chǔ)量NR以及相關(guān)參數(shù)a、q、no、nw、M，根據(jù)本文介紹的方法，參考該井?dāng)?shù)模法、甲型水驅(qū)法可采儲(chǔ)量NR，以及M值的合理范圍，得出合理的廣式水驅(qū)曲線(xiàn)參數(shù)：可采儲(chǔ)量NR為30.24×104m3（與數(shù)模法誤差0.8%，與甲型水驅(qū)法誤差-4.7%），剩余可采儲(chǔ)量9.49×104m3，a值為0.63，q值為0.90，水相指數(shù)nw為1.22，油相指數(shù)no為2.11，M值為1.99。相應(yīng)的無(wú)因次采液指數(shù)與含水率關(guān)系曲線(xiàn)如圖4所示，其中標(biāo)注點(diǎn)即為當(dāng)前含水階段對(duì)應(yīng)點(diǎn)，無(wú)因次采液指數(shù)類(lèi)型屬于圖1中的類(lèi)型1，適合進(jìn)行提液。

圖4 A4H井無(wú)因次采液指數(shù)與含水率關(guān)系

通過(guò)該方法，對(duì)XX油田具備提液潛力的5口在生產(chǎn)井進(jìn)行廣式水驅(qū)擬合，得到擬合參數(shù)及結(jié)果，如表1所示。

表1 廣式水驅(qū)擬合參數(shù)

2.4 提液幅度的確定方法

在進(jìn)行廣式水驅(qū)擬合以后可以得到累產(chǎn)液與累產(chǎn)油之間的關(guān)系：

由于提液的目的是穩(wěn)產(chǎn)、增產(chǎn)，設(shè)定以月為單位，以當(dāng)前的月產(chǎn)油能力N為基數(shù)，以穩(wěn)產(chǎn)為提液效果下限。這樣即可得到合適的提液幅度T界限（式9中Npi表示基準(zhǔn)月的累產(chǎn)油量，Npi-1表示基準(zhǔn)月上月的累產(chǎn)油量）：

根據(jù)這一原理，對(duì)5口井進(jìn)行提液幅度分析，得到每口井的合理提液幅度最小值（見(jiàn)表2）。

表2 提液幅度建議及實(shí)際應(yīng)用效果

3 應(yīng)用效果

根據(jù)上述建議，有針對(duì)性地對(duì)5口井進(jìn)行了9井次提液，均提液有效（按液量增加且油量也增加），合計(jì)增油68.7m3/d，見(jiàn)表2。

4 結(jié)束語(yǔ)

提液是很多高含水期油田重要的穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)手段，本文根據(jù)殘余油飽和度下的水相相對(duì)滲透率范圍給出了廣式水驅(qū)曲線(xiàn)擬合法合理參數(shù)范圍，并對(duì)XX油田未來(lái)提液潛力及提液參數(shù)做了定量分析，給出了提液建議，并得到了實(shí)際驗(yàn)證。為高含水期油田的提液定量研究提供了方法借鑒。