物理模擬融合油藏精細(xì)刻畫法表征特低滲油藏中高含水期剩余油分布

引用格式：林艷波，李軍建，程林松，方越，王一帆，楊亞琴. 物理模擬融合油藏精細(xì)刻畫法表征特低滲油藏中高含水期剩余油分布［J］. 石油鉆采工藝，2024，46（2）：175-188.

摘要：中國低滲透油藏分布廣泛，其中大部分區(qū)塊已進(jìn)入中高含水期，并且由于剩余油類型及成因不明確導(dǎo)致采出程度普遍較低，因此延長低滲透油藏穩(wěn)產(chǎn)期是亟需解決的問題。結(jié)合井口生產(chǎn)資料和儲(chǔ)層水驅(qū)前緣波及系數(shù)對油藏模型進(jìn)行歷史擬合，建立了特低滲油藏剩余油的精細(xì)刻畫模型，并綜合利用靜動(dòng)態(tài)物理模擬實(shí)驗(yàn)、生產(chǎn)資料動(dòng)態(tài)分析等方法，明確了特低滲油藏中高含水期剩余油成因及類型，據(jù)此提出了針對性的剩余油挖潛策略，最終在姬塬油田耿155 區(qū)長1 特低滲油藏進(jìn)行了現(xiàn)場應(yīng)用。研究結(jié)果表明，特低滲油藏剩余油主要分為儲(chǔ)層平面和垂向非均質(zhì)性導(dǎo)致的儲(chǔ)層非均質(zhì)型剩余油、局部儲(chǔ)層注采不對應(yīng)導(dǎo)致的注采不完善型剩余油以及儲(chǔ)層黏土礦物運(yùn)移膨脹導(dǎo)致的欠注型剩余油，針對性挖潛后目標(biāo)井組采出程度提高5.1%～12.4%。經(jīng)現(xiàn)場應(yīng)用后，預(yù)測原油累計(jì)采出量相比原始措施提高15.6%～37.3%，為特低滲油藏中高含水期挖潛提供理論和技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞：特低滲油藏；中高含水期；剩余油；水驅(qū)沖刷實(shí)驗(yàn)；流管模型；欠注機(jī)理；挖潛對策

中圖分類號(hào)：TE33；TE357 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

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中國低滲透油藏資源豐富，已動(dòng)用開發(fā)的低滲透油藏的儲(chǔ)量超過60×108 t，預(yù)計(jì)未來新增石油儲(chǔ)量的2/3 為低滲透油藏［1］，是未來原油穩(wěn)產(chǎn)的主力資源。但是，董利飛等研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過長期注水開發(fā)后油藏儲(chǔ)層普遍非均質(zhì)性較強(qiáng)［2］；袁鐘濤等提出特低滲油藏的原油啟動(dòng)壓力梯度大、應(yīng)力敏感性強(qiáng)的問題［3］；萬曉龍等認(rèn)為低滲油藏除了應(yīng)力敏感還存在基質(zhì)收縮現(xiàn)象［4］?？梢?，特低滲油藏開發(fā)難度較大，需要開展注水作業(yè)補(bǔ)充地層能量。實(shí)踐證明，注水開發(fā)是低滲透油藏目前較為合理的開發(fā)政策［5］。但是受儲(chǔ)層特征、非均質(zhì)性、礦物組成等因素的影響，特低滲透油藏水驅(qū)開發(fā)過程及剩余油成因比中高滲透油藏更為復(fù)雜［6］，明確特低滲透油藏剩余油類型及成因，對進(jìn)一步挖潛意義重大。

對于中高含水期特低滲透油藏，儲(chǔ)層非均質(zhì)性普遍較強(qiáng)，層間干擾嚴(yán)重［7］，水驅(qū)開發(fā)難度較大；且水驅(qū)規(guī)律與剩余油分布復(fù)雜，導(dǎo)致注入水波及程度較差，水驅(qū)采收率較低［8］。為了更好地挖潛剩余油，亟需明確不同類型剩余油的成因機(jī)制，并據(jù)此制定針對性的挖潛策略。目前，國內(nèi)外學(xué)者對常規(guī)油藏水驅(qū)后剩余油特征開展了大量研究，并根據(jù)剩余油成因制定了挖潛方案。段波龍等使用油藏?cái)?shù)值模擬方法對夏鹽11 井區(qū)剩余油分布規(guī)律進(jìn)行了研究，將剩余油主要分為注采井網(wǎng)不完善控制型剩余油、井間滯留型剩余油以及水淹程度較高型剩余油3 類，并針對每種剩余油制定了相應(yīng)的挖潛方案，最終采出程度增加3%～4%［9］。李向平等通過油藏?cái)?shù)值模擬研究了低滲透底水油藏的剩余油分布特征，研究結(jié)果表明低滲透底水油藏剩余油主要成因?yàn)閮?chǔ)層的非均質(zhì)性以及底水錐進(jìn)［10］。李振泉等通過對密閉取心、鉆井資料分析等方法，將孤島油田中一區(qū)特高含水期剩余油主要富集區(qū)域按夾層發(fā)育特征及儲(chǔ)層韻律性分為全遮擋型、半遮擋型以及韻律型3 類，但并未給出具體的挖潛措施［11］。俞啟泰通過油藏?cái)?shù)值模擬方法結(jié)合數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法，認(rèn)為注水多層油藏剩余油主要富集于正韻律油層頂部區(qū)域、邊角影響未波及區(qū)域以及油層間非均質(zhì)性導(dǎo)致的未波及區(qū)域［12］。金寶強(qiáng)等針對特高含水期油藏特點(diǎn)，分析了其剩余油分布特征，并提出通過水平井對油藏整體進(jìn)行井網(wǎng)調(diào)整的方法進(jìn)而挖潛剩余油［13］。顏冠山等通過研究發(fā)現(xiàn)，海上三角洲相油田剩余油主要成因?yàn)閮?chǔ)層層間干擾、砂體頂部富集、砂體滲流差異以及平面動(dòng)用差異［14］。田博等通過對現(xiàn)場地質(zhì)資料的分析，對油藏砂體接觸關(guān)系進(jìn)行了精細(xì)刻畫，研究結(jié)果表明層間干擾、夾層、平面構(gòu)型接觸關(guān)系是剩余油形成的主控因素［15］。姜巖等針對特高含水期油藏，對斷層附近剩余油富集形式進(jìn)行了精確刻畫，并提出了配套的挖潛措施［16］。李俊飛等利用現(xiàn)場巖心以及井網(wǎng)資料，對三角洲前緣儲(chǔ)層構(gòu)型模式進(jìn)行了深入研究，并在此基礎(chǔ)上明確了其剩余油分布規(guī)律［17］。祝曉林等針對裂縫性潛山油藏特點(diǎn)，結(jié)合油藏?cái)?shù)值模擬及室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，將其儲(chǔ)層分為3 類［18］，并研究了該類油藏的剩余油分布特征，提出了相應(yīng)的挖潛策略。湯妍冰等以塔河碳酸鹽巖縫洞油藏為研究對象，明確了其剩余油類型及主控因素［19］；在此基礎(chǔ)上，鄭青松等進(jìn)一步研究其剩余油分布特征，并提出針對性挖潛方案［20］；王敬等通過3D 可視化物理模型，明確了縫洞型油藏水驅(qū)剩余油富集機(jī)理，并利用換向注水方法挖潛剩余油［21］。綜上所述，現(xiàn)有研究對特低滲油藏中高含水采油階段的剩余油類型、分布規(guī)律、成因機(jī)制以及挖潛策略的深入研究相對較少；并且常規(guī)數(shù)值模擬方法僅通過擬合井口生產(chǎn)數(shù)據(jù)得到模型，在刻畫油藏內(nèi)部剩余油時(shí)準(zhǔn)確性偏低［22］，而綜合運(yùn)用生產(chǎn)動(dòng)態(tài)與油藏工程相結(jié)合的方法同時(shí)擬合油藏內(nèi)部和井口數(shù)據(jù)可大幅提高地質(zhì)模型和水驅(qū)特征的準(zhǔn)確性。

因此，以姬塬油田耿155 區(qū)長1 特低滲透油藏為研究對象，綜合利用油藏工程與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法研究了特低滲透油藏中高含水期剩余油特征和差異化挖潛措施。首先，針對特低滲透油藏層間非均質(zhì)性強(qiáng)、注水開發(fā)層間干擾嚴(yán)重的問題，基于流管法建立了水驅(qū)前緣定量表征方法，計(jì)算典型井組波及系數(shù)；然后，為了降低歷史擬合的多解性、提高數(shù)值模擬模型的準(zhǔn)確性，創(chuàng)新性利用井口的生產(chǎn)資料和儲(chǔ)層內(nèi)部的水驅(qū)前緣波及系數(shù)進(jìn)行歷史擬合；在此基礎(chǔ)上，結(jié)合生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分析、高倍數(shù)水驅(qū)沖刷實(shí)驗(yàn)、油藏精細(xì)地質(zhì)資料等細(xì)分了剩余油類型，明確了不同類型剩余油的富集機(jī)理及主控因素，并據(jù)此提出了針對性的挖潛對策，并對優(yōu)選出的挖潛方案進(jìn)行效果預(yù)測，為特低滲油藏中高含水期挖潛提供理論和技術(shù)支撐。