張彥輝 曾雪梅 王穎標(biāo) 曲薇薇

（1.東北石油大學(xué)提高油氣采收率教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，黑龍江 大慶 163318；2.大慶油田有限責(zé)任公司第三采油廠，黑龍江 大慶 163000；3.大慶鉆探工程公司鉆井四公司，吉林 松原 138000）

大慶油田三類(lèi)油層聚合物驅(qū)數(shù)值模擬研究

張彥輝1曾雪梅2王穎標(biāo)3曲薇薇1

（1.東北石油大學(xué)提高油氣采收率教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，黑龍江 大慶 163318；2.大慶油田有限責(zé)任公司第三采油廠，黑龍江 大慶 163000；3.大慶鉆探工程公司鉆井四公司，吉林 松原 138000）

大慶油田薩北開(kāi)發(fā)區(qū)三類(lèi)油層動(dòng)用狀況較差，采出程度低，是進(jìn)一步增儲(chǔ)上產(chǎn)的潛力所在。通過(guò)開(kāi)展三類(lèi)油層聚合物驅(qū)分階段開(kāi)采對(duì)象潛力及界限研究，在分析大慶油田三類(lèi)油層地質(zhì)特征的基礎(chǔ)上，以及對(duì)大慶油田正在開(kāi)展的三類(lèi)油層注聚合物試驗(yàn)區(qū)開(kāi)發(fā)狀況分析，應(yīng)用數(shù)值模擬方法，分析薩北開(kāi)發(fā)區(qū)北二東研究區(qū)三類(lèi)油層剩余油分布規(guī)律和注聚合物最佳組合開(kāi)發(fā)模式等。結(jié)果表明：三類(lèi)油層注聚合物開(kāi)發(fā)，采用一期射開(kāi)有效厚度小于0.5 m油層聚合物驅(qū)，二期補(bǔ)開(kāi)有效厚度大于0.5 m油層聚合物驅(qū)，提高采收率幅度及含水率下降幅度最大，能有效地挖潛油藏剩余油，提高采收率。

三類(lèi)油層；數(shù)值模擬；聚合物驅(qū)；剩余油分布

薩北開(kāi)發(fā)區(qū)目前采出程度達(dá)到40.28%，一類(lèi)油層經(jīng)過(guò)聚合物驅(qū)動(dòng)用程度較高，二、三類(lèi)油層以水驅(qū)為主，三類(lèi)油層動(dòng)用狀況較差，采出程度低，有大量剩余油存在［1-2］。北二東區(qū)塊處于薩爾圖背斜構(gòu)造的高點(diǎn)，發(fā)育油層多，尤其是屬于三類(lèi)油層的高臺(tái)子組油層發(fā)育較為完全。該區(qū)塊歷經(jīng)4次開(kāi)發(fā)調(diào)整，采出程度高，剩余油分布零散，同時(shí)研究區(qū)經(jīng)過(guò)3次加密調(diào)整，目前研究區(qū)內(nèi)共有7套井網(wǎng)，井網(wǎng)密度達(dá)到91.0口·km-2。

1 精細(xì)地質(zhì)建模

根據(jù)北二東研究區(qū)的動(dòng)、靜態(tài)特征，包括井號(hào)庫(kù)、井位坐標(biāo)庫(kù)、分層數(shù)據(jù)、沉積微相庫(kù)等，充分考慮非均質(zhì)性、沉積相分布，對(duì)滲透率、孔隙度、厚度采用相內(nèi)插值技術(shù)。收集、整理了北二東研究區(qū)靜態(tài)資料，利用Petrel軟件進(jìn)行了相約束插值，建立了數(shù)值模擬精細(xì)地質(zhì)模型。精細(xì)相控地質(zhì)建模針對(duì)的是北二東研究區(qū)0.835 km2、91個(gè)沉積單元的實(shí)際區(qū)塊。該區(qū)塊包含了兩三試驗(yàn)區(qū)，共有75口井，其中油井45口，水井30口。

根據(jù)地質(zhì)和開(kāi)發(fā)特征，在地質(zhì)模型中充分考慮層間矛盾，在垂向上劃分為91個(gè)模擬層，其中S11-G226為目的層。平面上以35 m為步長(zhǎng)劃分為30×41個(gè)網(wǎng)格，網(wǎng)格數(shù)共計(jì)30×41×91=111 930個(gè)。采用角點(diǎn)網(wǎng)格，通過(guò)調(diào)整網(wǎng)格塊之間的距離，盡量使油水井處于網(wǎng)格中心位置，提高計(jì)算精度和速度。

在建模過(guò)程中，為了完善注采井網(wǎng)關(guān)系，準(zhǔn)確反映實(shí)際地層動(dòng)用狀況，考慮了75口油水井，通過(guò)調(diào)整有效厚度、孔隙度和原始含油飽和度，擬合地質(zhì)儲(chǔ)量為649.731×104t，實(shí)際為655.702×104t，誤差為0.9%。

2 剩余油研究

2.1 歷史擬合

歷史擬合起止時(shí)間是1965年7月到2009年8月，首先擬合全區(qū)儲(chǔ)量，然后擬合全區(qū)和單井含水率，再擬合全區(qū)累計(jì)采油量。經(jīng)過(guò)對(duì)區(qū)塊儲(chǔ)量、日產(chǎn)油量、含水率、累計(jì)產(chǎn)油產(chǎn)水量進(jìn)行擬合，輸出曲線反映其變化趨勢(shì)與實(shí)際點(diǎn)基本吻合［3-4］。

2.2 剩余油分布分析

2.2.1 剩余油類(lèi)型

剩余油類(lèi)型包括：1）在注采井之間壓力平衡帶（滯留區(qū)）形成的剩余油，分布在相鄰兩三口油井或注水井之間，在厚層或薄層中占有一定比例，但分布面積相對(duì)較小。2）井網(wǎng)失控的剩余油，指在原井網(wǎng)雖然鉆遇但未射孔，或是原井網(wǎng)未鉆遇而新加密井鉆遇的油層中的剩余油。3）由于注采系統(tǒng)不完善形成的剩余油，指原井網(wǎng)雖然有井鉆遇，但由于隔層、固井質(zhì)量等方面的原因不能射孔，造成有注無(wú)采、有采無(wú)注或無(wú)采無(wú)注而形成的剩余油。4）薄地層物性極差和薄油層形成的剩余油，是指油層薄、物性差，雖然分布面積較大，但因動(dòng)用差或不動(dòng)用而成片分布的剩余油。在水下分流沉積油藏中，這部分剩余油主要分布在河道間薄砂巖層中的薄砂層、砂體物理性質(zhì)被部分破壞的河道邊緣及小的透鏡狀砂體（通過(guò)井網(wǎng)很難控制）。5）低滲透帶阻隔或巖性尖滅帶所形成的剩余油，在2個(gè)時(shí)期形成的河道與低滲透薄砂巖層相接觸的位置，或者與廢棄河道的泥質(zhì)充填或尖滅區(qū)域相連接的位置和附近區(qū)域都可能富集剩余油［5-7］。

2.2.2 剩余油分布

薩一、薩二、薩三和葡二油層組的采出程度（29.91%）高于高一和高二油層組（23.12%）；薩爾圖、葡萄花（不包含葡一組）、高臺(tái)子油層（不包含高三組）的采出程度分別為30.45%，30.61%和21.57%。

薩一、薩二、薩三和葡二油層組的剩余地質(zhì)儲(chǔ)量（5.55×104t）高于高一和高二油層組（4.01×104t）；薩爾圖、葡萄花（不包含葡一組）、高臺(tái)子油層（不包含高三組）的剩余地質(zhì)儲(chǔ)量分別為201.66×104，48.22×104和160.37×104t。

由以上分析可知，地質(zhì)儲(chǔ)量高的沉積微相和沉積單元，采出程度高，但剩余地質(zhì)儲(chǔ)量一般也較高。

3 開(kāi)發(fā)方案優(yōu)選

3.1 方案設(shè)計(jì)

方案一：預(yù)測(cè)時(shí)間從2004年10月開(kāi)始，注水至含水率為98%結(jié)束。

方案二：預(yù)測(cè)時(shí)間從2005年10月開(kāi)始，0.5 m以下三類(lèi)層注聚合物，兩三試驗(yàn)區(qū)注入井繼續(xù)注聚合物至含水率達(dá)到95%，注水至含水率為98%結(jié)束。注聚合物參數(shù)：聚合物分子量為600×104，注入質(zhì)量濃度為1 g·L-1，注入速度0.1 PV·a-1。

方案三：預(yù)測(cè)時(shí)間從2005年10月開(kāi)始，同時(shí)進(jìn)行所有三類(lèi)層注聚合物至含水率為95%，再注水至含水率為98%結(jié)束。0.5 m以下油層的注聚合物參數(shù)：聚合物分子量為600×104，注入質(zhì)量濃度為1 g·L-1，注入速度0.1 PV·a-1。0.5 m以上油層注聚合物參數(shù)：聚合物分子量為800×104，注入質(zhì)量濃度為1.2 g·L-1，注入速度0.1 PV·a-1。

方案四：預(yù)測(cè)時(shí)間從2004年10月開(kāi)始，兩三試驗(yàn)區(qū)的12口注入井先射開(kāi)表外層，注水至含水率為98%，關(guān)掉表外層，射開(kāi)有效厚度小于0.5 m的層，進(jìn)行一期注聚合物至含水率為95%，注水至含水率為98%；然后關(guān)掉這些層，射開(kāi)有效厚度大于0.5 m的層，進(jìn)行二期注聚合物至含水率95%，注水至含水率為98%結(jié)束。一期注聚合物參數(shù)：聚合物分子量為600× 104，注入質(zhì)量濃度為1 g·L-1，注入速度0.1 PV·a-1。二期注聚合物參數(shù)：聚合物分子量為800×104，注入質(zhì)量濃度為1.2 g·L-1，注入速度0.1 PV·a-1。

方案五：預(yù)測(cè)時(shí)間從2004年10月開(kāi)始，將兩三試驗(yàn)區(qū)的12口水井的三類(lèi)層全部射開(kāi)，注聚合物至含水率為95%，注水至含水率為98%結(jié)束。注聚合物參數(shù)：聚合物分子量為600×104，注入質(zhì)量濃度為1 g·L-1，注入速度0.1 PV·a-1［8-9］。

3.2 方案預(yù)測(cè)結(jié)果

圖1中，方案四預(yù)測(cè)到2029年結(jié)束，采出程度最高，為49.97%：方案三預(yù)測(cè)到2026年，采出程度為46.86%；方案五預(yù)測(cè)到2023年，采出程度為44.52%；方案二預(yù)測(cè)到2021年，采出程度為43.27%；方案一預(yù)測(cè)到2015年，采出程度為39.63%。

圖1 各方案采出程度變化曲線

從圖2可以看出，方案四含水率先逐漸升至98%，由于一期注聚合物，含水率降至94.2%又回升至98%，由于二期注聚合物，含水率降至93.5%又回升至98%；方案三含水率先很快升至96.2%，由于注聚合物，含水率降至90.8%又回升至98%；方案五含水率先很快升至96.2%，后降至92%又回升至98%；方案二含水率先逐漸升至96.2%，后降至93.5%又回升至98%；方案一含水率逐漸升至98%。

圖2 各方案含水率變化曲線

通過(guò)以上分析可知，方案四對(duì)于提高三類(lèi)油層的采收率和控制含水率效果最好，建議按照方案四實(shí)施。

4 結(jié)論

1）剩余油類(lèi)型包括注采井之間壓力平衡帶（滯留區(qū)）剩余油、井網(wǎng)失控型剩余油、注采系統(tǒng)不完善型剩余油、薄地層物性極差和薄油層剩余油、低滲透帶阻隔或巖性尖滅帶形成的剩余油等。

2）地質(zhì)儲(chǔ)量高的沉積微相和沉積單元，采出程度高，但剩余地質(zhì)儲(chǔ)量一般也較高。

3）對(duì)三類(lèi)油層進(jìn)行注聚合物開(kāi)發(fā)，采用一期射開(kāi)有效厚度小于0.5 m油層聚合物驅(qū)，二期補(bǔ)開(kāi)有效厚度大于0.5 m油層聚合物驅(qū)，提高采收率幅度及含水率下降幅度最大。

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Numerical simulation of polymer flooding in ClassⅢreservoir of Daqing Oilfield

Zhang Yanhui1Zeng Xuemei2Wang Yingbiao3Qu Weiwei1
(1.MOE Key Laboratory of Enhanced Oil and Gas Recovery,Northeast Petroleum University,Daqing 163318,China;2.NO.3 Oil Production Plant,Daqing Oilfield Company Limited,PetroChina,163000,China;3.Fourth Branch of Daqing Drilling Company, Songyuan 138000,China)

The producing performance of ClassⅢreservoir is poor and the degree of reserves recovery is low in Sabei development area.There still is a lot of remaining oil in the reservoir,and it is a potential aim of further increasing reserves and production. Through the research of the potential and limit for staged exploitation of polymer flooding in ClassⅢreservoir,on the basis of the analysis of geological features of ClassⅢreservoir in Daqing Oilfield,as well as the analysis of development status of pilot area of polymer injection of the reservoir,numerical simulation is used for the analysis of remaining oil distribution rule in ClassⅢreservoir of northeast No.2 pilot area in northern Saertu study area and the analysis of the best combination development model of polymer flooding in ClassⅢreservoir.The results show that for the polymer flooding development in ClassⅢreservoir,it is best to conduct the polymer flooding in the reservoir where the perforated effective thickness is less than 0.5 m at the first stage,with the polymer flooding in the reservoir where the effective thickness is greater than 0.5 m at the second stage.It can effectively tap the potential of remaining oil and increase the recovery ratio.

ClassⅢreservoir;numerical simulation;polymer flooding;distribution of remaining oil

黑龍江省自然科學(xué)基金項(xiàng)目“低滲透油田精細(xì)評(píng)價(jià)與提高采收率機(jī)理研究”（E200902）；中國(guó)博士后科學(xué)基金項(xiàng)目“薩中西西塊精細(xì)油藏描述及三元復(fù)合驅(qū)數(shù)值模擬研究”（20090460865）

TE357

：A

1005-8907（2011）02-232-03

2010-06-21；改回日期：2011-01-11。

張彥輝，男，1982年生，在讀碩士研究生，2007年畢業(yè)于黑龍江科技學(xué)院自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)，從事油氣田開(kāi)發(fā)理論與技術(shù)方面的研究。E-mail：zyhxingxing@yahoo.com.cn。

（編輯 孫 薇）

張彥輝，曾雪梅，王穎標(biāo)，等.大慶油田三類(lèi)油層聚合物驅(qū)數(shù)值模擬研究［J］.斷塊油氣田，2011，18（2）：232-234. Zhang Yanhui，Zeng Xuemei，Wang Yingbiao，et al.Numerical simulation of polymer flooding in ClassⅢreservoir of Daqing Oilfield［J］.Fault-Block Oil&Gas Field，2011，18（2）：232-234.