婁小娟，孟立新 （中石油大港油田分公司勘探開發(fā)研究院，天津300280）

喬宏實(shí) （渤海鉆探定向井技術(shù)服務(wù)公司，天津300280）

朱紅云 （中石油大港油田分公司勘探開發(fā)研究院，天津300280）

高含水油藏脈沖注水開發(fā)效果及其影響因素分析

婁小娟，孟立新 （中石油大港油田分公司勘探開發(fā)研究院，天津300280）

喬宏實(shí) （渤海鉆探定向井技術(shù)服務(wù)公司，天津300280）

朱紅云 （中石油大港油田分公司勘探開發(fā)研究院，天津300280）

脈沖注水作為油藏開發(fā)中后期一種有效挖潛措施，其增產(chǎn)效果受諸多因素影響。為了研究脈沖注水效果影響因素和增產(chǎn)效果，選取典型區(qū)塊 （港東二區(qū)四斷塊）開展脈沖注水?dāng)?shù)值模擬試驗(yàn)，并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析總結(jié)，從而加深對(duì)脈沖注水技術(shù)的了解，為脈沖注水現(xiàn)場實(shí)施提供一定參考。通過研究發(fā)現(xiàn)，在合理的參數(shù)條件下，脈沖注水是一種提高油藏采收率的有效增產(chǎn)手段。

脈沖注水；注水振幅；注水周期；采液強(qiáng)度；數(shù)值模擬

港東二區(qū)四斷塊位于港東油田西側(cè)，區(qū)內(nèi)地勢平緩，斷層復(fù)雜。該斷塊主要目的層為明化鎮(zhèn)組和館陶組，其中明化鎮(zhèn)組為曲流河沉積，館陶組為辮狀河沉積。主要發(fā)育高孔高滲細(xì)砂巖儲(chǔ)層，儲(chǔ)層物性較好，平均孔隙度31%，平均滲透率970×10－3μm2，但儲(chǔ)層非均質(zhì)性較強(qiáng)。1970年投入開發(fā)，經(jīng)過30多年的開發(fā)及綜合調(diào)整，先后經(jīng)歷了多次開發(fā)調(diào)整。目前平均單井日產(chǎn)油5.03t，剩余可采儲(chǔ)量采油速度7.8%，綜合含水92.74%，采出程度37.81%，進(jìn)入特高含水開發(fā)后期，開采難度逐漸加大，為了改善開發(fā)效果，開展了脈沖注水研究。

1 脈沖注水適用性分析

注水開發(fā)對(duì)于非均質(zhì)層狀砂巖油藏來說，注入水首先流過阻力較小的高滲透率層，經(jīng)過長時(shí)間的沖刷作用，高滲透率層的滲透率進(jìn)一步增高，形成竄流通道；而在低滲透層，由于注入水的滲流阻力較大，造成水的推進(jìn)緩慢，大量的原油未被波及到，而脈沖注水可以擴(kuò)大注水波及體積、減少層間矛盾。脈沖注水通過周期性地改變注水量，在地層中造成不穩(wěn)定的壓力狀態(tài)，地層中壓力不斷升高和降低，從而產(chǎn)生附加壓差；在壓力上升過程中，注入水從高滲透層進(jìn)入低滲透層，在壓力下降階段，油從低滲透層被驅(qū)出來，完成驅(qū)油過程。脈沖注水過程中，地層間含油飽和度及滲透性差異越大，產(chǎn)生的附加壓力差越大，在一個(gè)注水周期內(nèi)由高滲透層段滲透到低滲透層段的水量和低滲透層段滲透到高滲透層段中的油量也越多，即脈沖注水改善水驅(qū)效果越明顯。一般認(rèn)為脈沖注水適用于區(qū)塊整體上已大片水淹，含水率較高的油藏。港東二區(qū)四斷塊層內(nèi)非均質(zhì)性嚴(yán)重，目前綜合含水達(dá)到93%，處于開發(fā)中后期，經(jīng)過初步分析，認(rèn)為脈沖注水可以作為港東二區(qū)四斷塊的一種有效挖潛手段。

2 脈沖注水開發(fā)效果分析及參數(shù)優(yōu)化

2.1 模型簡介及注水井組選擇

2.1.1 模型選擇

為更好地反映出地下流體分布情況，提高脈沖注水研究的準(zhǔn)確性和實(shí)用性，首先對(duì)整個(gè)油藏進(jìn)行精細(xì)油藏?cái)?shù)值模擬，精細(xì)模擬劃分到單砂體為一個(gè)數(shù)模層，將港東二區(qū)四斷塊明化鎮(zhèn)組、館陶組共劃分為74個(gè)單砂層。首先通過RMS建模軟件建立三維可視化地質(zhì)模型，經(jīng)網(wǎng)格粗化后輸出Eclipse數(shù)模模型，整個(gè)模型的網(wǎng)格數(shù)為66×58×74＝283272個(gè)，網(wǎng)格步長大約30m，如圖1、圖2所示。

圖1 港東二區(qū)四斷塊網(wǎng)格模型

圖2 港東二區(qū)四斷塊滲透率屬性模型

由于該斷塊生產(chǎn)時(shí)間長，調(diào)換層頻繁，為準(zhǔn)確地模擬油藏的實(shí)際生產(chǎn)及剩余油分布情況，采用以一個(gè)月為模擬時(shí)間步，嚴(yán)格按照井的生產(chǎn)措施以及井的生產(chǎn)歷史進(jìn)行模擬，建立三維動(dòng)態(tài)模型。通過合理調(diào)整參數(shù)，完成該斷塊的歷史擬合，并達(dá)到擬合精度誤差的要求。

2.1.2 注水井組選擇

選取港東二區(qū)四斷塊NmⅢ5－2小層港6－55井組，進(jìn)行脈沖注水優(yōu)化研究。NmⅢ5－2小層港6－55井組是一個(gè)獨(dú)立的小砂體，平均孔隙度25%，平均滲透率3000×10－3μm2，地質(zhì)儲(chǔ)量22.18×104t。2009年12月，該井組只有2口井 （港6－55井注水，港6－57井采油）正常利用 （圖3），綜合含水87%。數(shù)模模型見圖4。

圖3 港6－55井組構(gòu)造井位圖

圖4 港6－55井組數(shù)模模型

2.2 脈沖注水參數(shù)優(yōu)化及效果分析

2.2.1 脈沖振幅優(yōu)化

注水振幅是影響脈沖注水的主要參數(shù)之一。從理論上講，實(shí)施脈沖注水時(shí)，水量變化幅度越大越能造成較大的地層壓力波動(dòng)，增加水的微觀波及體積。為了驗(yàn)證不同振幅對(duì)脈沖注水開發(fā)效果的影響以及與常規(guī)注水相比的增產(chǎn)效果，在考慮地面注水系統(tǒng)能力和地層破裂壓力條件下，進(jìn)行了5種不同注水方案的模擬，即在保證注水總量相同的條件下，通過改變每個(gè)月的注水量，形成不同振幅的脈沖注水方案，見表1，注水時(shí)間從2009年12月到2011年12月，共24個(gè)月。預(yù)測累積增產(chǎn)油量見圖5。

表1 不同振幅注水方案月注入水量表

由圖5可以看出，在注水量相同的條件下，注水振幅越大，累積產(chǎn)油量越大，驅(qū)油效果越好；與常規(guī)注水相比，只有在合理振幅下的脈沖注水開發(fā)效果好于常規(guī)注水，如63方案、72方案、90方案；其中90方案增產(chǎn)效果最好，兩年內(nèi)累積產(chǎn)油1.626×104t，比常規(guī)注水增產(chǎn)油量0.042×104t，占兩年總產(chǎn)量的2.7%，提高采出程度0.19%。

圖5 各方案累產(chǎn)油柱狀圖

2.2.2 注水周期優(yōu)選

注水周期的長短受注采井距及壓力傳導(dǎo)速度等因素影響。該次模擬在保證注水量相同的條件下，實(shí)施不同的注水周期，從而量化注水周期對(duì)脈沖注水增產(chǎn)效果的影響。模擬以下4種方案，即注水井注水1個(gè)月后，分別以停注1個(gè)月、2個(gè)月、3個(gè)月、4個(gè)月各為1周期進(jìn)行脈沖注水模擬，分別稱為停注1、停注2、停注3、停注4方案，見表2，每個(gè)注水方案注水5個(gè)周期，注水總量4.5×104m3，并與常規(guī)注水進(jìn)行比較。

表2 注水周期優(yōu)化方案設(shè)計(jì)表

從注水井累積注水量曲線 （圖6）可以看出，雖然注水周期不同，但保證各方案的注水總量相同；從累積產(chǎn)油量柱狀圖 （圖7）明顯可以看出，注水周期對(duì)脈沖注水的驅(qū)油效果有影響，注入1個(gè)月以后隨著停注時(shí)間的增加，油井累積產(chǎn)油量減少，驅(qū)油效果降低，有的甚至低于常規(guī)注水 （如停注4方案）。其中開發(fā)效果最好的是停注1方案，即注水井注入1個(gè)月后停注1個(gè)月的注水方式，其累產(chǎn)油與常規(guī)注水相比增產(chǎn)0.06×104t，約占總產(chǎn)量的4.5%，提高采出程度0.27%。

2.2.3 采液強(qiáng)度優(yōu)化

在注水振幅和周期相同的條件下，油井產(chǎn)液量對(duì)脈沖注水開發(fā)效果也有影響。該次模擬采用注水量相同的條件下，采油井分別以170、200、300、350、450和550m3的月采液量進(jìn)行試驗(yàn)，分別稱為170方案、200方案、300方案、350方案、450方案、550方案，生產(chǎn)時(shí)間24個(gè)月。由累積產(chǎn)油量曲線圖8可以看出，隨著采液速度的增加，脈沖注水和常規(guī)注水的累積產(chǎn)油量都為先增加后減少。從脈沖注水與常規(guī)注水累積增油量曲線 （圖9）可以看出，隨著月采液量的不同，脈沖注水的增油效果由差到好再到差，即只有在合理的采液速度下，脈沖注水才有增產(chǎn)效果，開發(fā)效果才優(yōu)于常規(guī)注水。對(duì)該斷塊來說，月采液量為300～450m3時(shí)脈沖注水的增產(chǎn)效果最明顯，以采液量為450m3/月來說，脈沖注水比常規(guī)注水增產(chǎn)0.05×104t，約占總產(chǎn)油量的3.3%，提高采出程度0.23%。

圖6 不同方案累積注水曲線圖

圖7 不同方案累產(chǎn)油柱狀圖

圖8 不同方案累產(chǎn)油量曲線圖

圖9 與常規(guī)注水相比累積增油量曲線圖

3 結(jié) 論

1）港東二區(qū)四斷塊目前含水率較高處于開發(fā)中后期，脈沖注水可以作為一種有效的挖潛措施進(jìn)行實(shí)施。

2）脈沖注水挖潛效果受注水振幅影響；振幅越大，累積產(chǎn)油量越大，驅(qū)油效果越好。

3）脈沖注水挖潛效果受注水間隔影響；隨著注水間隔的增加，開發(fā)效果變差，對(duì)于該注采井網(wǎng)來說，注水1個(gè)月停注1個(gè)月，即注水間隔為1個(gè)月時(shí)，挖潛效果最好。

4）脈沖注水挖潛效果受采液強(qiáng)度影響，在合理采液強(qiáng)度的條件下，脈沖注水增產(chǎn)優(yōu)勢才能顯現(xiàn)。

5）脈沖注水的開發(fā)效果不一定優(yōu)于常規(guī)注水，但在合理的參數(shù)條件下，脈沖注水開發(fā)效果一定好于常規(guī)注水。

［1］路士華，牛樂琴.層狀砂巖油藏周期注水動(dòng)態(tài)參數(shù)優(yōu)選 ［J］.斷塊油氣田，2003，10（1）：44～46.

［2］孟立新，田云.多油層砂巖油藏特高含水期脈沖注水效果分析 ［J］.油氣采收率技術(shù)，2000，7（4）：23～27.

TE341

A

1000－9752（2011）06－0300－04

2011－02－20

婁小娟 （1982－），女，2009年中國石油大學(xué) （北京）畢業(yè)，碩士，助理工程師，現(xiàn)從事油藏描述及油藏?cái)?shù)值模擬工作。

［編輯］ 蕭 雨