劉 歆，周鳳軍，張迎春，王惠芝，鄭 浩

(中海油天津分公司，天津 300452)

海上油田稀井網(wǎng)大井距聚合物驅(qū)應(yīng)用與分析

劉 歆，周鳳軍，張迎春，王惠芝，鄭 浩

(中海油天津分公司，天津 300452)

為改善海上X油田產(chǎn)量遞減現(xiàn)狀，在室內(nèi)評(píng)價(jià)及小井組試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了中高含水期的早期聚合物驅(qū)礦場試驗(yàn)，提出了海上油田注入井分層分質(zhì)注入、分層調(diào)剖，油井提液引效的措施。研究表明，稀井網(wǎng)大井距聚合物驅(qū)主要以擴(kuò)大平面波及體積為主;從邊部油井的見效特征分析可知，聚合物注入可有效壓制邊水入侵，但對(duì)改善縱向?qū)娱g矛盾效果有限。X油田早期聚合物驅(qū)試驗(yàn)為海上同類油田的開發(fā)提供了重要參考依據(jù)。

早期聚合物驅(qū);大井距;海上油田;聚驅(qū)特征;邊底水

引言

聚合物驅(qū)作為水驅(qū)后進(jìn)一步提高采收率的技術(shù)，已經(jīng)進(jìn)行大規(guī)模的工業(yè)化應(yīng)用，取得了顯著的效果［1］。聚合物溶液能夠提高驅(qū)替相的黏度、改善驅(qū)替相與原油的流度比，從而可以擴(kuò)大平面波及體積，降低含水率。為了在平臺(tái)壽命期內(nèi)加快海上油田采油速度、高速高效地開發(fā)，提出了中高含水期早期注聚的理念［2］，在渤海M油田開展先導(dǎo)性試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，開展了海上X油田的早期注聚實(shí)踐。

1 研究區(qū)域簡介

X油田位于渤海遼東灣北部海域，油田構(gòu)造簡單，構(gòu)造為北東—南西向展布的狹長帶狀斷裂背斜。以陸相三角洲沉積為主，儲(chǔ)層平面及縱向非均質(zhì)性強(qiáng)。原油密度大，黏度中等，為常規(guī)重質(zhì)原油。

X油田1999年投入開發(fā)，初期采用反九點(diǎn)400 m井距的井網(wǎng)主要生產(chǎn)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ油組。根據(jù)生產(chǎn)特征將開發(fā)歷程劃分為2個(gè)階段:一是在邊水和注入水的共同作用下，含水迅速上升階段;二是油田進(jìn)入中高含水期后進(jìn)行產(chǎn)液結(jié)構(gòu)調(diào)整的含水平穩(wěn)階段。目前X油田正處于中高含水期。

2 聚合物驅(qū)區(qū)塊篩選

根據(jù)提高采收率方法篩選技術(shù)規(guī)范［3］，確定X油田為適合聚驅(qū)開發(fā)油田，各參數(shù)對(duì)照如表1所示。X油田儲(chǔ)層發(fā)育穩(wěn)定，注采井網(wǎng)完善，其中西區(qū)受邊水及氣頂影響較弱，最終確定在W平臺(tái)實(shí)施整體注聚。

表1 X油田聚合物驅(qū)區(qū)塊參數(shù)篩選對(duì)照

3 X油田注水井特征

3.1 壓力特征

隨著開發(fā)長期進(jìn)行，X油田進(jìn)入中高含水期。采用反九點(diǎn)井網(wǎng)進(jìn)行開發(fā)，注采井?dāng)?shù)比為1∶3，注水井注入壓力較大。注入聚合物前，西區(qū)注聚井注入壓力在11 MPa左右，對(duì)部分高壓井實(shí)施酸化措施;注入聚合物后，大部分注聚井的注入壓力表現(xiàn)出上升趨勢，當(dāng)?shù)竭_(dá)峰值后壓力逐漸下降并保持平穩(wěn)。

對(duì)8口注聚井的壓力變化進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。8口注聚井的壓力峰值與注水壓力相比，上升幅度為8～38個(gè)百分點(diǎn)，平均壓力峰值提高22個(gè)百分點(diǎn)。與注水相比，注聚壓力值上升幅度高1.6～21.0個(gè)百分點(diǎn)，平均穩(wěn)定壓力上升10.6個(gè)百分點(diǎn)。與陸地油田相比，海上油田注聚井壓力上升幅度小，主要是由于:一方面采用反九點(diǎn)井網(wǎng)開發(fā)，注采井?dāng)?shù)比小，注水井轉(zhuǎn)注聚合物前注入壓力較高;另一方面，由于海上油田注采井距較大，注水井注入能力受限制，注入段塞量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于陸地油田;另外，受到海上平臺(tái)空間限制，聚合物溶液到達(dá)井口時(shí)黏度損失量也較大。

3.2 阻力系數(shù)

3.2.1 霍爾曲線法求取阻力系數(shù)

注入壓力與時(shí)間的乘積為霍爾積分，霍爾積分與累計(jì)注入量的關(guān)系曲線為霍爾曲線，霍爾曲線的斜率反映了油層的滲透性［4］。通過注入聚合物前后霍爾曲線的斜率可以計(jì)算出阻力系數(shù)(注入聚合物前、后霍爾曲線斜率的比值)。阻力系數(shù)的大小顯示了聚合物溶液降低油層滲透性的程度。

對(duì)西區(qū)8口注聚井實(shí)施地面分層分注前，采用霍爾曲線法求取阻力系數(shù)，除1口井阻力系數(shù)小于1外，其他注聚井的阻力系數(shù)均大于1，為1.11～1.27，均值為1.17。阻力系數(shù)的量值反映出聚合物溶液的注入可建立一定的滲流阻力，但阻力系數(shù)值較小，對(duì)改善縱向?qū)娱g矛盾的作用有限:一方面，可能與注入聚合物前的酸化作業(yè)有關(guān)，解除了近井地帶的阻塞，在注入聚合物溶液前，地層滲透能力得到恢復(fù);另一方面，由于海上油田注水井普遍采用篩管防砂方式，推測聚合物溶液在進(jìn)入地層前黏度受剪切損失嚴(yán)重，只在近井范圍內(nèi)建立起有效的滲流阻力。

3.2.2 變異系數(shù)與阻力系數(shù)的關(guān)系

變異系數(shù)是描述油藏非均質(zhì)性的1個(gè)重要參數(shù)。礦場實(shí)踐表明，洛倫茲曲線法能夠廣泛地適應(yīng)不同類型油藏，能夠較好地反映儲(chǔ)層的非均質(zhì)程度［5－6］。因此，本文在計(jì)算變異系數(shù)時(shí)采用洛倫茲曲線法，并采用厚度加權(quán)計(jì)算滲透率分布。變異系數(shù)小于0.5時(shí)，儲(chǔ)層相對(duì)均質(zhì);變異系數(shù)為0.5～ 0.7時(shí)，儲(chǔ)層非均質(zhì)性中等;變異系數(shù)大于0.7時(shí)，儲(chǔ)層為強(qiáng)非均質(zhì)性。X油田變異系數(shù)與阻力系數(shù)的關(guān)系見圖1。

圖1 變異系數(shù)與阻力系數(shù)的關(guān)系

從圖1中可以看出，阻力系數(shù)隨著變異系數(shù)的增大呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢，也就是說，對(duì)于較為均質(zhì)或是強(qiáng)非均質(zhì)的儲(chǔ)層，聚合物的注入能夠建立較為有效的阻力系數(shù)。較均質(zhì)儲(chǔ)層注入聚合物溶液時(shí)，井組內(nèi)小層剩余油飽和度相對(duì)較高，聚合物溶液前緣含油飽和度較高，前緣滲流阻力較大。當(dāng)變異系數(shù)較大時(shí)，注入聚合物沿高滲通道竄流，隨著聚合物的注入，層間矛盾突出，聚合物溶液仍沿高滲通道注入，雖然平面波及體積擴(kuò)大，但因滲流通道狹窄而導(dǎo)致滲流阻力增加。

3.3 吸水剖面特征

從部分注入井的吸水剖面測試可以看出，聚合物溶液的注入，對(duì)于縱向?qū)娱g矛盾有一定的改善作用，但改善能力有限。

綜合壓力特征、阻力系數(shù)變化特征以及吸水剖面情況可知，海上油田稀井網(wǎng)大井距的特點(diǎn)，以及聚合物溶液注入流程及管柱的限制，導(dǎo)致聚合物溶液對(duì)于改善海上油田層間非均質(zhì)性的能力有限。

4 采油井特征

4.1 產(chǎn)液量及含水率特征

西區(qū)注聚井的實(shí)施逐步完成，導(dǎo)致中心井動(dòng)態(tài)變化特征復(fù)雜化。選取1口邊部油井A，對(duì)其產(chǎn)液量及含水率變化特征進(jìn)行分析。開始注入聚合物時(shí)，油藏邊部采油A井產(chǎn)液量略有升高，含水率上升，動(dòng)液面開始下降;之后在某一時(shí)刻產(chǎn)液量開始下降，產(chǎn)油量增大，含水率降低，動(dòng)液面開始恢復(fù)。

開始注入聚合物階段，注入聚合物導(dǎo)致近井地帶壓力升高，壓力波還未傳播到油井，油水井造成短暫隔斷，油井出現(xiàn)類似“衰竭式”開采。由于水的流動(dòng)能力較強(qiáng)，相比油更容易流向井底，因此造成含水率略有上升。當(dāng)注聚井與采油井建立有效的驅(qū)替后，平面波及體積擴(kuò)大，更多的原油流向井底，采油井的產(chǎn)液量開始下降。同時(shí)，聚合物溶液的注入使地層壓力升高，油井流壓增大，導(dǎo)致油井動(dòng)液面開始回升。

4.2 受邊水作用的油井特征

采油井B處于斷塊內(nèi)，從動(dòng)態(tài)分析可知，采油井B受到斷塊內(nèi)邊水及注入水的共同作用。從井生產(chǎn)曲線(圖2)可知，注聚前采油井B進(jìn)行了提液生產(chǎn);注聚后，采油井B產(chǎn)液量呈現(xiàn)先升高后降低，含水率先升高后降低，動(dòng)液面升高的趨勢。

圖2 B采油井動(dòng)態(tài)特征曲線

聚合物的注入增加了驅(qū)替劑的黏度，使?jié)B流阻力增大，注入壓力升高。一方面擴(kuò)大了平面的波及體積，另一方面使地層壓力回升。從理論上分析可知，由于地層壓力的恢復(fù)，當(dāng)油水井間建立有效驅(qū)替后，油井井底流壓也會(huì)回升。對(duì)于弱邊水作用的邊部油井來說，油井井底流壓的升高導(dǎo)致平均地層壓力與井底流壓間的壓差變小，導(dǎo)致邊水流入油井的水量開始下降。從以上分析中可以看出，聚合物溶液的注入，可有效地壓制弱邊水的水體入侵。

5 措施調(diào)整

5.1 調(diào)整注聚濃度，改善注入工藝

從現(xiàn)場實(shí)際的注入情況來看，聚合物的溶解、熟化及混合工藝等受到平臺(tái)空間設(shè)備限制，導(dǎo)致聚合物溶液到達(dá)井口的黏度過低，約為實(shí)驗(yàn)室評(píng)價(jià)黏度的40%，無法達(dá)到方案設(shè)計(jì)要求。對(duì)此，初期采用提高注入濃度的辦法來提高聚合物黏度，同時(shí)，需不斷改進(jìn)配置及混合工藝，提高聚合物溶液的黏度。

5.2 增加注水井點(diǎn)，緩解注水壓力

由于海上油田稀井網(wǎng)大井距的開發(fā)特點(diǎn)，造成了注水井“點(diǎn)強(qiáng)面弱”的注水形式，注水井注入強(qiáng)度較大。隨著油田進(jìn)入中高含水期，油田普遍實(shí)施提液來提高油井產(chǎn)量，為滿足注水需求，注水井注入量不斷增大，井口壓力不斷升高，注入強(qiáng)度不斷加大?？赡軐?dǎo)致近井地帶的顆粒發(fā)生運(yùn)移，地層受到嚴(yán)重的堵塞;同時(shí)，注入聚合物后，由于受到更強(qiáng)烈的剪切作用，聚合物的有效工作黏度會(huì)較大程度地?fù)p失在近井地帶，難以在油藏深部建立滲流阻力，起到擴(kuò)大波及體積的作用。

將反九點(diǎn)面積井網(wǎng)逐步轉(zhuǎn)為行列注采井網(wǎng)，可降低注水井的壓力，降低注入強(qiáng)度，聚合物溶液受到的剪切作用減小，有利于聚合物溶液在油藏深部建立滲流阻力;同時(shí)，井網(wǎng)形式的轉(zhuǎn)變使壓力平衡區(qū)采油井間的剩余油得到動(dòng)用，起到擴(kuò)大平面波及體積的作用。

5.3 調(diào)整產(chǎn)液結(jié)構(gòu)，擴(kuò)大聚驅(qū)效果

借鑒陸地油田中高含水期控水穩(wěn)油的成熟經(jīng)驗(yàn)［7－8］，結(jié)合海上油田實(shí)際情況，發(fā)展了海上油田中高含水期注聚穩(wěn)油控水的配套技術(shù)。

(1)實(shí)施地面分層注入［9－10］。對(duì)X油田8口注入井采用地面多管分注工藝，實(shí)施地面分層注入。對(duì)分層注入量以及小層注入濃度開展優(yōu)化研究，并實(shí)施了分層調(diào)剖與分層酸化相結(jié)合的措施，控制主要產(chǎn)水層位的注水，加強(qiáng)未水淹層、弱水淹層的動(dòng)用，均衡動(dòng)用各類油層。

(2)優(yōu)選提液井，擴(kuò)大聚驅(qū)效果［11］。依據(jù)X油田無因次采油采液指數(shù)理論曲線、單井含水率、地層壓力狀況分析［12］，認(rèn)為X油田適宜開展提液措施。在此基礎(chǔ)上，對(duì)提液井進(jìn)行篩選。選取動(dòng)液面高、沉沒度大、地層能量充足、生產(chǎn)壓差小、無出砂歷史，且注聚初步見到效果的采油井，開展提液措施。

6 結(jié)論

(1)由于儲(chǔ)層非均質(zhì)性、井網(wǎng)井距、聚合物溶液注入狀況等多因素影響，聚合物溶液對(duì)于改善海上油田儲(chǔ)層層間矛盾的能力有限。

(2)聚合物驅(qū)采油井的見效特征為:產(chǎn)液先增加后降低，含水率先升高后下降，動(dòng)液面先下降后逐漸回升。聚合物溶液的注入可有效壓制弱邊水的入侵，對(duì)于邊部剩余油的挖潛有著重要意義。

(3)注入井采取分層分質(zhì)注入，采油井采取提液酸化措施，將高含水期水驅(qū)產(chǎn)液結(jié)構(gòu)調(diào)整與聚合物驅(qū)相結(jié)合，可取得一定效果。

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Polymer flooding practice and analysis for offshore oilfield with large well spacing

LIU Xin，ZHOU Feng－jun，ZHANG Ying－chun，WANG Hui－zhi，ZHENG Hao
(CNOOC Tianjin Branch，Tianjin300452，China)

The offshore X oilfield has shown production decline and medium－h(huán)igh water cut，so that polymer flooding field test is conducted based on laboratory evaluation and small well group test.Proposed measures for the offshore oilfield include separate injection，separate zone profile control and pump－induced lifting.Researches indicate that polymer flooding with large well spacing can expand swept volume;the responses in edge oil wells show that polymer injection can effectively control edge water invasion，but has little effect to mitigating vertical interlayer interference.The polymer flooding practice in the X oilfield offers important reference for development of analogous offshore oilfields.

polymer flooding;large well spacing;offshore oilfield;polymer flooding characteristics;edge/bottom water

TE53

A

1006－6535(2012)03－0104－04

10.3969/j.issn.1006－6535.2012.03.027

20110923;改回日期:20111205

國家重大科技專項(xiàng)“大型油氣田及煤層氣開發(fā)”(2011ZX05057－001)部分研究內(nèi)容

劉歆(1975－)，女，工程師，1994年畢業(yè)于中國石油大學(xué)(華東)應(yīng)用地球物理專業(yè)，1997年畢業(yè)于該校地質(zhì)工程專業(yè)，獲碩士學(xué)位，現(xiàn)從事油氣田開發(fā)與研究工作。

編輯周丹妮