徐路生，尹太舉，代盈營(yíng)(油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(長(zhǎng)江大學(xué)),湖北 荊州 434023)

田 宏(渤海鉆探工程公司油氣合作開(kāi)發(fā)分公司，天津 300280)

油藏?cái)?shù)值模擬技術(shù)在大慶高含水油田的應(yīng)用

徐路生，尹太舉，代盈營(yíng)(油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(長(zhǎng)江大學(xué)),湖北 荊州 434023)

田 宏(渤海鉆探工程公司油氣合作開(kāi)發(fā)分公司，天津 300280)

經(jīng)過(guò)多年的穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)，大慶油田進(jìn)入高含水階段，由于油層多，層系之間的差異大，井網(wǎng)劃分跨層系現(xiàn)象較為普遍，剩余油分布越來(lái)越復(fù)雜,給油田穩(wěn)產(chǎn)和調(diào)整挖潛帶來(lái)的難度越來(lái)越大,剩余油分布預(yù)測(cè)成為高含水期油田的開(kāi)發(fā)關(guān)鍵。為定量分析大慶油田進(jìn)入高含水期的剩余油分布特征，以精細(xì)油藏描述為基礎(chǔ)，結(jié)合油藏開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)，利用油藏?cái)?shù)值模擬技術(shù)再現(xiàn)油藏生產(chǎn)過(guò)程和不同時(shí)期油水分布?；诖髴c油田北三區(qū)西部開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)和監(jiān)測(cè)資料，利用地質(zhì)模型對(duì)區(qū)塊生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行了模擬，再現(xiàn)了油藏開(kāi)發(fā)歷程。由于層段多、砂體形態(tài)復(fù)雜、層內(nèi)非均質(zhì)性較嚴(yán)重，油層部分部位控制程度相對(duì)較差，在油層的邊角部位、差油層及層內(nèi)差儲(chǔ)層段成為剩余油分布的集中區(qū)。以該剩余油的分布特征提供相應(yīng)的措施調(diào)整，從而解決油藏注水開(kāi)發(fā)中的3大矛盾，對(duì)油田開(kāi)發(fā)生產(chǎn)起到了很好的指導(dǎo)作用。

高含水；油藏?cái)?shù)值模擬；剩余油

松遼盆地發(fā)育有3套含油組合，即上部黑帝廟油層含油組合，中部薩、葡、高油層含油組合，下部扶楊油層含油組合。而大慶油田北三區(qū)屬中部含油組合，發(fā)育薩、葡、高三套油層，形成于松遼盆地整體坳陷過(guò)程中的一個(gè)顯著回返和充填時(shí)期，即青山口組水退旋回晚期至姚家組-嫩江組水進(jìn)旋回早期，屬早白堊中期松遼盆地北部大型河流-三角洲沉積，沉積總厚度約380m。北三區(qū)薩爾圖油層以三角洲內(nèi)前緣和三角洲外前緣沉積為主，主要發(fā)育水下分流河道、主體席狀砂和非主體席狀砂微相。葡萄花油層主要為三角洲平原及三角內(nèi)前緣沉積，在該段地層上部發(fā)育大型的分流河道沉積，下部以內(nèi)前緣的水下分流河道及席狀砂沉積為主。薩爾圖油層以三角洲外前緣和內(nèi)前緣沉積為主，主要發(fā)育主體席狀砂和非主體席狀砂2種微相。

北三區(qū)經(jīng)過(guò)多年的穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)，油水分布非常復(fù)雜。加之油層多，層系之間的差異大，井網(wǎng)劃分跨層系現(xiàn)象較為普遍，而且目前在水驅(qū)基礎(chǔ)上，還采用了多種三次采油工藝，特別是進(jìn)入高含水后期開(kāi)發(fā)后,剩余油分布越來(lái)越復(fù)雜,給油田穩(wěn)產(chǎn)和調(diào)整挖潛帶來(lái)的難度越來(lái)越大,剩余油分布預(yù)測(cè)成為高含水期油田的開(kāi)發(fā)關(guān)鍵。剩余油的研究較多，但是基本上都屬于定性分析，不能直接測(cè)定剩余油，而是通過(guò)一定的處理、計(jì)算、推導(dǎo)得出地下剩余油的分布狀況。而油藏?cái)?shù)值模擬技術(shù)很好解決了該類(lèi)問(wèn)題，油藏?cái)?shù)值模擬方法就是利用油水滲流理論，對(duì)各層段的剩余油形成過(guò)程進(jìn)行模擬，弄清油水運(yùn)動(dòng)規(guī)律，定量刻畫(huà)不同時(shí)期的油水分布，動(dòng)態(tài)描述剩余油的分布和變化，反映出各個(gè)階段各層的剩余油分布狀況，總結(jié)剩余油分布規(guī)律，并提供相應(yīng)的挖潛措施。

1 研究區(qū)概況

北三區(qū)西部位于大慶長(zhǎng)垣薩爾圖油田純油區(qū)內(nèi)，含油面積18.50km2，地質(zhì)儲(chǔ)量13098×104t，縱向上發(fā)育薩爾圖、葡萄花、高臺(tái)子3套油層，共分7個(gè)油層組、27個(gè)砂巖組、92個(gè)沉積單元。油藏類(lèi)型為背斜型砂巖油藏，無(wú)氣頂，不對(duì)稱短軸背斜構(gòu)造，具有統(tǒng)一的壓力系統(tǒng)，邊水、底水不活躍。自1964年薩、葡主力油層投入開(kāi)發(fā)以來(lái)，研究區(qū)先后經(jīng)歷了3次大的調(diào)整，截止2009年12月，全區(qū)累積注水24738.41×104m3,累積產(chǎn)油4583.61×104t，采出程度34.99%，采油速度0.61%，累計(jì)注采比1.02，年注采比0.94，綜合含水92.04%，地層壓力10.76MPa。該區(qū)已經(jīng)進(jìn)入高含水階段。

2 油藏?cái)?shù)值模擬應(yīng)用

2.1工區(qū)模型建立和網(wǎng)格劃分

選取整個(gè)區(qū)塊范圍內(nèi)的水驅(qū)井做為模擬區(qū)，由于該地區(qū)具有較強(qiáng)的層內(nèi)非均質(zhì)性和強(qiáng)烈的平面非均質(zhì)性，因此選用ECLIPSE三維三相黑油模擬軟件作為模擬器。為精細(xì)模擬該油藏，并考慮今后的井網(wǎng)部署，建立平面模擬網(wǎng)格系統(tǒng)如下：在X方向有63個(gè)節(jié)點(diǎn)，Y方向80個(gè)節(jié)點(diǎn)，Z方向?yàn)?24層,共有63×80×124=624960個(gè)網(wǎng)格。平面上網(wǎng)格步長(zhǎng)25m×25m。模擬層與地質(zhì)細(xì)分層相同，縱向上78個(gè)大層，對(duì)主力層進(jìn)行了細(xì)分，總層數(shù)為124層，對(duì)應(yīng)于該油組井段的各個(gè)砂體。

根據(jù)油藏儲(chǔ)層建模成果，按所劃模擬網(wǎng)格和模擬分層，經(jīng)網(wǎng)格粗化得到了各層的頂?shù)咨疃?、凈毛比、孔隙度、滲透率、飽和度等參數(shù)的網(wǎng)格數(shù)據(jù)場(chǎng)。對(duì)孔隙度、飽和度等數(shù)值采用算術(shù)平均，滲透率粗化采用全張力計(jì)算方法。地質(zhì)模型粗化后輸出的ECLIPSE數(shù)據(jù)體直接用于數(shù)值模擬。

2.2油藏物性參數(shù)和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的選取

1)油藏物性參數(shù) 油藏物性參數(shù)主要包括：油藏和流體物性參數(shù)、相滲曲線和流體PVT。該區(qū)相滲曲線依據(jù)不同的滲透率區(qū)間來(lái)進(jìn)行相滲分區(qū)，共劃分了8個(gè)相滲區(qū)間，采用了8條相滲曲線。

2)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù) 動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)主要是從投產(chǎn)到2010年3月油水井資料(不考慮區(qū)塊聚合物驅(qū)替的井)，包括油井產(chǎn)油數(shù)據(jù)、產(chǎn)水?dāng)?shù)據(jù)、壓力數(shù)據(jù)、水井的注水速度和注水壓力等，通過(guò)油藏?cái)?shù)值模擬軟件ECLIPSE前處理，形成ECLIPSE接受的數(shù)據(jù)格式文件。

2.3歷史擬合及結(jié)果

歷史擬合主要對(duì)油層開(kāi)采期產(chǎn)量、含水、壓力水平等歷史資料、實(shí)測(cè)產(chǎn)液剖面資料和單井生產(chǎn)資料進(jìn)行反復(fù)擬合，使模型能較好地符合油藏地下情況。主要擬合指標(biāo)為全區(qū)的壓力、產(chǎn)液、含水及單井的產(chǎn)液、產(chǎn)水、含水。這些指標(biāo)主要受地層巖石及流體熱物理參數(shù)、區(qū)域滲透率和相對(duì)滲透率的影響。通過(guò)反復(fù)調(diào)整影響參數(shù)，使全區(qū)產(chǎn)液和含水得到較好擬合，從而使模型再對(duì)實(shí)際動(dòng)態(tài)資料的擬合下能盡量逼近地下真實(shí)情況(見(jiàn)圖1)。

圖1 全區(qū)產(chǎn)液量和綜合含水率擬合曲線

3 剩余油規(guī)律分析

一般來(lái)說(shuō)，剩余油的平面分布主要受油層滲透率、平面非均質(zhì)性和井網(wǎng)條件的控制，也相應(yīng)具有一些基本特征。研究區(qū)歷史擬合后總結(jié)剩余油分布特點(diǎn)如下。

3.1在相鄰注水井或采油井的中間區(qū)域剩余油飽和度高

擬合結(jié)果表明，在2口注水井的中間平衡區(qū)，由于壓力平衡，注入水不能波及，形成剩余油的富集區(qū)，而在2口采油井的中間部位，由于遠(yuǎn)離泄壓的采油井，地層壓力較高，注入水很難波及到，存在較多的剩余油 (見(jiàn)圖2)。

3.2平面非均質(zhì)性較強(qiáng)的油層中，局部低滲透帶有較多的剩余油

油層中物性分布情況直接影響到剩余油的分布狀況，低滲透層吸水少，注入水推進(jìn)慢，水洗差，剩余油也較多 (見(jiàn)圖3) 。

圖2 相鄰生產(chǎn)井中間區(qū)域剩余油分布

圖3 高滲透區(qū)油水井未波及區(qū)域剩余油分布

3.3油藏局部井網(wǎng)不完善的的區(qū)域存在較多剩余油

油藏的邊緣區(qū)域剩余油飽和度高，這是由于該油藏由于沒(méi)邊水驅(qū)替，且這些區(qū)域井網(wǎng)也不夠完善，對(duì)部分砂體控制程度低，注入水無(wú)法波及到，所以含油飽和度高 (見(jiàn)圖4) 。

3.4差油層整體水驅(qū)效果差，全層都具有較高的含油飽和度

差油層整體水驅(qū)效果差，全層都具有較高的含油飽和度(見(jiàn)圖5)，由于儲(chǔ)層物性差，整體水驅(qū)效果較差，剩余油在全層都有分布。

圖4 油藏局部井網(wǎng)不完善的的區(qū)域剩余油分布

圖 5 儲(chǔ)層整體物性較差造成油層整體具有較高的剩余油飽和度

4 調(diào)整措施

結(jié)合模擬過(guò)程體現(xiàn)的一些問(wèn)題，為了解決在注水開(kāi)發(fā)中不斷出現(xiàn)的3大矛盾(層間矛盾、平面矛盾、層內(nèi)矛盾)，提高采收率，可以進(jìn)行油水井的調(diào)整，這種調(diào)整是以水井為主，調(diào)整方法如下。

4.1提高中低滲透層的注水強(qiáng)度，適當(dāng)降低高滲透層的注水量或間歇停注，以調(diào)整層間矛盾

在油田開(kāi)發(fā)的中后期，主力油層的采出程度已相當(dāng)高，進(jìn)入特高含水的采油期。在調(diào)整開(kāi)發(fā)層位時(shí)，主力油層不斷被封堵，生產(chǎn)油層越來(lái)越少，產(chǎn)油量大大下降。那些原來(lái)的非主力油層經(jīng)過(guò)注水和一系列的油層改造措施，發(fā)揮越來(lái)越大的作用，逐漸彌補(bǔ)了主力油層下降的產(chǎn)量，使得油田得以保持穩(wěn)產(chǎn)。在這種情況下，對(duì)于相應(yīng)的注水井，就應(yīng)當(dāng)提高中低滲透層的注水強(qiáng)度(如果提高水量有一定的困難，應(yīng)當(dāng)酸化這些層段，以達(dá)到配注要求)，對(duì)于長(zhǎng)期大排量高強(qiáng)度注水的高滲透層，則應(yīng)當(dāng)減少注水量或定期停注。

4.2加強(qiáng)非主要來(lái)水方向的注水，控制主要來(lái)水方向的注水，調(diào)整平面矛盾

在注水開(kāi)發(fā)的油田，有一部分井組，注采不完善，井網(wǎng)對(duì)油層的控制比較差，由于地質(zhì)上的原因，水驅(qū)控制儲(chǔ)量比較低，或者不成注采系統(tǒng)。有些井組，盡管井網(wǎng)比較完善，由于平面上滲透率的差異，仍然存在著單向受益問(wèn)題，以致造成油層平面上的舌進(jìn)。在這種情況下，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)非主要來(lái)水方向的注水，提高其注水量；同時(shí)控制主要來(lái)水方向的注水，降低其注水量，使注入水在平面上處于相對(duì)平衡狀態(tài)，水線均勻推進(jìn)，平面矛盾得到解決。

4.3層內(nèi)堵水

層內(nèi)非均質(zhì)嚴(yán)重，注入水沿高滲透帶水竄的現(xiàn)象，嚴(yán)重地危害了油井的正常生產(chǎn)，使油井含水大幅度上升，產(chǎn)油量下降。因此必須對(duì)油水井進(jìn)行堵水，為油田長(zhǎng)期高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)創(chuàng)造條件。堵水前，必須正確判斷出水層位，水的來(lái)源不同，堵水的方法也不一樣。

5 結(jié) 論

1)利用ECLIPSE油藏?cái)?shù)值模擬軟件，模擬了油藏開(kāi)發(fā)歷史，定量地描述了不同時(shí)期的油水運(yùn)動(dòng)規(guī)律，確定了不同時(shí)期的剩余油分布規(guī)律?；趨^(qū)塊開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)和監(jiān)測(cè)資料，利用地質(zhì)模型對(duì)區(qū)塊生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行了模擬，再現(xiàn)了油藏開(kāi)發(fā)歷程，表明由于層段多、砂體形態(tài)復(fù)雜、層內(nèi)非均質(zhì)性較嚴(yán)重，油層部分部位控制程度相對(duì)較差，在油層的邊角部位、差油層及層內(nèi)差儲(chǔ)層段成為剩余油分布的集中區(qū)。

2)針對(duì)高含水期剩余油分布規(guī)律，提供了相應(yīng)的調(diào)整措施：提高中低滲透層的注水強(qiáng)度，適當(dāng)降低高滲透層的注水量或間歇停注; 加強(qiáng)非主要來(lái)水方向的注水，控制主要來(lái)水方向的注水; 層內(nèi)堵水。以此解決注水開(kāi)發(fā)中的3大矛盾, 對(duì)油田開(kāi)發(fā)生產(chǎn)起到了很好的指導(dǎo)作用。

[1]劉德華,劉志森. 油藏工程基礎(chǔ)[M]. 北京:石油工業(yè)出版社,2004：91-95.

[2]俞啟泰. 注水油藏大尺度未波及剩余油的三大富集區(qū)[J] . 石油學(xué)報(bào), 2000，21 (2) :45-50.

[3]謝俊,張金亮. 剩余油描述與預(yù)測(cè)[M]. 北京:石油工業(yè)出版社, 2003：60-67.

[4]陳永生. 油田非均質(zhì)對(duì)策論[M]. 北京:石油工業(yè)出版社, 1993：90-120.

[5]朱焱.提高油藏?cái)?shù)值模擬歷史擬合精度的方法[J]. 石油勘探與開(kāi)發(fā),2008,35(2)：225-229.

[6]王鳳蘭.大慶油田“十一五”期間油田開(kāi)發(fā)主要技術(shù)對(duì)策研究[J].大慶石油地質(zhì)與開(kāi)發(fā)，2007,26(2)：62-65.

[7]郭騰明.油藏?cái)?shù)值模擬法預(yù)測(cè)剩余油分布及調(diào)整挖潛措施——以臨南油田夏32塊油藏為例[J].斷塊油氣田，2002.9(3)：29-31.

[8]潘舉玲.油藏?cái)?shù)值模擬中油水相對(duì)滲透率曲線處理方法[J].油氣地球物理，2007，5(4):17-19.

[9]周煒，唐仲華，溫靜，等. 應(yīng)用數(shù)值模擬技術(shù)研究剩余油分布規(guī)律[J] . 斷塊油氣田, 2010，17 (3) :325-328.

[10]靳彥欣, 林承焰, 賀曉燕，等. 油藏?cái)?shù)值模擬在剩余油預(yù)測(cè)中的不確定分析[J] .石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2004,28 (3):22-29.

[11]郭正懷，關(guān)振良. 應(yīng)用油藏?cái)?shù)值模擬方法研究聚驅(qū)后剩余油分布規(guī)律[J] . 石油天然氣學(xué)報(bào)(江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào)),2010，32(5):284-287.

[12]王書(shū)寶, 牛栓文. 東辛油田多油層復(fù)雜斷塊油藏高含水后期細(xì)分層系研究[J]. 石油勘探與開(kāi)發(fā),2004,31(3):116-118.

[13]徐安娜,穆龍新,裘懌楠. 我國(guó)不同沉積類(lèi)型儲(chǔ)集層中的儲(chǔ)量和可動(dòng)剩余油分布規(guī)律[J] . 石油勘探與開(kāi)發(fā),1998，25 (5) :41-44.

[編輯] 洪云飛

TE319

A

1673-1409(2012)05-N105-04

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.05.034

2012-02-28

國(guó)家油氣重大專(zhuān)項(xiàng)(2008ZX05010)。

徐路生(1983-)，男，2008年大學(xué)畢業(yè)，碩士生，現(xiàn)主要從事油氣田開(kāi)發(fā)方面的研究工作。