朱定軍 （中海石油 （中國）有限公司湛江分公司，廣東 湛江524057）

劉沖 （中海油能源發(fā)展鉆采工程研究院湛江實驗中心，廣東 湛江524057）

李文紅，雷霄，李英蕾，劉雙琪 （中海石油 （中國）有限公司湛江分公司，廣東 湛江524057）

在巖體或巖層內(nèi)部，其組成成分、粒級結(jié)構(gòu)及顏色等在垂向上有規(guī)律的重復(fù)變化，這種現(xiàn)象叫韻律[1]。該次研究的韻律對象僅限于儲層內(nèi)部，包括正韻律、反韻律、復(fù)合正反韻律、復(fù)合反正韻律、復(fù)合正韻律及復(fù)合反韻律[2]對油藏開發(fā)過程中的剩余油分布及驅(qū)油效率的影響。研究方法主要是建立底水油藏的機(jī)理模型，通過不同韻律模型在油水產(chǎn)出過程中的剩余油變化及最終可采儲量對比分析來客觀認(rèn)識儲層沉積特征對油氣田開發(fā)的影響。

1 機(jī)理模型建立

機(jī)理模型以某實際底水油藏為例，采用角點網(wǎng)格系統(tǒng)，平面上網(wǎng)格劃分為27×31＝837，縱向劃分為40個網(wǎng)格，其中水層部位9個層，油層部位31個層。模型滲透率分布在0.001～10240mD區(qū)間，主峰320～2560mD，平均552.1mD，屬中～高孔、中～高滲儲層。該主力油組的油區(qū)內(nèi)砂體為有利的儲集體，井點鉆遇油層厚度在一定范圍內(nèi)比較穩(wěn)定，儲層段毛厚度在22m左右，具有儲層砂體厚度大（一般在55.1～84.3m），儲層物性好 （孔隙度24.0%～29.7%），分布廣泛而穩(wěn)定的特點，油藏壓力因數(shù)在1.016～1.080，油層壓力為12MPa。原始油藏含油飽和度、儲層孔隙度及滲透率分布三維網(wǎng)格系統(tǒng)各屬性場見圖1。

圖1 機(jī)理模型原始油藏含油飽和度、儲層孔隙度及滲透率分布三維網(wǎng)格系統(tǒng)屬性場

實際油藏偏親水性，模型所采用的油水和油氣相滲曲線如圖2和圖3所示。

圖2 油水相對滲透率曲線

圖3 油氣相對滲透率曲線

根據(jù)實驗室油水毛細(xì)管壓力及地層流體PVT分析，模型采用的油水毛細(xì)管壓力（pc）曲線數(shù)據(jù)見表1，地層原油和溶解氣的PVT數(shù)據(jù)見表2和表3。實際油藏具有溶解氣油比高，飽和壓力高，地飽壓差小的特點。

表1 油水毛細(xì)管壓力表

表2 原油高壓物性數(shù)據(jù)表

表3 溶解氣高壓物性數(shù)據(jù)表

2 韻律層劃分

根據(jù)對實際底水油藏所在區(qū)域儲層地質(zhì)的研究結(jié)果顯示，儲層在縱向上存在復(fù)雜的韻律分布?；趯拥恼J(rèn)識清楚，在機(jī)理模型中考慮7種不同的儲層韻律分布，以此來研究不同韻律對底水油藏剩余油分布和驅(qū)油效率的影響[3～8]。首先，設(shè)計均質(zhì)地層模型縱向上40個網(wǎng)格的滲透率均為265.6mD；考慮到對比分析的特殊性，其余6個方案的模型設(shè)計堅持縱向上網(wǎng)格滲透率之和、縱向上網(wǎng)格平均滲透率與均質(zhì)地層模型相近的原則，分別設(shè)計出正韻律地層、反韻律地層、復(fù)合正反韻律地層、復(fù)合反正韻律地層、復(fù)合正韻律地層、復(fù)合反韻律地層。形成的反映縱向滲透率變化的機(jī)理模型見圖4。

通過以上方案設(shè)計，圖4中基本能反映出均質(zhì)儲層縱向上各層的滲透率相等；正韻律儲層的滲透率由上到下逐漸變好；反韻律儲層的滲透率由上到下逐漸變差；復(fù)合正韻律儲層是兩套正韻律滲透率縱向上的疊加；復(fù)合反韻律儲層是兩套反韻律滲透率縱向上的疊加；復(fù)合正反韻律儲層及復(fù)合反正韻律儲層是一套正韻律儲層和一套反韻律儲層在縱向上滲透率的疊加。

3 水平井生產(chǎn)工作制度設(shè)計

在對該區(qū)塊做底水油藏剩余油分布機(jī)理研究時，水平井位于油藏頂部，射開層位在模擬層的1～10層，其生產(chǎn)工作制度為：模型采用定日產(chǎn)油生產(chǎn)，配產(chǎn)油量為90m3/d，控制單井的最小井底流壓為5MPa，經(jīng)濟(jì)極限產(chǎn)油量為5m3/d，經(jīng)濟(jì)極限含水率為0.98。

圖4 不同韻律地層滲透率分布圖

4 韻律對剩余油分布的影響

采用Eclipse軟件進(jìn)行數(shù)值模擬，不同韻律地層條件下剩余油飽和度的分布如圖5所示。觀察剩余油分布圖認(rèn)為，油藏原始含油飽和度為0.55，而目前不同韻律地層條件下的油藏含油飽和度均低于0.55，水驅(qū)后殘留剩余油飽和度約為0.28，表明各類型油藏原油被全部動用到。但各類型油藏網(wǎng)格的含油飽和度動用程度不同，油藏剩余油殘留由多到少依次為正韻律、復(fù)合正韻律、復(fù)合反正韻律、均質(zhì)、復(fù)合正反韻律、復(fù)合反韻律、反韻律。

結(jié)合不同韻律地層的滲透率分布特征認(rèn)為，正韻律地層下部滲透性好，越靠近上部滲透性越差，在底水驅(qū)動條件下易形成底水錐進(jìn)，水平井高滲帶較早水淹，油層動用不均勻，油層邊部及頂部大量剩余油無法驅(qū)替采出。均質(zhì)油藏受底水均勻推進(jìn)影響，動態(tài)油水界面隨生產(chǎn)不斷抬升，且抬升速度較快，動態(tài)油水界面周邊及油層頂部剩余油不能及時被驅(qū)替采出，導(dǎo)致仍有部分剩余油殘留。反韻律地層的底水層滲透率偏低，底水驅(qū)替速度平緩，有利于動態(tài)油水界面的均勻抬升；油層部分向上滲透性逐漸變好；且平面滲透率大于縱向滲透率，油層孔隙流體的平面流動優(yōu)先于縱向流動，油層原油驅(qū)替均勻；如此反復(fù)驅(qū)替，剩余油殘留大幅減少。

圖5 不同韻律地層剩余油分布圖

5 韻律對驅(qū)油效率影響

通過數(shù)值模擬軟件進(jìn)行模擬計算，隨生產(chǎn)時間的不同韻律地層的采出程度模擬分析見圖6，不同韻律地層的采出程度與含水率關(guān)系見圖7。對于水平井開采底水油藏，其無水產(chǎn)油期比定向井要長，開發(fā)效果相對較好，但是不同韻律地層條件下的采出程度依然呈現(xiàn)出較大的差別。

從整體上看，不同韻律地層條件下的油藏采出程度由好到差的順序依次反韻律、復(fù)合反韻律、復(fù)合正反韻律、均質(zhì)、復(fù)合反正韻律、復(fù)合正韻律、正韻律；當(dāng)含水率為98%時，它們的累計采出程度依次為35%、33%、28%、19%、18%、13%、8%。由于各類機(jī)理模型的網(wǎng)格全部被動用到，因此考慮各油藏的底水波及范圍均為100%，則不同韻律地層條件下的油藏采出程度即為它們的驅(qū)油效率值。據(jù)此，驅(qū)油效率由高到低的韻律地層為反韻律、復(fù)合反韻律、復(fù)合正反韻律、均質(zhì)、復(fù)合反正韻律、復(fù)合正韻律、正韻律。

圖6 不同方案采出程度對比曲線

圖7 采出程度與含水率關(guān)系曲線

進(jìn)一步分析認(rèn)為正韻律類地層底水錐進(jìn)明顯，在剩余油分布圖上形成明顯的代帽檐的剩余油帽，只有中間少部分油被驅(qū)替出來。底水的快速上升，直接導(dǎo)致井筒見水快，水平井生產(chǎn)見水早；而一旦井筒發(fā)生水淹，且相滲曲線顯示為水濕油層，原油將更難被驅(qū)替產(chǎn)出，井筒中產(chǎn)水越來越多，含水率迅速上升。反韻律類地層條件下，底水的上升速度受到抑制，為油水界面均勻抬升創(chuàng)造了條件，這樣既有利于將低部位的殘余油驅(qū)替得更干凈，也有利于將構(gòu)造高部位的原油更多地驅(qū)替出來。雖然為水濕環(huán)境，水平井將有很長一段時間處于無水產(chǎn)油期和低含水采油期，以含水率為98%為上限，該類型油藏的產(chǎn)出程度明顯增加。

6 結(jié) 論

通過韻律對底水油藏剩余油分布及驅(qū)油效率帶來的不同影響得出以下兩點認(rèn)識：

1）對于底水油藏，反韻律地層的剩余油殘留少，驅(qū)油效率最高，開發(fā)效果最好，復(fù)合韻律地層的開發(fā)較略差于反韻律。正韻律地層的開發(fā)最差，在開發(fā)時易出現(xiàn)水錐現(xiàn)象，剩余油主要分布在油層頂部及帽檐帶，生產(chǎn)井含水上升很快，采出程度低。

2）在運用機(jī)理模型研究地層韻律時將水驅(qū)油波及范圍考慮成理想情況下百分之百的波及系數(shù)時，最高的驅(qū)油效率僅為35%；即使實際油藏整體呈反韻律的趨勢，在生產(chǎn)過程中的波及系數(shù)將低于百分之百，這意味著油藏的采出程度將低于35%，開發(fā)效果不僅理想，應(yīng)及早考慮后期油藏調(diào)整挖潛措施，以提高油藏的最終采收率。

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