張士奇，周志軍，張小靜，王 達

(1.沉積地質(zhì)研究院 成都理工大學，四川 成都 610059;2.安達市慶新油田開發(fā)有限責任公司，黑龍江 安達 151413;3.提高油氣采收率教育部重點實驗室 東北石油大學，黑龍江 大慶 163318;4.中石化河南油田分公司，河南 鄭州 450000)

引 言

雙河油田ⅧⅨ油組地處河南省唐河縣和桐柏縣境內(nèi)，位于南襄盆地泌陽凹陷西南部的雙河鼻狀構(gòu)造西部，為一由東南向西北抬起的單斜構(gòu)造，地層傾向為 SE130～140°，傾角為6～120°。構(gòu)造與上傾方向的砂體尖滅形成層狀構(gòu)造巖性油藏。含油面積為16.41 km2，原油地質(zhì)儲量為1326.72×104t。含油井段長，油水界面參差不齊，油砂體多，但主力油砂體相對集中。油層以薄層為主，儲層物性以低孔低滲為主。微觀孔隙類型以粒間溶孔為主，喉道以較細喉為主，孔隙度結(jié)構(gòu)非均質(zhì)性嚴重。原油性質(zhì)具有高含蠟、高凝固點、低黏度、膠質(zhì)+瀝青質(zhì)含量中等、低飽和壓力、原油密度低、含硫量低的特點。雙河油田經(jīng)過30多年的滾動開發(fā)，ⅧⅨ油組綜合含水已經(jīng)達到92.66%，受注水井欠注井層持續(xù)增加、層間干擾、井下技術(shù)狀況變差等影響，注水效率和開發(fā)效果［1－2］變差。國內(nèi)很多知名學者對高含水期油田剩余油控制因素和分布規(guī)律做了相應的研究［3－6］，一致認為在高含水期改善油田開發(fā)效果的主攻方向仍舊是繼續(xù)提高水驅(qū)采收率。在高含水期，儲層參數(shù)由于注入水的沖刷會發(fā)生變化，高含水期水驅(qū)狀況與開發(fā)初期相比有很大變化［7－9］。國內(nèi)也有學者對高含水期注水倍數(shù)和驅(qū)替倍數(shù)對水驅(qū)狀況的影響進行了研究，但都是非?；\統(tǒng)地給出注水倍數(shù)和驅(qū)替倍數(shù)越高，采出程度越高的結(jié)論，對油田開發(fā)指導意義不大。針對雙河油田ⅧⅨ油組高含水期總注水量大、沖刷嚴重的特點，提出了注水倍數(shù)和驅(qū)替倍數(shù)的具體算法，分析了不同檢測點處注水倍數(shù)和驅(qū)替倍數(shù)對采出程度的影響，論述了油藏中水流的主流線方向和剩余油分布規(guī)律之間的關(guān)系。根據(jù)不同檢測點采出程度的差異，提出了相應的剩余油挖潛措施。

1 注水倍數(shù)對采出程度的影響

1.1 單井累計注水倍數(shù)計算方法

1.1.1 累計注水量的計算

Eclipse軟件的輸出有2大類:網(wǎng)格數(shù)據(jù)體輸出和開發(fā)指標輸出。每個網(wǎng)格單元信息屬于開發(fā)指標類輸出，主要針對這類輸出進行解剖。Eclipse軟件開發(fā)指標輸出是通過選擇輸出關(guān)鍵字形式實現(xiàn)的。要輸出井的累計注入量，在輸出關(guān)鍵字時輸出WWIT即可。

1.1.2 水井控制區(qū)域的有效孔隙體積計算

要確定注水井控制的地層孔隙體積，首先要確定注水井控制的范圍。在靜態(tài)連通面積內(nèi)，以單井為中心，根據(jù)各油層注水井與油井的連通情況，將注水井周圍的油井連成線，形成閉合的單元，該單元就是該注水井實際控制的動態(tài)單元。在確定注水井控制動態(tài)單元后，將Eclipse軟件中顯示的3D網(wǎng)格的屬性改為孔隙體積，在統(tǒng)計中就可以看到該注水井對應控制的有效孔隙體積。

1.1.3 累計注水倍數(shù)計算

計算公式為:式中:Wp為累計注水倍數(shù);Wi為累計注水量，m3;Vp為注水井控制區(qū)域的有效孔隙體積，m3。

1.2 井組不同位置注水倍數(shù)和采收率的關(guān)系

選擇典型井組，如圖1所示。模型網(wǎng)格數(shù)比較多，如果將每個網(wǎng)格的信息都提取，信息量太大，因此，選擇具有代表性的網(wǎng)格點提取信息來研究和分析。這些點可以分為4類:主對角線點(注采井連線上的點)、中垂線點(垂直于注采井連線的點)、生產(chǎn)井等距點(到生產(chǎn)井距離相等的點)、注水井等距點(到注水井距離相等的點)。根據(jù)上述單井累計注水倍數(shù)計算方法計算不同時間注水井G23井的累計注水倍數(shù)，通過井組不同位置含油飽和度的變化，總結(jié)不同位置不同注水倍數(shù)和采收程度的關(guān)系。由圖2可知，注入倍數(shù)越大，單元采出程度越高。每條曲線的開始部分上升都很快，當注水倍數(shù)到達0.5倍孔隙體積后，采出程度上升開始趨緩。由圖3可知，在主對角線上離注水井越近，單元采出程度越高;中垂線和生產(chǎn)井等距點上越接近主對角線，單元采出程度越高，網(wǎng)格間水驅(qū)效果的差異越小;注水井等距檢測點上單元采出程度變化基本相同。

圖1 注水井G23和油井T8－148模型

圖2 井組所有檢測點注水倍數(shù)和采出程度的關(guān)系

2 驅(qū)替倍數(shù)對采出程度的影響

2.1 驅(qū)替倍數(shù)的計算方法

2.1.1 累計流入水量的計算

Eclipse軟件開發(fā)指標輸出是通過選擇輸出關(guān)鍵字形式實現(xiàn)的。每個網(wǎng)格單元的累計流入水量卻沒有對應的關(guān)鍵字可以選擇，但與之相關(guān)的關(guān)鍵字有3個BFLOWI、BFLOWJ、BFLOWK。圖4是一個六面體數(shù)模網(wǎng)格單元(I，J，K)，6 個面分別用 I－、J－、K －、I+、J+、K+表示。在數(shù)模中，流體流動方向的定義:流體從I－、J－、K－方向流入網(wǎng)格為負，從I+、J+、K+方向流出網(wǎng)格為正。BFLOWI、BFLOWJ、BFLOWK3個關(guān)鍵字分別代表從I+、J+、K+3個方向流出網(wǎng)格的水量。依據(jù)定義，如果關(guān)鍵字的輸出結(jié)果為正的話，表示有水從(I，J，K)流出;相反關(guān)鍵字的輸出結(jié)果為負，表明有水流入(I，J，K)。

圖3 井組不同位置檢測點注水倍數(shù)和采出程度的關(guān)系

圖4 網(wǎng)格單元示意圖

(I，J，K)網(wǎng)格單元的流入水量，與相鄰4個網(wǎng)格單元的關(guān)鍵字有關(guān)，如表1所示，即(I，J，K)本身的 BFLOWI、BFLOWJ、BFLOWK，相鄰網(wǎng)格單元(I－1，J，K)的 BFLOWI，(I，J － 1，K)的 BFLOWJ，(I，J，K－1)的BFLOWK，另外還與這些關(guān)鍵字輸出結(jié)果的正負有關(guān)。在統(tǒng)計(I，J，K)網(wǎng)格單元的流入水量時，只需統(tǒng)計(I，J，K)本身關(guān)鍵字輸出為負和相鄰網(wǎng)格單元輸出為正的項。有了每個網(wǎng)格單元的流入水量，累計流入水量只要將流入水量按時間累加即可。

表1 (I，J，K)網(wǎng)格單元的流入水量統(tǒng)計關(guān)鍵字性質(zhì)

2.1.2 累計驅(qū)替倍數(shù)的計算

根據(jù)公式:驅(qū)替倍數(shù)=網(wǎng)格單元過水量/網(wǎng)格單元的孔隙體積，計算得出每個網(wǎng)格的驅(qū)替倍數(shù)。網(wǎng)格單元的孔隙體積可以通過Eclipse軟件3D中屬性PORV讀出。

2.2 驅(qū)替倍數(shù)與網(wǎng)格中剩余油的關(guān)系

油田進入高含水時期，選取的井組必須具有代表性，根據(jù)現(xiàn)場人員的推薦和實際分析，選取了8－14井組作為典型井組，8－14井組從1979年1月開始注水，到2008年9月停注。根據(jù)網(wǎng)格的驅(qū)替倍數(shù)和對應的剩余油飽和度，分級別描述驅(qū)替倍數(shù)與剩余油飽和度之間的關(guān)系。根據(jù)8－14井組網(wǎng)格單元的驅(qū)替倍數(shù)分布，計算出網(wǎng)格的平均驅(qū)替倍數(shù)為14.866。小于5倍的驅(qū)替倍數(shù)定義為低驅(qū)替倍數(shù)，5～10倍定義為中低驅(qū)替倍數(shù)，10～20倍定義為中驅(qū)替倍數(shù)，20～30倍定義為中高驅(qū)替倍數(shù)，大于30倍為高驅(qū)替倍數(shù)。由圖5中可知，在低驅(qū)替倍數(shù)和中低驅(qū)替倍數(shù)中，隨著驅(qū)替倍數(shù)的升高，剩余油飽和度降低。進入中驅(qū)替倍數(shù)之后，隨著驅(qū)替倍數(shù)的升高，剩余油飽和度降低越來越緩慢。進入高驅(qū)替倍數(shù)之后，驅(qū)替倍數(shù)增加，剩余油基本上沒有變化。由圖6可知，驅(qū)替倍數(shù)越高，采出程度越高，當驅(qū)替倍數(shù)在20倍以上時，采出程度變化不大。

圖5 驅(qū)替倍數(shù)與剩余油飽和度的關(guān)系

圖6 驅(qū)替倍數(shù)和采出程度分布

3 結(jié)論

(1)在注水初期，隨著注水倍數(shù)的提高，單元采出程度上升很快，當注水倍數(shù)到達0.5倍孔隙體積時，單元采出程度上升開始趨緩。在井組的不同位置呈現(xiàn)不同的特點:在主對角線上離注水井越近，單元采出程度越高;中垂線和生產(chǎn)井等距點上越接近主對角線，單元采出程度越高，網(wǎng)格間水驅(qū)效果的差異越小;注水井等距檢測點上單元采出程度變化基本相同。

(2)油層開采過程中，隨著驅(qū)替倍數(shù)的升高，采出程度不斷提升但幅度不同:當驅(qū)替倍數(shù)小于20倍時，單元采出程度上升較快;驅(qū)替倍數(shù)超過20倍時，上升趨勢變緩。

(3)根據(jù)各層注水井的注水倍數(shù)和網(wǎng)格的驅(qū)替倍數(shù)分布，當注水倍數(shù)小于0.5倍孔隙體積，可通過繼續(xù)注水提高采出程度;當注水倍數(shù)超過0.5倍孔隙體積但網(wǎng)格驅(qū)替倍數(shù)小于20倍，可通過改變液流方向，提高波及體積提高采出程度;當注水倍數(shù)超過0.5倍孔隙體積并且網(wǎng)格驅(qū)替倍數(shù)超過20倍，表明該區(qū)域繼續(xù)通過注水提高采出程度的潛力不大，可考慮采用其他開發(fā)方式，如化學驅(qū)，降低水油流度比及油水界面張力，使殘余油變成可動油，提高采收率。

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