崔傳智，萬茂雯，2，李凱凱，牛栓文，路智勇

(1.中國石油大學(xué)，山東 青島 266580；2.中國石化江蘇石油勘探局，江蘇 揚州 225009；3.中國石化勝利油田分公司，山東 東營 257015)

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復(fù)雜斷塊油藏典型井組注采調(diào)整方法研究

崔傳智1，萬茂雯1，2，李凱凱1，牛栓文3，路智勇3

(1.中國石油大學(xué)，山東 青島 266580；2.中國石化江蘇石油勘探局，江蘇 揚州 225009；3.中國石化勝利油田分公司，山東 東營 257015)

針對東辛油田營13斷塊油藏儲層非均質(zhì)嚴(yán)重、地層傾角大、井網(wǎng)不規(guī)則、水驅(qū)不均衡的問題，運用非活塞式水驅(qū)油理論，綜合考慮儲層物性非均質(zhì)和剩余油飽和度非均質(zhì)等多種因素，以一注多采井組為例，建立了斷塊油藏新區(qū)和高含水期油井產(chǎn)液量的優(yōu)化方法。計算分析表明，為實現(xiàn)注水開發(fā)在平面上的均衡驅(qū)替，油井調(diào)整產(chǎn)液量時要綜合考慮地層傾角、油層厚度以及目前油井含水率等因素的影響。對于垂直構(gòu)造線方向的一注兩采井組，地層傾角越大，高部位與低部位油井產(chǎn)液量的分配比例越大；油井含水率差異越大，低含水井與高含水井產(chǎn)液量的分配比例越大；兩側(cè)井區(qū)厚層相差越大，油井產(chǎn)液量的分配比例越大；儲層滲透率差異對達到均衡驅(qū)替所需的油井液量的分配比例影響相對較小。將研究成果應(yīng)用到營13斷塊油藏的注采調(diào)整中，日產(chǎn)油能力上升至110.3 t/d，綜合含水由95.6%降至91.7%，提高采收率2.4%，取得了較好的開發(fā)效果。

注采調(diào)整；均衡驅(qū)替；計算模型；斷塊油藏；東辛油田

0 引 言

1 注采調(diào)整的標(biāo)準(zhǔn)

以均衡驅(qū)替為目標(biāo)，在已知注水井注水量的情況下，建立了對應(yīng)油井產(chǎn)液量的分配方法。均衡驅(qū)替是指注入水在各個區(qū)域中的驅(qū)替程度相同。受斷塊油藏復(fù)雜儲層條件的限制，完全的均衡驅(qū)替難以實現(xiàn)，只要各個注采井連線上的驅(qū)替程度相等，即可認(rèn)為實現(xiàn)了(部分)均衡驅(qū)替[10]。

對于新油藏，由Buckely-Leverett驅(qū)油理論可知，油井同時見水時，各注采井間連線上的平均含水飽和度相同，因此，用見水時間相同作為均衡驅(qū)替的標(biāo)準(zhǔn)。對于處于高含水期的油藏，注采井間的平均含水飽和度與油井的含水率具有一致性，在給定的調(diào)控時間內(nèi)，各個油井達到相同的含水率即可認(rèn)為達到均衡驅(qū)替。

2 新斷塊油藏的注采調(diào)整計算方法

2.1 井網(wǎng)分解及平均參數(shù)確定

以一注四采的五點法井網(wǎng)為例，將實際井網(wǎng)分為4個注采單元，每個單元簡化為沿各注采連線方向上的條帶狀一維線性驅(qū)替模型，并使該模型與原對應(yīng)注采單元的含油面積相等。對于每個一維線性模型，其長度取對應(yīng)單元注水井與油井之間的距離，其寬度可根據(jù)注采單元的面積進行折算得到，其厚度、孔隙度、滲透率等參數(shù)取注采單元內(nèi)相應(yīng)參數(shù)的平均值。

2.2 一維驅(qū)替時油井產(chǎn)液量計算

對于一注一采井網(wǎng)，在不考慮彈性驅(qū)動情況下，油井產(chǎn)液量和注水井注水量相等。根據(jù)Buckely-Leverett驅(qū)油理論，在恒速注水的情況下，其見水時間為[11]：

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(1)

考慮地層傾角時，含水率的計算公式為：

(2)

式中：fw為含水率；μ為黏度，mPa·s；Kr為相對滲透率；K為絕對滲透率，10-3μm2；Δρ為油水密度差，kg/m3；g為重力加速度，m/s2；α為地層傾角，(°)。下標(biāo)：o為油相；w為水相。

已知注采井的對應(yīng)關(guān)系及產(chǎn)液量，根據(jù)式(2)計算含水率與含水飽和度的關(guān)系曲線，并采用試算法或者圖解法[11]確定前緣含水飽和度以及對應(yīng)的含水率導(dǎo)數(shù)。

2.3 各油井合理產(chǎn)液量確定方法

在注水井注水量已確定的情況下，給定一個各油井共同的見水時間，由2.2所述方法可求得各油井的產(chǎn)液量Qi，判斷各油井的產(chǎn)液量之和與注水井注水量是否相等或者滿足注采比要求。如滿足，則此時的Qi即為見水時間T下實現(xiàn)平面均衡驅(qū)替時各油井的產(chǎn)液量，否則重新假定一個見水時間，重復(fù)整個計算過程，直至滿足要求為止。

3 高含水期斷塊油藏的注采調(diào)整計算方法

對于處于高含水期的一注多采井網(wǎng)，同樣可將其分解為多個一注一采單元并進行相應(yīng)的參數(shù)處理。

3.1 一維驅(qū)替時油井產(chǎn)液量計算

斷塊油藏進入高含水期后，假設(shè)某油井的含水飽和度為Sw1>Swf。在油井以定液量Q生產(chǎn)Δt時間后，假定油井的含水飽和度達到Sw2，一維條帶油藏在Δt內(nèi)的累計產(chǎn)液量表征為：

(3)

3.2 一注多采井網(wǎng)的注采調(diào)整方法

已知調(diào)配前各油井的含水率為fwi(Sw)，假定調(diào)配后各油井達到一個相同的含水率fw(Sw2)，且fw(Sw2)>fwi(Swi)。根據(jù)3.1中所述方法，求得各油井的產(chǎn)液量Qi。判斷注水井注水量Qt與各油井產(chǎn)液量之和是否相等，如相等，則Qi即為在Δt時間內(nèi)各油井達到相同的含水率所需要的產(chǎn)液量，否則重新假定一個含水率fw(Sw2)，重復(fù)整個計算過程，直至滿足要求為止。

對于多注一采井組，各注水井注水量的分配方法與上述方法類似，不再詳細(xì)敘述。

4 油水井注采調(diào)整的影響因素分析

根據(jù)上述方法編制了計算程序。為了方便計算結(jié)果的對比分析，以垂直構(gòu)造線方向的一注兩采井組為例進行影響因素分析，注水井位于2口油井的中間(圖1)，基本參數(shù)見表1。

圖1 垂直構(gòu)造線方向的一注兩采井組

參數(shù)數(shù)值參數(shù)數(shù)值注采井距/m300地層傾角/(°)10孔隙度0.26滲透率/10-3μm2350原油黏度/mPa·s10原油密度/(kg·m-3)860調(diào)控前含水率/%90調(diào)控時間/a10

4.1 地層傾角的影響

重力作用對左右2個注采井間油水滲流產(chǎn)生不同的影響：對于注水井左側(cè)單元，重力為動力；對于注水井右側(cè)單元，重力為阻力。在2個井區(qū)儲層條件相同的情況下，如果2口油井的產(chǎn)液量相同，左側(cè)油井的含水上升快，不滿足均衡驅(qū)替的要求，只有保證高部位油井的產(chǎn)液量高于低部位油井的產(chǎn)液量才能實現(xiàn)均衡驅(qū)替。計算結(jié)果表明，水平地層中(傾角為0°)只要2口油井的液量相同即可；隨地層傾角的增加，達到均衡驅(qū)替所需要的2口油井產(chǎn)液量差異也隨之增加；當(dāng)?shù)貙觾A角為10°時，高部位與低部位油井液量比值需要調(diào)整到0.962。

4.2 油層厚度非均質(zhì)的影響

保持注水井右側(cè)井區(qū)油層厚度不變，改變左側(cè)井區(qū)油層厚度，計算均衡驅(qū)替時左右兩側(cè)油井產(chǎn)液量的比值。左右兩側(cè)井區(qū)油層厚度相同時，2口油井產(chǎn)液量比值為0.962(僅受重力影響)；隨左側(cè)井區(qū)油層厚度的減小，2口油井產(chǎn)液量差異逐漸變大。當(dāng)左右井區(qū)油層厚度比值為0.5時，左側(cè)油井與右側(cè)油井產(chǎn)液量比值需要調(diào)整到0.488才能達到均衡驅(qū)替。

4.3 地層滲透率非均質(zhì)的影響

假設(shè)其他地層參數(shù)均相等，右側(cè)井區(qū)平均滲透率保持不變，改變左側(cè)井區(qū)的地層滲透率，計算得到左右兩側(cè)油井的產(chǎn)液量比值。隨著左側(cè)井區(qū)平均滲透率的不斷增加，2口油井產(chǎn)液量差異也隨之增大，但變化幅度相對較小。當(dāng)左右兩井區(qū)滲透率比值為0.7時，左右2口油井產(chǎn)液量比值為0.953；當(dāng)左右兩井區(qū)滲透率比值為0.32時，左右2口油井產(chǎn)液量比值為0.91。

4.4 調(diào)配前油井含水率差異的影響

對于高含水期斷塊油藏，要考慮注采調(diào)整前油井含水率的差異。保持左側(cè)油井的含水率為90%，計算右側(cè)油井含水率不同時2口油井的產(chǎn)液量比值。結(jié)果表明，2口油井初始含水率相同時，受重力作用的影響，為實現(xiàn)均衡驅(qū)替兩側(cè)油井產(chǎn)液量比值為0.962；隨著注水井右側(cè)油井含水率不斷降低，其對應(yīng)地層中的剩余油飽和度增大，流體流動難度增加，需進一步增大產(chǎn)液量。當(dāng)左右兩井區(qū)含水率比值為1.2時，左右2口油井產(chǎn)液量比值需要調(diào)整到0.831。

5 應(yīng)用效果

根據(jù)研究成果在營13斷塊區(qū)開展了應(yīng)用，對15個自然斷塊區(qū)中的12個一注兩采井組中的油井產(chǎn)液量、8個兩注一采井組中的注水井注水量分別進行了計算，根據(jù)計算結(jié)果進行了注采調(diào)整。共調(diào)整油井產(chǎn)液量20井次，注水井注水量12井次。調(diào)整后日產(chǎn)油達到110.3 t/d，綜合含水由95.6%降至91.7%，預(yù)測采收率由37.7%提高到40.1%。

6 結(jié) 論

(1) 以均衡驅(qū)替為目標(biāo)的注采調(diào)整受地層傾角、油層厚度、地層滲透率以及目前含水率等諸多因素的影響。

(2) 對于垂直構(gòu)造線方向的一注兩采井組，地層傾角越大，高部位與低部位油井產(chǎn)液量的分配比例越大；油井含水率差異越大，低含水井與高含水井產(chǎn)液量的分配比例越大，兩側(cè)井區(qū)厚層相差越大，油井產(chǎn)液量的分配比例也越大，儲層滲透率差異對達到均衡驅(qū)替所需的油井液量的分配比例影響相對較小。

(3) 合理的注采調(diào)整能夠有效改善開發(fā)效果，同時均衡驅(qū)替狀態(tài)不是一成不變的，經(jīng)注采調(diào)整后達到均衡驅(qū)替，注水開發(fā)一段時間后會出現(xiàn)新的不均衡狀態(tài)。因此，注采調(diào)整是貫穿油田開發(fā)始終的一項工作，意義十分重大。

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編輯 張耀星

20141222；改回日期：20150614

國家科技重大專項“勝利油田特高含水期提高水驅(qū)采收率技術(shù)”(2011ZX05011)；教育部創(chuàng)新團隊發(fā)展計劃“復(fù)雜油藏開發(fā)和提高采收率的理論與技術(shù)”(IRT1294)

崔傳智(1970-)，男，教授，1993年畢業(yè)于石油大學(xué)(華東)油藏工程專業(yè)，2005年畢業(yè)于中國地質(zhì)大學(xué)(北京)礦產(chǎn)普查與勘探專業(yè)，獲博士學(xué)位，取得3項省部級科技進步獎等榮譽，出版著作1部，現(xiàn)從事油氣滲流理論、油氣田開發(fā)技術(shù)等方面的教學(xué)和科研工作。

10.3969/j.issn.1006-6535.2015.04.018

TE347

A

1006-6535(2015)04-0072-03