吳義志

（中國石化勝利油田分公司勘探開發(fā)研究院，山東 東營 257015）

復(fù)雜斷塊油藏是勝利油田的主要油藏類型之一，可動(dòng)用儲(chǔ)量以及年產(chǎn)油量均占整個(gè)油田的三分之一。但該類油藏歷經(jīng)長期水驅(qū)開發(fā)，存在綜合含水率高、剩余油動(dòng)用難度大、穩(wěn)產(chǎn)難等問題［1-5］。斷塊油藏具有斷層發(fā)育、地層傾角大的特殊地質(zhì)條件。由于受高含水期地質(zhì)和開發(fā)因素的共同影響，剩余油分布關(guān)系復(fù)雜，進(jìn)一步提高采收率的困難越來越大［6-10］。因此，亟需明確復(fù)雜斷塊油藏剩余油的控制機(jī)制，為下一步制定開發(fā)技術(shù)方案及調(diào)整對(duì)策提供依據(jù)。三維平板模型驅(qū)替實(shí)驗(yàn)可以克服傳統(tǒng)小巖心驅(qū)油實(shí)驗(yàn)在宏觀尺度上的局限性，考慮了構(gòu)造特征、非均質(zhì)性、井網(wǎng)形式等方面的影響，可用于研究平面、縱向驅(qū)替過程及剩余油規(guī)律。近年來，該方法在常規(guī)水驅(qū)、化學(xué)驅(qū)等不同油藏開發(fā)方式的室內(nèi)研究中得到廣泛應(yīng)用［11-13］。

本文基于實(shí)驗(yàn)室尺度的三維膠結(jié)物理模型，根據(jù)斷塊油藏地質(zhì)及開發(fā)特征，提取了影響斷塊油藏剩余油分布的地質(zhì)、開發(fā)參數(shù)，設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析。利用不同模型獲得的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)以及不同構(gòu)造部位動(dòng)用程度，揭示斷塊油藏不同因素對(duì)剩余油分布的影響，針對(duì)下一步剩余油挖潛方向提出了合理化建議。

1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

勝利油田典型復(fù)雜斷塊油藏的基本地質(zhì)特點(diǎn)是構(gòu)造復(fù)雜、斷層發(fā)育、地層傾角較大，且儲(chǔ)層非均質(zhì)性較強(qiáng)。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，首先基于地質(zhì)特征，利用相似準(zhǔn)則，設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的物理模型；其次根據(jù)復(fù)雜斷塊油藏開發(fā)特征，設(shè)計(jì)平板模型的注采參數(shù)。為明確復(fù)雜斷塊油藏剩余油控制機(jī)制，利用三維膠結(jié)物理模型，分別從斷層遮擋、儲(chǔ)層非均質(zhì)性以及井網(wǎng)形式等多角度，研究剩余油的主控因素及控制機(jī)理［14-15］。

1.1 三維膠結(jié)物理模型

實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ腿鐖D1所示。模型厚度4.5 cm，孔隙度25%，設(shè)計(jì)K1，K2，K3共3個(gè)滲透率區(qū)域。對(duì)于斷層遮擋對(duì)剩余油的影響，模型考慮了斷層（模型邊界）夾角差異及油井與斷層距離因素，采用均質(zhì)五點(diǎn)井網(wǎng)模型進(jìn)行分析，3個(gè)區(qū)域滲透率均為650×10-3μm2；設(shè)計(jì)K1，K2，K3 的滲透率分別為400×10-3，900×10-3，650×10-3μm2，研究儲(chǔ)層非均質(zhì)性對(duì)剩余油的影響；采用均質(zhì)的模型，研究油藏開發(fā)中五點(diǎn)井網(wǎng)和七點(diǎn)井網(wǎng)對(duì)剩余油分布的影響，其中五點(diǎn)井網(wǎng)中的②，③，⑤，⑥井為生產(chǎn)井，①，④，⑦井為注水井，七點(diǎn)井網(wǎng)中的①—⑥井為生產(chǎn)井，⑦井為注水井。

圖1 三維膠結(jié)物理模型

1.2 實(shí)驗(yàn)流程設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備過程：1）使用真空泵抽真空24 h，保證實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭兄挥杏退畠上?，同時(shí)檢驗(yàn)?zāi)Ｐ图肮芫€的密封性。2）分別利用自吸水、泵注水的方式使模型壓力上升到實(shí)驗(yàn)壓力條件，最終注水640 mL，模型壓力為0.3 MPa，此時(shí)認(rèn)為模型孔隙體積為總注水量。3）泵注實(shí)驗(yàn)油驅(qū)替束縛水，該過程中必須保證油驅(qū)水的均衡程度，減少可動(dòng)水飽和度?？沙浞掷媚Ｐ椭械?個(gè)注采點(diǎn)，采用多種注采方式最大程度減少模型中的可動(dòng)水。驅(qū)替方式主要包括多注一采、鄰井注采、對(duì)角注采等。此外，需重點(diǎn)處理邊角難波及區(qū)域，可以通過交替耦合的方式進(jìn)行油驅(qū)水操作，最大程度達(dá)到均勻飽和的目的。4）驅(qū)替完成后，不同模型的含油飽和度為70%。飽和完成后需要將模型傾斜10°，靜置2～3 d，保證模型在驅(qū)替之前達(dá)到油水平衡的狀態(tài)。

實(shí)驗(yàn)流程：考慮斷塊油藏地層傾角普遍較大的特點(diǎn)，在物理模型傾斜10°的條件下，對(duì)不同的模型按照設(shè)計(jì)的對(duì)比方案進(jìn)行水驅(qū)油實(shí)驗(yàn)。驅(qū)替至模型含水飽和度達(dá)到98%，記錄驅(qū)替過程中不同井點(diǎn)的壓力以及注采量，分析不同構(gòu)造部位動(dòng)用程度及生產(chǎn)動(dòng)態(tài)特征。實(shí)驗(yàn)流體性質(zhì)及動(dòng)態(tài)參數(shù)如表1所示。

表1 實(shí)驗(yàn)流體性質(zhì)及動(dòng)態(tài)參數(shù)

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

2.1 斷層遮擋對(duì)剩余油分布的影響

2.1.1 斷層遮擋對(duì)生產(chǎn)動(dòng)態(tài)的影響

根據(jù)注采對(duì)應(yīng)關(guān)系以及驅(qū)替條件，獲得均質(zhì)模型五點(diǎn)井網(wǎng)開發(fā)條件下的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)及壓力分布特征 （見圖2）。模型見水后含水率上升快，但隨著注入量逐漸增加，含水率上升速度開始變慢，注入量達(dá)到1.62 PV時(shí)，含水率達(dá)到95%。采出程度在見水前上升較快，見水后采出程度隨注水量的增加，遞增速度變緩，含水率95%時(shí)，采出程度為63.7%。實(shí)驗(yàn)中，低部位的⑤，⑥井率先見水，且與頂部的②，③井見水時(shí)間差異較大，主要是由于注入水在重力作用下呈現(xiàn)出向下的趨勢(shì)，并且不同構(gòu)造部位見水后，井點(diǎn)含水率隨注入量的變化情況也不一致。底部井點(diǎn)見水后，含水率迅速上升，而頂部井點(diǎn)含水率上升相對(duì)較緩。由此可知，這種不同構(gòu)造部位見水時(shí)間和含水率變化的差異與斷塊油藏地質(zhì)特征存在著密切關(guān)系。

利用井點(diǎn)壓力數(shù)據(jù)，基于克里金插值獲得模型在含水率95%時(shí)不同構(gòu)造部位壓力的分布（見圖3）。由圖3可知，注水后，腰部注水帶為高壓區(qū)，因地層傾角較大，在油水重力分異作用下，注入水以下行方向?yàn)橹?。低部位壓力高于高部位壓力，反映出低部位能量充足，而高部位能量變差。同時(shí)，受邊角斷層遮擋限制，注采受效方向單一，特別是高部位邊角區(qū)，斷層到井點(diǎn)間為連片低壓難動(dòng)用區(qū)。

圖2 均質(zhì)模型五點(diǎn)井網(wǎng)生產(chǎn)動(dòng)態(tài)

圖3 均質(zhì)模型五點(diǎn)井網(wǎng)壓力分布

2.1.2 斷層遮擋對(duì)動(dòng)用程度的影響

綜合利用測(cè)壓點(diǎn)原始狀態(tài)壓力、不同含水率條件下的測(cè)壓點(diǎn)壓力，插值得到不同含水率條件下的壓降分布模型，可以反映出動(dòng)用情況方面的差異（見圖4）。由圖4可知，在不同含水階段，高部位由于受斷層遮擋的影響，斷層夾角及斷邊帶距高部位油井間壓力減小，不能建立有效驅(qū)動(dòng)壓差，動(dòng)用程度較低，形成剩余油的富集區(qū)。斷層夾角不同，壓降分布即動(dòng)用程度也存在一定的差異。斷層遮擋對(duì)剩余油的影響效果明顯，是斷塊油藏剩余油挖潛的重要部位，而腰部及低部位井網(wǎng)控制區(qū)整體壓降較高，水驅(qū)動(dòng)用程度好于高部位。

圖4 均質(zhì)模型五點(diǎn)井網(wǎng)壓降分布

2.2 儲(chǔ)層非均質(zhì)性對(duì)剩余油分布的影響

與均質(zhì)模型相比，非均質(zhì)模型見水時(shí)間早，見水后含水率上升較快（見圖5）。相同注入量條件下，均質(zhì)模型含水率低于非均質(zhì)模型。兩者初期的采出程度大致相同。由于非均質(zhì)模型的含水率上升快，驅(qū)替后期均質(zhì)模型的采出程度較高，當(dāng)注入量達(dá)到1.6 PV時(shí)，均質(zhì)模型比非均質(zhì)模型的采出程度高5百分點(diǎn)。

圖5 均質(zhì)模型與非均質(zhì)模型生產(chǎn)動(dòng)態(tài)對(duì)比

2.2.1 儲(chǔ)層非均質(zhì)性對(duì)生產(chǎn)動(dòng)態(tài)的影響

與均質(zhì)模型壓力分布（見圖3）不同，由于非均質(zhì)模型（見圖6）的中間部分滲透率高，流動(dòng)阻力小，中間注水井壓力偏低，而左側(cè)滲透率最小，流動(dòng)阻力大，壓力較高。非均質(zhì)性加劇了壓力分布的不均衡程度。不同含水階段，由于模型的非均質(zhì)性導(dǎo)致底部的壓力分布復(fù)雜，在高滲區(qū)域和低滲區(qū)域壓力分布差別明顯。

圖6 非均質(zhì)模型五點(diǎn)井網(wǎng)壓力分布

2.2.2 儲(chǔ)層非均質(zhì)性對(duì)動(dòng)用程度的影響

利用同樣的方法評(píng)價(jià)非均質(zhì)模型動(dòng)用程度分布，明確儲(chǔ)層非均質(zhì)性對(duì)斷塊油藏動(dòng)用程度的影響。圖7為非均質(zhì)模型五點(diǎn)井網(wǎng)開發(fā)條件下壓降的分布情況。與均質(zhì)模型五點(diǎn)井網(wǎng)壓降分布 （見圖4）對(duì)比可以看出，注采井間，也就是模型腰部，由于滲透率變化的影響，在同一構(gòu)造部位壓降差異較大，等壓降線不對(duì)稱，模型動(dòng)用程度不均衡性增加。

圖7 非均質(zhì)模型五點(diǎn)井網(wǎng)壓降分布

2.3 井網(wǎng)形式對(duì)剩余油分布的影響

2.3.1 井網(wǎng)形式對(duì)生產(chǎn)動(dòng)態(tài)的影響

如圖8所示，七點(diǎn)井網(wǎng)模型見水時(shí)間比五點(diǎn)井網(wǎng)早，見水后含水率上升較快。相同注入量條件下，由于五點(diǎn)井網(wǎng)的含水率上升慢，采出程度較高，當(dāng)注入量達(dá)到1.6 PV時(shí)，五點(diǎn)井網(wǎng)比七點(diǎn)井網(wǎng)的采出程度高4百分點(diǎn)。模型中的七點(diǎn)井網(wǎng)僅存在一口注水井，注入水難以均衡地在模型中驅(qū)替，不同構(gòu)造部位壓力分布差異較大，造成注入水的突進(jìn)現(xiàn)象（見圖9）。同時(shí)，受腰部和底部的生產(chǎn)井影響，注入水難以波及到構(gòu)造頂部，造成頂部剩余油富集，加劇了壓力分布的不均衡程度。

圖8 五點(diǎn)井網(wǎng)與七點(diǎn)井網(wǎng)生產(chǎn)動(dòng)態(tài)對(duì)比

圖9 均質(zhì)模型七點(diǎn)井網(wǎng)壓力分布

2.3.2 井網(wǎng)形式對(duì)動(dòng)用程度的影響

相同的含水率階段，在模型對(duì)應(yīng)的位置上，五點(diǎn)井網(wǎng)中的等壓降線更加平直，尤其是腰部位置，五點(diǎn)井網(wǎng)動(dòng)用的均衡程度比七點(diǎn)井網(wǎng)高（見圖4、圖10）。盡管在五點(diǎn)井網(wǎng)的含水初期存在注水井之間剩余油富集，但隨著注水量的增加，注入水逐漸波及到腰部，動(dòng)用程度增加，總體開發(fā)效果較好。

圖10 均質(zhì)模型七點(diǎn)井網(wǎng)壓降分布

2.4 剩余油挖潛方向

斷層遮擋形成的剩余油可根據(jù)規(guī)模大小，采用新井、老井側(cè)鉆方式，貼近斷層布井實(shí)現(xiàn)控制與動(dòng)用；非均質(zhì)形成的剩余油可以利用調(diào)堵的方式提高對(duì)低滲區(qū)域的有效動(dòng)用；井網(wǎng)型剩余油可以利用井網(wǎng)轉(zhuǎn)換及注采調(diào)控的方式，進(jìn)一步提高非主流線、井間滯留區(qū)等弱驅(qū)部位的水驅(qū)波及，實(shí)現(xiàn)均衡水驅(qū)開發(fā)。

3 結(jié)論

1）斷層遮擋主要控制高部位的剩余油，形成斷塊油藏特有的斷層夾角及屋脊一線剩余油；儲(chǔ)層非均質(zhì)性主要影響不同構(gòu)造部位的剩余油分布特征，低滲區(qū)域動(dòng)用程度較低；井網(wǎng)型剩余油主要體現(xiàn)在井間剩余油以及對(duì)模型整體控制程度的差異方面，采用五點(diǎn)井網(wǎng)可以較好地實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)量的控制。

2）高部位屋脊一線可部署新井或老井側(cè)鉆，建立驅(qū)動(dòng)壓差，動(dòng)用斷層控制的剩余油；利用調(diào)堵的方式增加對(duì)低滲區(qū)域的動(dòng)用程度；利用注采調(diào)控的方式提高井間弱驅(qū)部位剩余油的水驅(qū)波及。