劉家軍，金忠康，蔡新明

（1.中國石化江蘇油田分公司采油二廠，江蘇金湖211600；2.中國石化江蘇油田分公司勘探開發(fā)研究院，江蘇揚州225000）

斷塊油藏地質(zhì)條件復(fù)雜，小斷層發(fā)育、儲層非均質(zhì)嚴重，開發(fā)進入特高含水開發(fā)期，剩余油高度分散，注采井間流線固定，高耗水帶普遍存在，導(dǎo)致無效水循環(huán)嚴重，水驅(qū)效率變差[1-3]，水驅(qū)波及難以進一步擴大。在層系、井網(wǎng)相對完善、原油價格較低的情況下，如何通過改變注采井網(wǎng)和參數(shù)，抑制高耗水帶、強化注入水弱波及區(qū)，改變地下壓力場及飽和度場，是斷塊油藏高含水期降水增油的有效手段[4-6]。

1934年MUSKAT等[2]最早將流線概念引入到油氣田開發(fā)計算中；1951年FAY和MPRATS[3]使用電位模型及差分方程計算簡單水驅(qū)油藏中流線的分布；1961年 HIGGINS等[4]提出流管模型；1988年P(guān)OLLOCK[5]提出地下水的流線生成算法；侯建峰等[6]提出定量表征單砂體注采關(guān)系的流線方法；吳軍來等[7]借助流線模擬的優(yōu)勢，再結(jié)合油藏工程基本原理，提出一種全新的油藏水驅(qū)動態(tài)評價新方法。對于流線表征的研究雖然很多，但是關(guān)于流線分布模式的研究較少。

以江蘇油田復(fù)雜斷塊油藏為例，開展流線影響因素分析，提出了流線分布模式，在此基礎(chǔ)上進行流線優(yōu)化調(diào)整研究，實現(xiàn)“控制含水、減緩遞減”的目標。

1 流線的影響因素

建立不同理論模型，應(yīng)用數(shù)值模擬方法，分析相應(yīng)的流線分布特征。通過分析影響因素的敏感性，明確水驅(qū)流線變化的主要影響因素，為高含水期流場調(diào)整提供依據(jù)[7-8]。

1.1 平面非均質(zhì)

平面非均質(zhì)是控制流線分布的主要因素。由于平面非均質(zhì)性，流體總是優(yōu)先進入高滲帶或高滲層[9]。當油井處在不同相帶時，隨著高低滲透帶滲透率比值的增大，高低滲透帶流線分布的差異越大（圖1）。當高低滲透帶滲透率比值為10時，單位面積內(nèi)流線條數(shù)比為9，與滲透率比值基本一致。

圖1 不同滲透率下流線分布（fw=95%）Fig.1 Streamline distribution with different permeability（fw=95%）

1.2 縱向非均質(zhì)

注入水沿高滲層突進[10-11]，隨著層間級差的增大，高滲層的注水量越多，高滲層的流線分布越密；低滲層的注水量越小，低滲層的流線分布越稀，剩余油在低滲層富集（圖2）。根據(jù)達西公式，油水井的注采壓差一定、注采井距相同，縱向上每層的流量與滲透率成正比，每層流線條數(shù)的比值與層間滲透率的比值基本一致。

圖2 不同物性條件下流線分布Fig.2 Streamline distribution with different reservoir physical property

1.3 注采井網(wǎng)

注入水沿滲流阻力最小的路徑推進。高滲區(qū)注水、低滲區(qū)采油時，注入水先沿高滲帶突進，然后在油井附近流向井底，在注水井及油井間形成剩余油。低滲區(qū)注水、高滲區(qū)采油時，注入水主要在注水井附近進入高滲帶，然后沿高滲帶流向油井井底，在高滲區(qū)井間形成剩余油（圖3）。

圖3 不同注采井網(wǎng)下流線分布（fw=95%）Fig.3 Streamline distribution of different injection-production well patterns（fw=95%）

1.4 注采井距

油水井的注采壓差一定時，注采井距越小，油井的產(chǎn)液量、注水井的注水量越高。注入水在高注入壓差下，沿高滲區(qū)快速突進，主流線方向水洗嚴重，較快地形成明顯的優(yōu)勢滲流通道。井距增大時，注采壓差梯度相對較小，注入水推進需要更長的時間，流線、含水飽和度在平面上分布較小，井距開發(fā)均勻（圖4）。

圖4 不同注采井距時流線分布（fw=95%）Fig.4 Streamline distribution with different injection-production well spacing（fw=95%）

1.5 注采壓差

油水井注采井距一定時，注采壓差越大，油水井間壓力差梯度較大[12-13]，油井的產(chǎn)液量、水井的注水量越大，儲層的流量越大，水的流動速度越高，流線越密（圖5）。

應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)度法計算得到各因素對水驅(qū)流線的影響程度，縱向非均質(zhì)、平面非均質(zhì)、注采井網(wǎng)對水驅(qū)流線的影響顯著，注采井距、注采壓差等因素對水驅(qū)流線的影響相對較?。ū?）。

表1 各因素對水驅(qū)流線的影響程度Table1 Influence degree of each factor on water drive streamlines

圖5 不同注采壓差時流線分布（fw=95%）Fig.5 Streamline distribution with differentinjection-production pressure（fw=95%）

2 流線分布模式

根據(jù)流線的分布，將流線分布模式分為流線密集區(qū)、流線稀疏區(qū)和流線空白區(qū)3類。依據(jù)模擬研究成果，其具有以下特征：

1）流線密集區(qū)

主要分布在物性相對好的井區(qū)或者注采井距較小的井區(qū)。一是注入水沿滲流阻力小的區(qū)域推進，物性較好的區(qū)域流線密集，水驅(qū)前緣推進的速度較快。比如在正韻律儲層的底部、壓裂井壓裂縫周圍易形成流線密集區(qū)；二是注采壓差偏小的井區(qū)，單位距離的注采壓差越大，油水的流動速度越高，易形成流線密集區(qū)。

2）流線稀疏區(qū)

主要分布在二線油井受效區(qū)、物性差區(qū)和距注水井相對較遠井區(qū)。一是二線油井由于一線油井的截留，一線、二線油井間形成水動力直流區(qū)，水線稀疏；二是注入水在物性差的區(qū)域流動速度慢，流線稀疏，為流線稀疏區(qū)；三是對于不規(guī)則注采井網(wǎng)，距注水井較遠油井井區(qū)，單位距離內(nèi)的驅(qū)替壓差小，油水的流動速度小，形成流線稀疏區(qū)。

3）流線空白區(qū)

主要分布在井網(wǎng)未控制區(qū)和壓力平衡區(qū)。一是對低部位注水、高部位采油的注采井網(wǎng)，在高部位油井距離斷層區(qū)域不能形成注采水線，由于斷層的遮擋，斷層遮擋區(qū)注入水未波及，沒有建立注采流線，形成流線空白區(qū)；二是封閉邊界油藏邊內(nèi)注水時，由于注入初期油藏內(nèi)部壓力高于邊水區(qū)壓力，油藏邊部的油就會向邊水區(qū)域流動，注入一段時間后，直至油水過渡帶壓力平衡從而形成流線空白區(qū)。

3 基于流線分析的調(diào)整優(yōu)化技術(shù)

根據(jù)斷塊油藏流線、剩余油分布總體受斷層、砂體邊界、注采井網(wǎng)、注采平面及層間差異影響的特點，高含水期調(diào)整優(yōu)化技術(shù)以均衡或轉(zhuǎn)換流線為主要目的，使優(yōu)勢流線變?nèi)?，弱勢流線變強，流線空白區(qū)建立新流線，實現(xiàn)降水增油的目的。

3.1 矢量調(diào)配，均衡流線

注水開發(fā)過程中，注采井間流線固定，高耗水帶普遍存在，從而在低滲區(qū)形成剩余油。主流線方向降低配注控制注入強度，次流線方向增加配注[14-15]。通過參數(shù)調(diào)整，打破原有的生產(chǎn)狀態(tài)，控制強流線，增強流線稀疏區(qū)流線，均衡水驅(qū)。比如，G6-38井組平面矛盾突出，為均衡平面水驅(qū)，根據(jù)計算G6-52井、G6-85井的計算合理日產(chǎn)液量分別為17.9 t和11.2 t，而兩口井的實際日產(chǎn)液量分別只有11 t、6.5 t，對非主流線上的兩口井實施放差提液，效果明顯，G6-52井提液后日產(chǎn)油從1.4 t上升至3.2 t，G6-85井提液后日產(chǎn)油從0.7 t上升至1.7 t（圖6）。

3.2 增新水線挖潛剩余油

“增新水線”是指對流線空白區(qū)增加新流線來挖潛剩余油。增加流線的方法有兩種：一是增加注水井，二是增加采油井。

1）主流線高含水油井轉(zhuǎn)注，改變水驅(qū)方向。位于河道主體的H88-31A井與H88-23井之間形成優(yōu)勢流場，其他井受效不明顯。將含水98%的H88-31A井轉(zhuǎn)注后，新增了注水方向，對應(yīng)油井H88-1井含水率從82.7%降至75%，日產(chǎn)油從1.7 t提高至2.9 t。

2）轉(zhuǎn)注剩余油富集區(qū)采油井，新增注水流線，形成多向水驅(qū)。G6斷塊E1f23的G6-119井區(qū)的注水井由于G6-4井位于物性差區(qū)，G6-57井、G6-3井位于物性高滲區(qū)，注入水主要流向高滲區(qū)的G6-57井、G6-3井、G6-119井，井區(qū)附近井不見效，生產(chǎn)狀況差。將G6-119井轉(zhuǎn)注后，新增注水流線，G6-42、G6-40井見到增油效果（圖7），驗證了低采高注時在井間存在剩余油。

3）有注無采區(qū)，利用新鉆井或者老井建立新流線

W15-9井區(qū)的W15-1井為邊內(nèi)注水，在構(gòu)造低部位形成剩余油，沒有形成流線。W15-9井于2018年4月下返挖潛油水過渡帶剩余油，建立新水線，日產(chǎn)油5 t，含水率72%。

3.3 抽稀井網(wǎng)，抑制平面強流線

在流線密集區(qū)進行井網(wǎng)抽稀，拉大井距，降低了驅(qū)替壓力梯度，抑制平面強流線；同時改變了水驅(qū)方向，能夠提高原先弱流線處的水驅(qū)強度，從而改善水驅(qū)，提高采收率[16-19]。

圖6 G6-38井組井網(wǎng)和生產(chǎn)曲線Fig.6 Well pattern and production curves of well group G6-38

圖7 G6-119井組井網(wǎng)和生產(chǎn)曲線Fig.7 Well pattern and production curves of well group G6-119

3.3.1 抽稀一線高含水井，提高水驅(qū)波及面積

二線油井由于受一線油井影響，在井間形成水動力滯留剩余油。一線油井高含水井關(guān)井抽稀，既抑制了注水井與一線油井的強流線，又建立了注水井與二線油井的流線。C3斷塊C3-97井關(guān)井后，二線油井C3-42井、C3-109井、C3-103井分別日增油2.2 t、0.4 t、0.9 t（圖8）。

3.3.2 抽稀井間高含水井，均衡水驅(qū)

井間高含水井關(guān)井井網(wǎng)不失控，改變水驅(qū)方向，提高地下存水率。C3-83井組的C3-13井處于C3-81井、C3-82井間。C3-83井與C3-13井之間形成強流線。C3-13井關(guān)停后井組最高日產(chǎn)油凈增4.3 t。

3.3.3 強水淹區(qū)注水井關(guān)停，降低無效注水

由于儲層非均質(zhì)性及注采井距的影響，局部注水井組水淹程度高，注水利用率低。將強水淹區(qū)注水井關(guān)停，均衡水驅(qū)，降低無效注水。注水井C3-77井距離C3-3井、C3-10井較近，并且滲透率較好。該井組強水淹，將該井組關(guān)井后對應(yīng)C3-3井、C3-10井的日增油分別為1.0 t、0.5 t。

3.4 細分重組，擴流線立體驅(qū)油

“擴流線”是針對層間矛盾突出的注入井通過分層細分升級，改善注入流體只往高滲層流入的問題，均衡層間矛盾。隨著開發(fā)的深入，主力層系的井網(wǎng)井距偏小[20-23]，將注采井距拉大，減緩儲層非均質(zhì)性對開發(fā)的不利影響。非主力砂體的注采井距偏大，利用主力層系抽稀的井進行加密及井網(wǎng)完善。G7斷塊細分為兩套開發(fā)層系，依據(jù)實際生產(chǎn)及理論計算結(jié)果，主力層的合理注采井距在400～550 m，而調(diào)整前的井距只有200 m左右。故G7斷塊層系細分調(diào)整時，主力層系井網(wǎng)拉大至500 m，同時利用抽稀的井進行非主力層系的挖潛，其中E1f3層系的G7-10井單砂體注水后，對應(yīng)油井G7-31井見效明顯（圖9）。調(diào)整后遞減得到明顯控制，綜合遞減從13.1%下降至-0.47%，新增可采儲量1.7×104t，提高采收率1.0%。

圖8 C3-97井組井網(wǎng)和生產(chǎn)曲線Fig.8 Well pattern and production curves of well group C3-97

圖9 G7-10井組井網(wǎng)和G7-31井生產(chǎn)曲線Fig.9 Well pattern of well group G7-10 and production curves of well G7-31

4 結(jié)論

1）縱向非均質(zhì)、平面非均質(zhì)、注采井網(wǎng)對流線的影響顯著，注采井距、注采壓差等因素對水驅(qū)流線的影響相對較小。

2）將流線分布模式分為流線密集區(qū)、流線稀疏區(qū)、流線空白區(qū)3類。流線密集區(qū)主要分布在物性相對好的井區(qū)或者注采井距較小的井區(qū)。流線稀疏區(qū)主要分布在二線油井受效區(qū)、物性差區(qū)和距注水井相對較遠井區(qū)。流線空白區(qū)主要分布在井網(wǎng)未控制區(qū)和壓力平衡區(qū)。

3）斷塊油藏井網(wǎng)及流線受斷層、砂體邊界等影響較大，因此，采用矢量調(diào)配、增加注采井點、抽稀井網(wǎng)、細分重組等方式可以較好地實現(xiàn)流線調(diào)整，抑制高耗水帶，擴大水驅(qū)波及，實現(xiàn)降水增油的目的。