馬慶濤，吳 潔，馬 驍

(1.中國(guó)石化勝利石油工程有限公司，山東 東營(yíng) 257000； 2.中國(guó)石化勝利油田分公司，山東 東營(yíng) 257000)

1 地質(zhì)概況

大蘆湖油田高21塊位于東營(yíng)凹陷博興洼陷西北部、正理莊—樊家鼻狀構(gòu)造帶西翼，地層向西北方向傾斜，傾角為4～8 °。油層埋深約為2 200～2 310 m，平均孔隙度為22.4%，平均滲透率為35 mD，層內(nèi)非均質(zhì)嚴(yán)重。大蘆湖油田高21塊自2001年投入開(kāi)發(fā)以來(lái)，大致經(jīng)歷了試采開(kāi)發(fā)、彈性開(kāi)發(fā)、注水開(kāi)發(fā)3個(gè)階段，目前已進(jìn)入高含水期，含水率為76%。由于區(qū)塊儲(chǔ)層非均質(zhì)性極強(qiáng)，注入水沿著竄流通道流向生產(chǎn)井，嚴(yán)重影響油藏水驅(qū)波及體積，導(dǎo)致無(wú)效注水。因此，急需相應(yīng)的技術(shù)手段改善注水開(kāi)發(fā)效果。以不穩(wěn)定注水技術(shù)為出發(fā)點(diǎn)，首先采用流線模擬和模糊綜合評(píng)判相結(jié)合的方法，識(shí)別區(qū)塊竄流通道，并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)示蹤劑檢測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證識(shí)別結(jié)果的準(zhǔn)確性。其次，通過(guò)油藏?cái)?shù)值模擬方法，分析區(qū)塊不穩(wěn)定注水方式的適應(yīng)性，對(duì)比分析同步不穩(wěn)定注水、全區(qū)異步不穩(wěn)定注水方式，優(yōu)選適合于大蘆湖油田高21塊的開(kāi)發(fā)調(diào)整方案，從而實(shí)現(xiàn)改善開(kāi)發(fā)效果，提高油藏采收率的目的[1]。

2 竄流通道識(shí)別研究

準(zhǔn)確識(shí)別注采井間竄流通道是確定優(yōu)選不穩(wěn)定注水方式的基礎(chǔ)。目前，國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者主要通過(guò)油藏?cái)?shù)值模擬、數(shù)學(xué)理論等方法識(shí)別注采井間竄流通道[2-7]，但由于實(shí)際地層中竄流通道復(fù)雜，通過(guò)上述單一方法識(shí)別可靠性較差。因此，通過(guò)流線模擬與模糊綜合評(píng)判相結(jié)合的方法定量識(shí)別注采井間竄流通道，提高竄流通道識(shí)別的準(zhǔn)確性，為后續(xù)不穩(wěn)定注水方式研究奠定基礎(chǔ)。

2.1 流線模擬方法

以測(cè)井、地質(zhì)等資料為基礎(chǔ)，以油藏沉積特點(diǎn)為約束，利用Petrel三維精細(xì)地質(zhì)建模軟件，建立大蘆湖油田高21塊地質(zhì)模型。以此為基礎(chǔ)，通過(guò)CMG油藏?cái)?shù)值模擬軟件建立竄流通道流線識(shí)別模型。該模型通過(guò)隱壓顯飽法求解追蹤流線前緣，通過(guò)流線疏密程度和含油飽和度分布快速、準(zhǔn)確判明來(lái)水方向，反映水驅(qū)控制范圍，體現(xiàn)井組注采關(guān)系及竄流通道存在可能性?？紤]區(qū)塊實(shí)際含油面積及井網(wǎng)部署情況，模型平面網(wǎng)格尺寸為30 m×30 m，縱向劃分為5個(gè)模擬層，為保證模型的準(zhǔn)確性，對(duì)區(qū)塊的生產(chǎn)歷史進(jìn)行擬合。歷史擬合后區(qū)塊各井間流線分布如圖1所示。

由圖1可知，G21-2井與G21-1井、G21-10井與G21-11井、G21-34井與G21-3井之間流線較為密集，而與其他油井之間流線較少，由此可知，G21-2、G21-10、G21-34井注入水主要流向G21-1、G21-11、G21-3井。因此，上述井周圍區(qū)域注入水不均勻，存在竄流通道。而G21-14井和G21-6井流線向四周均勻擴(kuò)散，周圍各油井均勻受效，注入水推進(jìn)均勻，因此，這2口井周圍不存在竄流通道。

圖1 大蘆湖油田高21塊流線分布

2.2 模糊綜合評(píng)判方法

竄流通道的形成受地質(zhì)、開(kāi)發(fā)方面諸多因素影響[8]。因此，根據(jù)區(qū)塊的實(shí)際地質(zhì)、開(kāi)發(fā)特征，篩選影響竄流通道形成的主要因素和指標(biāo)，建立竄流通道指標(biāo)層次模型，其中，將地質(zhì)及開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)因素作為準(zhǔn)則層，將滲透率、孔隙度、滲透率變異系數(shù)、油水井指數(shù)、采液指數(shù)和含水率作為指標(biāo)層次模型的方案層。

根據(jù)滲透率、孔隙度、滲透率變異系數(shù)等因素對(duì)竄流通道的影響，研究確定各因素的變化范圍。在竄流通道指標(biāo)層次模型中，對(duì)于從屬于上一層的每個(gè)因素進(jìn)行兩兩比較，確定各因素的重要程度，并按規(guī)定的標(biāo)度定量化，構(gòu)成判斷矩陣。判斷矩陣中各元素?cái)?shù)值采用9標(biāo)度法。之后，通過(guò)方根法歸一化評(píng)判指標(biāo)和權(quán)重值，最后利用模糊理論方法綜合處理各種動(dòng)靜態(tài)因素指標(biāo)，得到竄流通道的靜態(tài)判度FJ、動(dòng)態(tài)判度FD以及綜合判度FZ(表1)。

現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)表明，當(dāng)FZ大于0.6時(shí)，存在竄流通道。由表1可知，G21-2井與G21-1井、G21-6井與G21-8井、 G21-10井與G21-8井、G21-34井與G21-3井的FZ大于0.6，因此，上述井對(duì)之間存在高滲通道。

2.3 結(jié)果驗(yàn)證

為了驗(yàn)證上述竄流通道識(shí)別結(jié)果的可靠性，對(duì)G21-2、G21-6和G21-34井組實(shí)施示蹤劑動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)[9]，分別注入Gd2O3、Eu2O3和La2O3示蹤劑。監(jiān)測(cè)油井示蹤劑產(chǎn)出結(jié)果表明，G21-2、G21-34井組內(nèi)G21-1、G21-3井監(jiān)測(cè)到示蹤劑濃度值劇烈增加，最大濃度分別為220、208 μg/L，表明對(duì)應(yīng)油水井間存在竄流通道，而G21-6井組內(nèi)油井無(wú)示蹤劑產(chǎn)出，因此，不存在竄流通道。現(xiàn)場(chǎng)示蹤劑檢測(cè)結(jié)果、流線模擬結(jié)果和模糊綜合評(píng)判計(jì)算結(jié)果對(duì)比如圖2所示。

由圖2可知，對(duì)于G21-2、G21-34井組流線模擬、模糊綜合評(píng)判、示蹤劑檢測(cè)結(jié)果相一致，判斷G21-2井與G21-1井、G21-34井與G21-3井之間存在竄流通道；G21-6井組示蹤劑檢測(cè)、模糊綜合評(píng)判、流線模擬結(jié)果不一致，判斷不存在竄流通道。因此，流線模擬與模糊綜合評(píng)判相結(jié)合方法確定的結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)示蹤劑監(jiān)測(cè)結(jié)果基本吻合。由于G21-10、G21-14井組流線模擬與模糊綜合評(píng)判結(jié)果不一致，由此推斷其油水井之間不存在竄流通道。通過(guò)該方法識(shí)別竄流通道具有較高的可靠性，可以降低示蹤劑監(jiān)測(cè)成本，識(shí)別結(jié)果可作為后續(xù)不穩(wěn)定注水開(kāi)發(fā)方式研究的基礎(chǔ)。

表1 模糊綜合評(píng)判方法識(shí)別竄流通道結(jié)果

圖2 示蹤劑檢測(cè)結(jié)果驗(yàn)證

3 不穩(wěn)定注水方式研究

礦場(chǎng)上，不穩(wěn)定注水可分為同步不穩(wěn)定注水和異步不穩(wěn)定注水兩種方式，其中，同步不穩(wěn)定注水分為對(duì)稱型和不對(duì)稱型兩大類，不對(duì)稱型又可分為短注長(zhǎng)停和長(zhǎng)注短停2種方式[10-13]。結(jié)合區(qū)塊竄流通道識(shí)別及不穩(wěn)定注水適應(yīng)性分析研究結(jié)果，共設(shè)計(jì)1組常規(guī)注水和36組不穩(wěn)定注水方案，其中，同步不穩(wěn)定注水方案31組(表2)、異步不穩(wěn)定注水方案5組(表3)。

表2 同步不穩(wěn)定注水方案

表3 異步不穩(wěn)定注水方案

如表2所示，在31組同步不穩(wěn)定注水方案中，方案1～8為對(duì)稱周期注水方式(注水半周期與停注半周期相同)。其中，方案7采用注水半周期為15 d的交替注水方式，油井常開(kāi)，方案8為交替注采且油井提液。方案9～24為短注長(zhǎng)停注水方式(注水半周期時(shí)間短于停注半周期時(shí)間)。其中，方案24為注15 d停30 d交替注水，油井常開(kāi)。方案25～31為長(zhǎng)注短停注水方式(注水半周期時(shí)間長(zhǎng)于停注半周期時(shí)間)。其中，方案31為注90d停75d交替注水。其余方案均為停注期采油。

如表3所示，在異步不穩(wěn)定注水方案中，方案32～34注水井工作制度相同。首先，A組注水井(G21-14、G21-10、G21-6井)注水，B組注水井(G21-34、G21-2、G21-X63井)停注(第1階段)，之后，A、B兩組注水井都停注(第2階段)，最后A組注水井停注，B組注水井注水(第3階段)，其不同之處在于各方案油井工作制度。方案35、36注水井工作制度相同。首先，A組注水井注水、B組注水井停注(第1階段)，之后，A組注水井停注、B組注水井注水(第2階段)，而油井的工作制度區(qū)別同樣存在區(qū)別。

以15 a累計(jì)產(chǎn)油量作為技術(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)，常規(guī)注水和不穩(wěn)定注水方案模擬計(jì)算結(jié)果如表4所示。

由表4可知：與常規(guī)注水方案比較，對(duì)稱周期注水方案1～6的增油效果不明顯，方案7、8的累計(jì)產(chǎn)油量有較大幅度提高，其中，方案7累計(jì)產(chǎn)油量最高；短注長(zhǎng)停的16組方案均能在一定程度上起到增油降水、提高采出程度的作用，其中，方案24累計(jì)產(chǎn)油量最高；長(zhǎng)注短停方案增油效果較差；除方案33外，其余異步不穩(wěn)定注水方案效果均好于常規(guī)注水方案，能夠起到控水增油的效果，方案36累計(jì)產(chǎn)油量最高，為31.75×104m3，與常規(guī)注水方案相比提高了7.33×104m3，是36組方案中的技術(shù)最佳方案。

表4 不同方案累計(jì)產(chǎn)油量

考慮原油銷售收入、開(kāi)發(fā)投資、開(kāi)發(fā)期限內(nèi)維修及管理費(fèi)用，選取上述36組開(kāi)發(fā)方案中技術(shù)評(píng)價(jià)較好的9組方案，計(jì)算15 a各方案的凈現(xiàn)值(表5)。

表5 優(yōu)選不穩(wěn)定注水方案預(yù)測(cè)結(jié)果

由表5可知，除方案30，其他8組不穩(wěn)定注水方案的凈現(xiàn)值都較常規(guī)水驅(qū)方案有一定幅度提高，其中，方案36凈現(xiàn)值最高為1 628.22×104元，比常規(guī)水驅(qū)提高1 074×104元，結(jié)合技術(shù)方案結(jié)果，確定方案36為最優(yōu)方案。

綜上所述，利用竄流通道綜合識(shí)別方法準(zhǔn)確識(shí)別水驅(qū)竄流通道，并結(jié)合異步不穩(wěn)定注水方式可以有效提高產(chǎn)油量，降低含水率，從而改善高含水期油藏開(kāi)發(fā)效果，具有廣闊的應(yīng)用前景[13]。

4 結(jié) 論

(1) 流線模擬與模糊綜合評(píng)判相結(jié)合的竄流通道綜合識(shí)別方法可以定量識(shí)別水驅(qū)竄流通道，識(shí)別結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)示蹤劑監(jiān)測(cè)結(jié)果基本吻合，具有一定的準(zhǔn)確性，可作為一種識(shí)別水驅(qū)油藏竄流通道的有效方法。

(2) 對(duì)稱周期注水、短注長(zhǎng)停、異步不穩(wěn)定注水方式可以起到增油降水、提高采出程度、擴(kuò)大波及體積的作用。

(3) 異步不穩(wěn)定注水方案36為技術(shù)、經(jīng)濟(jì)最佳不穩(wěn)定注水方案，較常規(guī)水驅(qū)方案累計(jì)產(chǎn)油量增加7.33×104m3，凈現(xiàn)值提高1 074×104元。