萬茂雯

（中國(guó)石油化工股份有限公司江蘇油田分公司，江蘇揚(yáng)州 225009）

CB油田C3斷塊經(jīng)過多年的注水開發(fā)，目前已經(jīng)進(jìn)入高含水期，剩余油分布更加零星分散，井網(wǎng)適應(yīng)性變差，自然遞減大，油藏穩(wěn)產(chǎn)開發(fā)的難度日益加大。在低油價(jià)的時(shí)代背景下，傳統(tǒng)的層系重組和井網(wǎng)重整技術(shù)受到一定制約，近幾年也投入了較多的水動(dòng)力學(xué)調(diào)整工作量，但控水穩(wěn)油效果并不長(zhǎng)久。本著以最少投入獲得最大經(jīng)濟(jì)效益的宗旨，油水井動(dòng)態(tài)調(diào)配對(duì)改善老區(qū)高含水油田開發(fā)效果顯得更為有效。國(guó)內(nèi)外學(xué)者在研究油井在平面上的配產(chǎn)時(shí)，都是把油藏看成是單一油層，并沒有考慮到縱向上的物性差異[1-9]，顯然對(duì)于C3斷塊這種多油水系統(tǒng)層狀油藏并不適用。因?yàn)樵撚吞锏挠途旧隙际嵌鄬雍喜?，層間差異不容忽視；亦或是致力于縱向上的液量或注水量劈分[10-18]，力求減少縱向差異，并沒有涉及旨在改善平面水驅(qū)不均衡的不同注采方向上油井的液量分配。

這里著重考慮剩余油在平面上的分布狀況，同時(shí)兼顧儲(chǔ)層在縱向上的非均質(zhì)性，將其看成是多個(gè)一維線性流動(dòng)小層的組合，為層狀油藏油井在平面上的液量?jī)?yōu)化提供了一種新的方法。

1 評(píng)價(jià)指標(biāo)優(yōu)選計(jì)算

1.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)優(yōu)選

考慮到CB油田C3斷塊已經(jīng)進(jìn)入高含水期，雖然平面上各個(gè)方向均已水淹，但水淹程度仍存在較大差異。針對(duì)這種情況，以水井為中心，以井組為基本單元，其中水井是籠統(tǒng)注水，油井是多層合采，以各注采井間的平均含水飽和度為評(píng)價(jià)指標(biāo)。平均飽和度差異越小，即方差越小，注入水在平面上的驅(qū)替越均衡，波及效率越高，開發(fā)效果越好，優(yōu)化后的油井液量就越合理。

1.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)計(jì)算

1.2.1 調(diào)整前注采井間平均飽和度

已知相滲曲線，得到含水率計(jì)算公式：

式中：fw為含水率，%；λo、λw分別為油、水兩相的流度，10-3μm2/(mPa·s)；A為注采單元的流動(dòng)截面積，m2；Δρ為油水密度差，kg/m3；g為重力和質(zhì)量的比例系數(shù)，9.8 N/kg；Qi為產(chǎn)液量，m3/d；α為地層傾角，°。

采用最小二乘法對(duì)式（1）進(jìn)行擬合，可以求得含水率隨飽和度的變化關(guān)系[19]：

式中：αi為系數(shù)；Sw為含水飽和度，%。對(duì)式（2）進(jìn)行求導(dǎo)得到：

根據(jù)動(dòng)態(tài)資料已知不同注采方向上各油井的初始含水率fwi1，采用差分法對(duì)式（2）進(jìn)行求解，得到調(diào)整前各注采單元的出口端含水飽和度Swi，代入式（3）可以求得對(duì)應(yīng)的fw'( Sw)。

最后，根據(jù)韋爾杰方程[20-21]（Welge）求得各注采井連線上的初始平均含水飽和度 ：

1.2.2 調(diào)整后注采井間平均飽和度

針對(duì)某一個(gè)注采單元，油水井間被劃分成m個(gè)網(wǎng)格，縱向上一共有n個(gè)小層，則第k小層的滲流阻力為：

本研究于2017年6月~2018年2月在醫(yī)院內(nèi)部隨機(jī)選取了處于臨用狀態(tài)的610件內(nèi)鏡作為研究對(duì)象,其中胃鏡146件、腸鏡291件、支氣管鏡173件。內(nèi)鏡中心用到的清洗、消毒設(shè)備主要包括:流動(dòng)清洗槽、高壓水槍、負(fù)壓吸引器、超聲清洗器、注射器、滅菌與消毒器械、棉棒、紗布、清洗用刷子、多酶洗液、乙醇溶液、戊二醛溶液、干燥設(shè)備、消毒劑、計(jì)時(shí)器以及各種通風(fēng)設(shè)施。其中,乙醇溶液濃度為75%,戊二醛溶液濃度為2%。

式中：k為絕對(duì)滲透率，10-3μm2；kro、krw為油水兩相的相對(duì)滲透率，無因次；μo、μw為油水兩相的黏度，mPa·s。

考慮到縱向上各小層的注采井距相同，為了方便計(jì)算，引入擬滲流阻力[22]R' ( Sw)概念，它表征的意義是隨飽和度變化的油水兩相滲流能力，其計(jì)算公式為：

假設(shè)該注采單元內(nèi)合采井的產(chǎn)液量為Ql，液量調(diào)整后的第i時(shí)間步，利用有限差分技術(shù)，求得注采單元滲流模型的出口端含水飽和度，根據(jù)擬滲流阻力對(duì)各小層的油井產(chǎn)液量進(jìn)行劈分：

根據(jù)B-L驅(qū)油理論[23]，此時(shí)小層含水率對(duì)小層出口端含水飽和度的導(dǎo)數(shù)為：

式中：Ql為產(chǎn)液量，m3/d；φ為孔隙度，小數(shù)；L 為注采井距，m。

將（8）式代入（4）式，得到第i時(shí)間步時(shí)注采井間的平均含水飽和度：

2 合理液量?jī)?yōu)化方法

基于上述各項(xiàng)指標(biāo)的計(jì)算方法，提出合理液量的優(yōu)化方法，具體如下：

（1）假設(shè)經(jīng)過調(diào)整后，平面上各注采井間到達(dá)一個(gè)相同的平均含水飽和度為各注采單元的初始平均含水飽和度。

（2）針對(duì)每口油井，假設(shè)其產(chǎn)液量為Qi，計(jì)算該油井經(jīng)過調(diào)整后對(duì)應(yīng)注采井間的平均含水飽和度或在允許的誤差范圍之內(nèi)，則Qi即為該油井液量。

（3）判斷各油井液量之和 是否等同于水井注水量Qj，如滿足注采平衡，或在允許的誤差范圍內(nèi)，則Qj即為各油井的合理液量，否則重新假定一個(gè)Sw2，重復(fù)上述計(jì)算，直至滿足要求為止。

3 參數(shù)敏感性分析

考慮到實(shí)際井區(qū)油水井注采關(guān)系的復(fù)雜性，以注水井為中心，以東西向?yàn)閄軸，南北向?yàn)閅軸，在四個(gè)象限內(nèi)，各自把相關(guān)井網(wǎng)范圍內(nèi)的油井疊加為一口虛擬井，相當(dāng)于每個(gè)象限為一個(gè)受效方向，然后在象限內(nèi)考慮某一方向的注采關(guān)系。其中第一、二象限為高注低采單元，第三、四象限為低注高采單元。

對(duì)于處于高含水期的老油田而言，考慮到參數(shù)的時(shí)變性，地下流場(chǎng)主要受到動(dòng)靜態(tài)因素的綜合影響?；谏鲜鰸B流數(shù)學(xué)模型的求解方法以及油井液量?jī)?yōu)化方法，對(duì)油井合理液量進(jìn)行影響因素分析，基本參數(shù)見表1。

表1 基本參數(shù)表

3.1 地層有效厚度的影響

假定4個(gè)象限內(nèi)注采單元的平均地層有效厚度分別為9、10.5、12和13.5 m，注水井總注水量為100 m3/d，計(jì)算得到平面上實(shí)現(xiàn)均衡驅(qū)替時(shí)4口油井的合理液量（圖1）。

圖1 油層厚度對(duì)油井合理液量的影響

研究結(jié)果表明，油井最優(yōu)液量與其所在地層的有效厚度成正比例關(guān)系。地層有效厚度越大，剩余油潛力越大，油井產(chǎn)量越高，液量相同時(shí)對(duì)應(yīng)的含水率越低。為了實(shí)現(xiàn)注入水的均衡驅(qū)替，應(yīng)對(duì)對(duì)應(yīng)油井實(shí)施提液。

3.2 地層滲透性的影響

假定第一、三象限的地層平均滲透率為300×10-3μm2、第二、四象限的地層平均滲透率為600×10-3μm2，計(jì)算得到實(shí)現(xiàn)均衡驅(qū)替時(shí)4口油井的合理液量（圖2）。

圖2 地層滲透率對(duì)油井合理液量的影響

結(jié)果表明，當(dāng)存在地層傾角時(shí)，注入水的驅(qū)替受重力的影響。對(duì)于高注低采單元，重力是動(dòng)力；對(duì)于低注高采單元，重力是阻力。地層滲透率越大，重力作用帶來的影響越大，因此高、低部位油井之間的合理液量差異越大。在同一平面內(nèi)，注入水易沿滲透率高的部位突進(jìn)，因此滲透率越高，對(duì)應(yīng)的油井合理液量應(yīng)該越小，從而對(duì)地下流場(chǎng)進(jìn)行“控強(qiáng)扶弱”；同時(shí)由于低注高采單元的重力阻力起到一定削弱作用，所以不同滲透率的油井合理液量差異也相對(duì)較小。

3.3 平均含水飽和度的影響

假定調(diào)整前4個(gè)象限的平均含水飽和度分別為0.52、0.53、0.54、0.55，根據(jù)相對(duì)滲透率曲線求得對(duì)應(yīng)注采單元的含水率并計(jì)算油井的合理液量（圖3）。

圖3 含水飽和度對(duì)油井合理液量的影響

結(jié)果表明各油井合理液量與注采單元內(nèi)平均含水飽和度成反比例關(guān)系：含水飽和度越大，剩余油潛力越小，因?yàn)橛偷酿ざ缺人酿ざ却?，所以水?qū)油的滲流能力越強(qiáng)，含水上升越快，為實(shí)現(xiàn)平面上的均衡驅(qū)替，應(yīng)減少油井液量。

3.4 綜合影響

表2是四個(gè)象限內(nèi)注采單元的地層參數(shù)及開發(fā)現(xiàn)狀，注采井距和總注水量保持不變，分別計(jì)算10年、20年后平面上實(shí)現(xiàn)均衡驅(qū)替的油井合理液量。計(jì)算結(jié)果表明：油井合理液量受地層有效厚度影響較大，受地層滲透性影響較小，地層初始含水飽和度越大，油井合理液量越小，且在越短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到均衡驅(qū)替，各油井合理液量的差異越大。

表2 不同開發(fā)狀況及調(diào)整年限下的油井合理液量

4 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

基于上述理論研究，在C3斷塊阜寧組油藏開展應(yīng)用，對(duì)10個(gè)注采井組的油井合理液量分別進(jìn)行了計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。調(diào)整油井產(chǎn)液量共計(jì)14井次，平均日增油12 t/d，綜合含水由91.3%下降至86.0%，且同一井組內(nèi)的含水率差異減小。以C3-40井組為例，油井液量調(diào)整前，井組內(nèi)三口油井的含水率分別為83%、93%和90%，調(diào)整后依次變?yōu)?2%、89%和87%?？梢妼?duì)油井進(jìn)行合理的液量調(diào)整可以有效地改善水驅(qū)開發(fā)效果，實(shí)現(xiàn)均衡驅(qū)替。

5 結(jié)論

CB油田C3斷塊油井的合理液量受到儲(chǔ)層物性、剩余油潛力和調(diào)整年限等諸多因素的影響。本文采用調(diào)配后各個(gè)注采井間的含水飽和度差異評(píng)價(jià)均衡驅(qū)替的程度，設(shè)計(jì)了適用于多層合采井的合理液量?jī)?yōu)化方法，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了影響因素分析。該方法不需要額外的投入就可以有效改善開發(fā)效果。同時(shí)也存在不足，對(duì)各個(gè)注采方向上參數(shù)均采用了均值處理的方式，不能很好地反應(yīng)實(shí)際地層的情況，后續(xù)有待改進(jìn)。創(chuàng)新之處在于將多層合采時(shí)更加復(fù)雜的、異于單層開發(fā)的井底壓力動(dòng)態(tài)和產(chǎn)量變化考慮在內(nèi)，為C3斷塊這類層狀油藏的多層合采井在平面上的液量調(diào)整提供了新的思路。