萬茂雯

（中國石油化工股份有限公司江蘇油田分公司，江蘇揚州 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。在低油價的時代背景下，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力學(xué)調(diào)整工作量，但控水穩(wěn)油效果并不長久。本著以最少投入獲得最大經(jīng)濟效益的宗旨，油水井動態(tài)調(diào)配對改善老區(qū)高含水油田開發(fā)效果顯得更為有效。國內(nèi)外學(xué)者在研究油井在平面上的配產(chǎn)時，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]，顯然對于C3斷塊這種多油水系統(tǒng)層狀油藏并不適用。因為該油田的油井基本上都是多層合采，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，同時兼顧儲層在縱向上的非均質(zhì)性，將其看成是多個一維線性流動小層的組合，為層狀油藏油井在平面上的液量優(yōu)化提供了一種新的方法。

1 評價指標優(yōu)選計算

1.1 評價指標優(yōu)選

考慮到CB油田C3斷塊已經(jīng)進入高含水期，雖然平面上各個方向均已水淹，但水淹程度仍存在較大差異。針對這種情況，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價指標。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 評價指標計算

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，°。

采用最小二乘法對式（1）進行擬合，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，%。對式（2）進行求導(dǎo)得到：

根據(jù)動態(tài)資料已知不同注采方向上各油井的初始含水率fwi1，采用差分法對式（2）進行求解，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

針對某一個注采單元，油水井間被劃分成m個網(wǎng)格，縱向上一共有n個小層，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)部隨機選取了處于臨用狀態(tài)的610件內(nèi)鏡作為研究對象,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:流動清洗槽、高壓水槍、負壓吸引器、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、計時器以及各種通風(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為絕對滲透率，10-3μm2；kro、krw為油水兩相的相對滲透率，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)擬滲流阻力對各小層的油井產(chǎn)液量進行劈分：

根據(jù)B-L驅(qū)油理論[23]，此時小層含水率對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時間步時注采井間的平均含水飽和度：

2 合理液量優(yōu)化方法

基于上述各項指標的計算方法，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一個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）針對每口油井，假設(shè)其產(chǎn)液量為Qi，計算該油井經(jīng)過調(diào)整后對應(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Sw2，重復(fù)上述計算，直至滿足要求為止。

3 參數(shù)敏感性分析

考慮到實際井區(qū)油水井注采關(guān)系的復(fù)雜性，以注水井為中心，以東西向為X軸，南北向為Y軸，在四個象限內(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，相當于每個象限為一個受效方向，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。

對于處于高含水期的老油田而言，考慮到參數(shù)的時變性，地下流場主要受到動靜態(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優(yōu)化方法，對油井合理液量進行影響因素分析，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，計算得到平面上實現(xiàn)均衡驅(qū)替時4口油井的合理液量（圖1）。

圖1 油層厚度對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，液量相同時對應(yīng)的含水率越低。為了實現(xiàn)注入水的均衡驅(qū)替，應(yīng)對對應(yīng)油井實施提液。

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，計算得到實現(xiàn)均衡驅(qū)替時4口油井的合理液量（圖2）。

圖2 地層滲透率對油井合理液量的影響

結(jié)果表明，當存在地層傾角時，注入水的驅(qū)替受重力的影響。對于高注低采單元，重力是動力；對于低注高采單元，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，因此滲透率越高，對應(yīng)的油井合理液量應(yīng)該越小，從而對地下流場進行“控強扶弱”；同時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較小。

3.3 平均含水飽和度的影響

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

圖3 含水飽和度對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，因為油的黏度比水的黏度大，所以水驅(qū)油的滲流能力越強，含水上升越快，為實現(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，分別計算10年、20年后平面上實現(xiàn)均衡驅(qū)替的油井合理液量。計算結(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，且在越短的時間內(nèi)達到均衡驅(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10個注采井組的油井合理液量分別進行了計算，根據(jù)計算結(jié)果進行相應(yīng)的調(diào)整。調(diào)整油井產(chǎn)液量共計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τ途M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)配后各個注采井間的含水飽和度差異評價均衡驅(qū)替的程度，設(shè)計了適用于多層合采井的合理液量優(yōu)化方法，并在此基礎(chǔ)上進行了影響因素分析。該方法不需要額外的投入就可以有效改善開發(fā)效果。同時也存在不足，對各個注采方向上參數(shù)均采用了均值處理的方式，不能很好地反應(yīng)實際地層的情況，后續(xù)有待改進。創(chuàng)新之處在于將多層合采時更加復(fù)雜的、異于單層開發(fā)的井底壓力動態(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。