王 曦

(中石化勝利油田分公司勘探開發(fā)研究院,山東東營257015)

勝利油田整裝油田長期進(jìn)行注水開發(fā),已經(jīng)進(jìn)入特高含水階段,儲層非均質(zhì)性對水驅(qū)效果的影響越來越明顯。在水驅(qū)開發(fā)過程中,注水具有沿高滲方向優(yōu)先推進(jìn)的特點(diǎn),從而導(dǎo)致驅(qū)替過程不均衡,造成注入水沿高滲方向形成低效循環(huán),進(jìn)而影響油藏整體的開發(fā)效果。因此,降低儲層平面非均質(zhì)性對水驅(qū)的影響,調(diào)整和重建各向均衡的水驅(qū)注采體系已成為當(dāng)前油田開發(fā)調(diào)整的主導(dǎo)思路[1]。目前,國內(nèi)外主要通過油藏物理模擬和數(shù)值模擬的方法來研究平面非均質(zhì)性對剩余油分布規(guī)律的影響,物理模擬大多通過制作天然巖心或人造巖心模型,通過驅(qū)替試驗(yàn)研究非均質(zhì)性對巖心滲流規(guī)律的影響,數(shù)值模擬主要從油藏的角度,應(yīng)用物理模擬的成果,研究非均質(zhì)對整個(gè)油藏的影響[2-3]。筆者根據(jù)S32油田當(dāng)前滲透率分布及布井情況,制作不同滲透率級差的人造巖心模型,設(shè)計(jì)不同注入速度、不同滲透率級差的水驅(qū)試驗(yàn),分析不同條件下平面非均質(zhì)對驅(qū)油效率以及剩余油分布規(guī)律,為后期數(shù)值模擬提供重要的理論支持。

1 試驗(yàn)條件

1.1 試驗(yàn)?zāi)Ｐ?/h3>

根據(jù)相似理論,把油田按一定比例縮小成平板模型,各生產(chǎn)指標(biāo)根據(jù)相似準(zhǔn)則的約束關(guān)系隨之進(jìn)行一定比例的縮放。通過對平板模型用某種生產(chǎn)方案進(jìn)行開采,用較短的時(shí)間就可以完成實(shí)際油田需要幾十年的開采過程,從而達(dá)到預(yù)測開發(fā)效果的目的[4-5]。

本次研究按照油田實(shí)際井組s32-1抽提出一注兩采模型,一個(gè)采油井位于河道邊部,另一個(gè)采油井位于河道中部,注采井距150 m(圖1)。按照相似準(zhǔn)則,制作了3組非均質(zhì)人造巖心模型,具體模型參數(shù)如表1所示。

試驗(yàn)?zāi)Ｐ筒捎媚z結(jié)模型,模型制作是至關(guān)重要的問題。首先根據(jù)配方將不同目數(shù)的石英砂按不同配比進(jìn)行混砂,加入少量黏土和膠結(jié)劑壓制成型,再經(jīng)過高溫?zé)Y(jié),獲得膠結(jié)模型。模型可模擬多種類型的油藏,是否達(dá)到試驗(yàn)要求可以通過取樣測試驗(yàn)證。在模型上布置了80對電極測點(diǎn),試驗(yàn)過程中通過測定模型電阻值,監(jiān)測模型內(nèi)油水飽和度的變化。

圖1 試驗(yàn)?zāi)Ｐ驮O(shè)計(jì)

表1 模型基本參數(shù)

1.2 試驗(yàn)條件

現(xiàn)場油水黏度比是30,按照相似準(zhǔn)則,選用選擇黏度為30.352 mPa·s的模擬油,密度為0.842 g/cm3。試驗(yàn)用水為3%標(biāo)準(zhǔn)鹽水溶液,黏度為0.917 mPa·s,密度為1.018 3 g/cm3;試驗(yàn)溫度為26℃。

1.3 試驗(yàn)裝置

整個(gè)試驗(yàn)裝置包括:注入系統(tǒng),飽和度檢測系統(tǒng)、采集系統(tǒng)、油水計(jì)量系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析軟件等。驅(qū)替ISCO泵連接水容器與油容器,可以向模型飽和模擬地層水或者模擬油,并進(jìn)行水驅(qū)試驗(yàn)?zāi)M油藏開采過程。采出液經(jīng)油水分異作用后,油在計(jì)量管中收集,并用照相機(jī)定時(shí)拍照,用專用軟件得到精確的油量,消除了人工讀數(shù)誤差,水則直接用天平稱量,拍照和天平計(jì)量都是受計(jì)算機(jī)控制自動采集。

2 試驗(yàn)方案及實(shí)施

2.1 試驗(yàn)方案

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際生產(chǎn)過程,本次試驗(yàn)注水方案:考慮不同含水階段實(shí)施不同的注水速度,初始注水速度V,含水80%注水速度提高到2V,高滲帶含水95%后3V,高滲帶含水98%后5V,高、低滲帶油井含水98%停注,具體初始速度如表2所示。

表2 試驗(yàn)注水方案

2.2 試驗(yàn)實(shí)施

首先對物理模型抽真空飽和水,然后飽和油,這步驟很關(guān)鍵,一是要保證建立好束縛水,二是保證飽和油在模型中的分布均勻,最后設(shè)置計(jì)算機(jī)控制參數(shù)進(jìn)行水驅(qū)試驗(yàn)。具體實(shí)施過程如下:

(1)飽和水。將模型接入抽真空系統(tǒng),用真空泵將模型抽真空,直到模型內(nèi)壓力接近-0.1 MPa,繼續(xù)抽2 h,打開閥門,飽和水,直至不進(jìn)水為止;然后用水驅(qū)替一段時(shí)間,真正完全飽和水為止。稱重并記錄。通過測量模型80對電極電阻率,確保模型充分飽和水。

(2)飽和油。用模擬油驅(qū)替模型,先將模型的上部一排井作為注入井,依次往下推,在注入驅(qū)替過程中要交替變換注入和生產(chǎn)井,直至模型不再出水,同時(shí)通過觀察電阻值的監(jiān)測分析模型內(nèi)飽和油的分布是否均勻,調(diào)整進(jìn)口、出口直至飽和完全,并檢查80對電極電阻率測量是否正常,如有異常,檢查線路連接以及測量設(shè)備。建好束縛水,計(jì)量驅(qū)出來的水體積即可得到飽和的油量。本次試驗(yàn)參數(shù)如表3所示。

表3 模型基礎(chǔ)試驗(yàn)參數(shù)

(3)水驅(qū)試驗(yàn)。水驅(qū)試驗(yàn)時(shí),設(shè)定不同的驅(qū)替速度,恒流速驅(qū)替。低滲井含水率達(dá)到98%時(shí)試驗(yàn)結(jié)束。試驗(yàn)過程中設(shè)置時(shí)間間隔采集電阻率、照片、天平讀數(shù),為后期的試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理提供數(shù)據(jù)點(diǎn),值得注意的是,在試驗(yàn)過程中要著重注意含水的變化以調(diào)整試驗(yàn)的流速等。

3 試驗(yàn)結(jié)果分析

3.1 相同滲透率級差、不同初始注水速度試驗(yàn)

圖2、3為相同滲透率級差不同初始試驗(yàn)速度的試驗(yàn)結(jié)果對比。經(jīng)分析得到以下認(rèn)識:

(1)兩次試驗(yàn)高滲井含水率上升規(guī)律一致,見水后含水率迅速上升到90%以上;初始速度0.25 mL/min試驗(yàn)低滲井含水率上升速度比初始速度0.77 mL/min試驗(yàn)快。

圖2 含水率與注水倍數(shù)的關(guān)系曲線

圖3 采收率與注水倍數(shù)關(guān)系

(2)初始速度0.77試驗(yàn)高滲井采收率:28.1%,低滲井采收率26.8%。初始速度0.25 mL/min試驗(yàn)高滲井采收率27.2%,低滲井采收率22.3%。速度降低,高滲井采收率下降0.9%;低滲井采收率下降4.5%,下降明顯。

(3)提高驅(qū)替速度,高低滲井的最終采收率都增大,但最終采收率差距變小,說明隨著驅(qū)替速度上升,低滲區(qū)域波及更充分。初始速度0.25 mL/min試驗(yàn),高低滲井最終采收率相差4.9%,初始速度0.77 mL/min試驗(yàn),高低滲井最終采收率相差只有2.7%。

3.2 不同滲透率級差、相同初始注水速度試驗(yàn)

圖4、5為不同滲透率級差相同初始注水速度試驗(yàn)結(jié)果對比。經(jīng)分析得到以下認(rèn)識:

圖4 含水率與注水倍數(shù)的關(guān)系曲線

圖5 采收率與注水倍數(shù)關(guān)系

(1)滲透率級差10模型高滲井含水率上升速度比級差6模型高滲井快;滲透率級差10模型低滲井含水率上升比級差6模型低滲井慢。

(2)滲透率級差6模型高低滲井采收率相差不大,高滲井采收率 28.1%.低滲井 26.8%,相差1.3%。滲透率級差10模型高低滲井采收率相差大,高滲井采收率 49.8%.低滲井 11.7%,相差38.1%。

(3)滲透率級差越大,注入水越容易向高滲區(qū)域滲流,高滲區(qū)域波及越充分,低滲區(qū)域波及越不充分。高滲井滲透率級差10試驗(yàn)比滲透率級差6試驗(yàn)最終采收率提高21.7%,低滲井滲透率級差10試驗(yàn)比滲透率級差6試驗(yàn)最終采收率降低15.1%。

3.3 剩余油分布綜合分析

圖6是模型1～3試驗(yàn)結(jié)束時(shí)飽和度分布圖,經(jīng)過分析對比得出以下認(rèn)識:

(1)從模型波及程度看,低滲透率級差的1,2號模型波及較充分,模型基本全面波及,波及系數(shù)大于0.98。高滲透率級差的3號模型高滲井控制區(qū)域波及充分,低滲井控制區(qū)域波及最不充分。

(2)低滲透率級差模型1和2相比,注水速度越高,模型驅(qū)替越充分,高滲條帶驅(qū)替最充分,含水飽和度大于80%,中滲帶含水飽和度大于50%,低滲帶驅(qū)替效果最差,含水飽和度小于40%。

圖6 模型1～3試驗(yàn)結(jié)束時(shí)飽和度分布圖

(3)高滲透率級差模型3,高滲井控制區(qū)域波及最充分,高滲帶和中滲帶汗水飽和度達(dá)到80%以上,低滲井控制區(qū)域波及最不充分,左下角還有大片剩余油。

4 結(jié) 論

(1)相同滲透率級差時(shí),注入速度降低,驅(qū)替能量降低,模型整體采收率降低,低滲帶采油井采收率下降更明顯。

(2)相同注入速度時(shí),滲透率級差越大,高低滲帶采油井采收率差距越大,高滲井控制區(qū)域更容易形成優(yōu)勢通道,波及更充分,采收率越高,低滲井控制區(qū)域波及面積小,采收率越低。

(3)綜合對比滲透率級差和注入速度的影響,發(fā)現(xiàn)滲透率級差對采收率的影響更明顯,在后期調(diào)整時(shí)要注意調(diào)整高滲帶滲透率,使得注采更均衡。