雁木西疏松砂巖油藏水驅油滲流特征研究

陳世明

(1.長江大學石油工程學院,湖北荊州 434023;2.中國石油吐哈油田公司）

雁木西疏松砂巖油藏水驅油滲流特征研究

陳世明1,2

(1.長江大學石油工程學院,湖北荊州 434023;2.中國石油吐哈油田公司）

從雁木西疏松砂巖巖心實驗獲取的相滲數據出發,對油藏平均相對滲透率曲線進行修正,從而進一步研究疏松砂巖油藏的水驅油滲流特征。新修正的相滲曲線推衍出的微觀驅油特征類似活塞式驅動方式,即水驅效率較高,中高含水階段含水上升趨于平緩,具有提液空間。經現場實踐驗證表明,修正相滲曲線得到的水驅規律與目前該油藏動態變化規律表現一致。

疏松砂巖;水驅油藏;兩相相滲曲線;含水率

利用相對滲透率資料,通過一些經驗公式和相關分析方法,可以定性-半定量甚至定量地進行油藏動態分析或產量預測,并據此制定相應的開發調整措施,改善油田的生產狀況[1-2]。雁木西疏松砂巖油藏早期曾利用油水相對滲透率曲線建立了一套動態預測理論圖版,經過近8年的注水開發實踐表明理論圖版存在一些偏差,究其原因主要是假設油水相對滲透率比值與含水飽和度為指數關系式。本文通過對該油藏若干巖心相滲數據的分析,篩選出相關性最好的 Kro/Krw與 Swd關系式,并對均一化相滲曲線進行重新修正,得到的油藏產水規律預測指標與實際結果比較吻合,據此提出的技術政策更具有指導作用。

1 水驅油相滲曲線歸一化處理

雁木西第三系油藏構造位置位于臺北凹陷西部勝南—雁木西構造帶西端,為一套曲流河沉積的不等粒砂巖(81%)儲層。儲層膠結疏松,主要膠結物為方解石,為中孔中滲油藏,受沉積的多期性影響,縱向上儲層嚴重非均質,由膠結致密過渡到次致密再到疏松砂巖,由含礫中砂巖、含礫不等粒砂巖,到粗砂巖、細砂巖等。開發初期進行的水驅油相滲實驗共取相滲曲線4條。5塊巖心殘余油飽和度介于24.1%～33.4%,平均在29.3%;束縛水飽和度介于46.7%～52.1%,平均50.2%;可動油飽和度介于18.0%～23.8%,平均為20.4%;驅油效率介于37.3%～49.7%,平均41.2%;殘余油下水相相對滲透率為0.292-0.394,平均0.355,相比其它低滲油田偏高。從相對滲透率曲線上看,雁木西第三系油藏油水兩相共滲區的范圍較窄,隨含水飽和度增加,油相滲透率急劇下降,而水相滲透率增加較快,相滲曲線如圖1所示。

圖1 雁木西第三系油藏相滲曲線

對一個具體開發的油藏進行分析計算時,必須選擇合適本區的相滲資料,即在一定區域、一定范圍內,選擇適用的相對滲透率曲線,進行必要的處理,得到代表本區油藏特性的相對滲透率曲線供計算使用[3-4]。

對油水兩相相對滲透率的計算,國內水驅砂巖油田廣泛采用以下相關經驗公式:

式中:α1——殘余油飽和度對應的水相相對滲透率,Krw(Sor);α2——束縛水飽和度對應的油相相對滲透率,Kro(Swi);Swd——標準化含水飽和度,%;m、n分別取決于儲層巖石孔隙結構和潤濕性的兩個參數。根據測試的油水兩相的相對滲透率曲線數據,由下面關系式的線形回歸法確定m,n:

雁木西第三系油藏,在開發初期歸一化相滲曲線正是采用了這種方法,得到束縛水飽和度為50.05%,殘余油飽和度為29.42%;此時,水相相對滲透率值為0.3607,對應驅油效率為0.4111。從圖2修正前的相滲曲線明顯看出,水相相對滲透率曲線明顯右凸,而由此計算的無因次采液和采油指數變化規律不符合生產實際。考慮到這種情況,采用WillhiteGP提出的相滲歸一化模式 Krw=α1exp(mSwd),對水相相滲模型進行處理,處理結果得到修正后的一組雁木西第三系油藏方案用相滲曲線。此時,束縛水飽和度、殘余油飽和度、驅油效率均未變,只是殘余油飽和度時,水相相對滲透率值變為0.4110。

圖2 雁木西油田第三系油水相滲曲線

無論哪種處理后的相對滲透率曲線,都反映出如下共同特征:受儲層、流體特征的影響,曲線端點值較高,而兩相共滲區較窄。即殘余油飽和度偏大,束縛水飽和度較高。隨著含水飽和度的上升,油相相對滲透率急劇下降,水相相對滲透率上升也較快。從圖2中可以看出,隨含水飽和度的逐漸增加,油相滲透率下降很快,水相滲透率上升很快,表明含水上升速度很快。這種見水后生產規律在雁木西疏松砂巖此后的生產過程中得到應證。

2 疏松砂巖油藏水驅油特征分析

2.1 含水率變化規律

利用修正后的歸一化相滲曲線繪制了含水率關系,如圖3顯示前緣后平均含水飽和度(Swa)與前緣含水飽和度(Swf)差值較小(3.5%)。前緣后平均含水飽和度與前緣含水飽和度差值反映了水驅油的特征,該值越大,水驅油的非活塞式特征越明顯。雁木西第三系油藏前緣后平均含水飽和度與前緣含水飽和度相差較小,表明雁木西第三系油藏水驅油特征為一近活塞式驅動。換言之,表明雁木西疏松砂巖油藏水洗效果好,表現出高滲透儲層水驅油的部分特性,這種微觀水驅油效果在現場實踐得以驗證。這個結論打破了油田沿襲已久的疏松砂巖油藏動態預測方法,同時也合理地解釋了油田長期無法解釋的生產現象。

圖3 雁木西第三系油藏含水率變化曲線

2.2 無因次采液/采油指數曲線

相滲曲線的變化規律決定了無因次采液、采油指數的變化規律。從圖4無因次采液/采油曲線上看,若采用未修正前的相滲曲線計算出的無因次指數曲線關系,表現出隨含水率升高無因次采液指數會下降,直到含水率高達0.8后,無因次采液指數上升,這種變化趨勢背離了生產實際。通過此次修正歸一化雁木西第三系油藏相滲曲線,得到如圖4(b)所示無因次曲線,表現出在中低含水期,隨著含水率上升無因次采液指數有逐漸上升的趨勢,當含水率上升到0.5后,隨含水率的上升無因次采液指數上升幅度增加,最終增加到無水期時對應采液指數的2倍,表明中高含水期后該油藏仍具備一定的提液空間。

2.3 含水上升規律

利用修正后的相滲曲線繪制出方案含水上升率關系曲線如圖5所示,顯示出最大含水上升率約為14%,其對應含水率為0.38左右。而修正前相滲曲線計算含水上升率多表現為當含水率0.5對應含水上升率達到最高值。修正后的結果反映了油藏實際含水上升規律的原因,在于實際油藏在水驅油過程中油水粘度比會逐漸升高,含水與含水飽和度關系曲線前半段上翹幅度越大,導致對應最高含水上升率對應的含水率向左偏移。

圖4 雁木西油藏無因次采油/采液指數曲線

圖5 雁木西第三系油藏含水上升率關系曲線

3 結論

采用WillhiteGP提出的相滲歸一化模式 Krw=α1exp(mSwd)對雁木西疏松砂巖油藏巖心相滲曲線進行歸一化處理。修正后的相滲曲線推衍出的分流量曲線表現出水驅油特征為一近活塞式驅動,表明雁木西疏松砂巖油藏水洗效果好。油藏中高含水階段,隨含水率的上升無因次采液指數上升幅度增加,最終增加到無水期時,對應采液指數的2倍,表明中高含水期后,該油藏仍具備一定的提液空間。由于水驅油過程中,油水粘度比會逐漸升高,含水與含水飽和度關系曲線前半段上翹幅度越大,最高含水上升率對應的含水率向左偏移。

[1] 張繼成,宋考平.相對滲透率特征曲線及其應用[J].石油學報,2007,28(4):104-107.

[2] 蔣炳金,唐海,呂棟梁,等.用相對滲透率曲線研究薄層底水油藏產水規律[J].新疆石油地質,2006,27(5):588-590.

[3] 呂成遠.油藏條件下油水相對滲透率實驗研究[J].石油勘探與開發,2003,30(4):102-104.

[4] 蘭玉波,肖魯川,趙玉珍.描述特低滲透油層兩相滲流特征的改進方法[J].大慶石油地質與開發,2002,21(2):23-25.

TE341

A

1673-8217(2011)02-0082-03

2010-09-27;改回日期:2010-12-03

陳世明,工程師,1973年生,1997年畢業于江漢石油學院,現為長江大學石油與天然工程專業在讀研究生。

編輯:劉洪樹