底水油藏人工隔層形態數值模擬研究
——以歡616區塊為例

2012-11-10 08:48:17郭康良蘇可心長江大學地球科學學院湖北荊州434023

長江大學學報(自科版) 2012年13期

郭康良，蘇可心，舒曼(長江大學地球科學學院，湖北荊州 434023)

郭康良，蘇可心，舒曼(長江大學地球科學學院，湖北荊州 434023)

為了解遼河油田歡616區塊底水油藏人工隔層形態，根據該區塊的實際情況，進行人工隔層形態數值建模，研究了人工隔層形態影響因素。結果表明，當堵劑注入量、堵劑粘度和注入壓力相同的條件下，隔層半徑隨注入速度的增大而減小；當堵劑注入速度、堵劑粘度和注入壓力相同的條件下，隔層半徑隨注入量的增加而增大；當堵劑注入速度、堵劑粘度和注入量相同的條件下，隔層半徑隨注入壓力的增大而增大，但是當注入壓力達到一定值且堵劑可以完全注入后，再增大注入壓力對隔層的半徑幾乎無影響；當堵劑注入速度、注入壓力和注入量相同的條件下，當堵劑粘度低于一定值時，其對于隔層形態的影響較小，而當堵劑粘度高于一定值且不能完全注入時，其對于隔層形態的影響較大。

底水油藏;人工隔層;數值模擬；歡616區塊

經過多年的堵水調剖研究，在化學堵水機理方面通過物理模擬得到一些定性結論[1-2]。由于物理模擬中考慮的參數相對較少，而油田作業現場的堵水調剖受多種因素的影響，因而得出的結論可能帶有局限性。為此，筆者根據遼河油田歡616底水油藏的基本情況，通過人工隔層形態數值建模，對影響人工隔層形態的相關因素進行研究，為油田堵水調剖施工提供參考。

1 基本地質特征

歡喜嶺油田歡616塊地理位置位于遼寧省凌海市佑衛鄉安屯村東5km，構造位置位于遼河盆地西部凹陷西斜坡歡曙上臺階中段，東北與歡60塊相鄰，西南為歡127塊。該區塊勘探程度較高。1975年開始地震勘探，至 1993年三維地震已全面覆蓋。通過錄井資料分析及相鄰斷塊巖性資料分析可知，該區塊巖性較細，主要以含泥或泥質粉砂巖、粉細砂巖及不等粒砂巖為主。

2 人工隔層堵水機理

常規化學堵水一般使用聚合物凝膠類堵劑或顆粒沉淀類堵劑，其堵水機理是通過封堵地層孔隙流動通道來實現剖面調整及流體轉向。人工隔層堵水機理則是以凝膠作為骨架，將耐高溫有機顆粒充填于凝膠空隙中，既使調堵劑段塞被突破后，由于耐高溫有機顆粒的存在，對于高滲層和竄流通道仍有很強的封堵作用，使流動通道逐漸變窄，形成流動阻力而限制或阻止流體通過[3]。

3 人工隔層形態數值建模

3.1數值模擬方案

模擬各種因素對底水錐進的影響，建立了15×12×16的徑向網格模型，在I方向分別取半徑為2×1.5m、1×2.0m、10×2.5m、1×10m和1×30m的圓，在J方向將圓分成12等份(每等份為30°)，在K方向將模型縱向分為16層(包括15個油層和1個水層)，分別為10×2.0m、5×1.0m和1×50.0m。在研究各因素對底水錐進的影響時，各參數取值分別如下：隔層位置在油水界面以上3m和5m；射孔段分別為4、6和8m；隔層半徑分別為10、15和20m；采油速度分別為1%、2%和3%。

3.2人工隔層形態影響因素分析

1)注入速度在堵劑注入量為500m3、粘度50mPa·s和注入壓力10MPa的條件下，注入速度分別為12、18和24m3/h時的隔層形態剖面圖如圖1所示。由圖1可知，注入速度為12m3/h時的隔層體積最大,注入速度為18m3/h時的隔層體積較大，注入速度為24m3/h時的隔層體積較小。因此，當堵劑注入量、注入粘度和注入壓力相同的條件下，隨著注入速度的增加，注入堵劑形成的隔層體積減小。為此，應該根據實際地層參數的需要選取不同堵劑注入速度來構建適合的隔層體積。

2)注入量在堵劑注入速度12m3/h、粘度50mPa·s和注入壓力10MPa的條件下，注入量分別為300、500和700m3時的隔層形態剖面圖如圖2所示。從圖2可以看出，注入量為700m3時隔層半徑最大，注入量為500m3時隔層半徑較大，注入量為300m3的隔層半徑較小，這表明隔層半徑隨注入量的增加而增大，因而注入量的大小對于隔層半徑的影響十分顯著。

圖1 注入速度分別為12、18和24m3/h時的隔層形態剖面圖

圖2 注入量分別300、500和700m3時的隔層形態剖面圖

3)注入壓力在注入速度12m3/h、注入體積500m3和粘度50mPa·s的條件下，注入壓力分別為7、10和13MPa時的隔層形態剖面圖如圖3所示。從圖3可以看出，在注入壓力為7MPa的隔層形態時，隔層半徑明顯比注入壓力為10MPa和13MPa的隔層半徑要小，而注入壓力為10MPa和13MPa的隔層半徑基本相同。這表明隔層半徑隨注入壓力的增大而增大，但是當注入壓力達到一定值且堵劑可以完全注入后，再增大注入壓力對隔層的半徑幾乎無影響。

4)堵劑粘度在堵劑注入速度12m3/h，注入量500m3和注入壓力10MPa的條件下，堵劑粘度分別為25、50和100mPa·s時的隔層形態剖面圖如圖4所示。從圖4可以看出，當堵劑粘度足夠低(25和50mPa·s)且可以完全注入時，隔層的半徑沒有明顯變化；當堵劑粘度足夠高(100mPa·s)且不能完全注入時，隔層半徑減小，縱向上隔層厚度也減小。究其原因是堵劑粘度增大后，堵劑在平面上流動較差，縱向上流動較好。因此，當堵劑粘度低于一定值時，其對于隔層形態的影響較小；當堵劑粘度高于一定值且不能完全注入時，其對于隔層形態的影響較大。