復雜斷塊油藏典型井組注采調整方法研究

崔傳智，萬茂雯，2，李凱凱，牛栓文，路智勇

(1.中國石油大學，山東 青島 266580；2.中國石化江蘇石油勘探局，江蘇 揚州 225009；3.中國石化勝利油田分公司，山東 東營 257015)

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復雜斷塊油藏典型井組注采調整方法研究

崔傳智1，萬茂雯1，2，李凱凱1，牛栓文3，路智勇3

(1.中國石油大學，山東 青島 266580；2.中國石化江蘇石油勘探局，江蘇 揚州 225009；3.中國石化勝利油田分公司，山東 東營 257015)

針對東辛油田營13斷塊油藏儲層非均質嚴重、地層傾角大、井網不規則、水驅不均衡的問題，運用非活塞式水驅油理論，綜合考慮儲層物性非均質和剩余油飽和度非均質等多種因素，以一注多采井組為例，建立了斷塊油藏新區和高含水期油井產液量的優化方法。計算分析表明，為實現注水開發在平面上的均衡驅替，油井調整產液量時要綜合考慮地層傾角、油層厚度以及目前油井含水率等因素的影響。對于垂直構造線方向的一注兩采井組，地層傾角越大，高部位與低部位油井產液量的分配比例越大；油井含水率差異越大，低含水井與高含水井產液量的分配比例越大；兩側井區厚層相差越大，油井產液量的分配比例越大；儲層滲透率差異對達到均衡驅替所需的油井液量的分配比例影響相對較小。將研究成果應用到營13斷塊油藏的注采調整中，日產油能力上升至110.3 t/d，綜合含水由95.6%降至91.7%，提高采收率2.4%，取得了較好的開發效果。

注采調整；均衡驅替；計算模型；斷塊油藏；東辛油田

0 引 言

1 注采調整的標準

以均衡驅替為目標，在已知注水井注水量的情況下，建立了對應油井產液量的分配方法。均衡驅替是指注入水在各個區域中的驅替程度相同。受斷塊油藏復雜儲層條件的限制，完全的均衡驅替難以實現，只要各個注采井連線上的驅替程度相等，即可認為實現了(部分)均衡驅替[10]。

對于新油藏，由Buckely-Leverett驅油理論可知，油井同時見水時，各注采井間連線上的平均含水飽和度相同，因此，用見水時間相同作為均衡驅替的標準。對于處于高含水期的油藏，注采井間的平均含水飽和度與油井的含水率具有一致性，在給定的調控時間內，各個油井達到相同的含水率即可認為達到均衡驅替。

2 新斷塊油藏的注采調整計算方法

2.1 井網分解及平均參數確定

以一注四采的五點法井網為例，將實際井網分為4個注采單元，每個單元簡化為沿各注采連線方向上的條帶狀一維線性驅替模型，并使該模型與原對應注采單元的含油面積相等。對于每個一維線性模型，其長度取對應單元注水井與油井之間的距離，其寬度可根據注采單元的面積進行折算得到，其厚度、孔隙度、滲透率等參數取注采單元內相應參數的平均值。

2.2 一維驅替時油井產液量計算

對于一注一采井網，在不考慮彈性驅動情況下，油井產液量和注水井注水量相等。根據Buckely-Leverett驅油理論，在恒速注水的情況下，其見水時間為[11]：

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(1)

考慮地層傾角時，含水率的計算公式為：

(2)

式中：fw為含水率；μ為黏度，mPa·s；Kr為相對滲透率；K為絕對滲透率，10-3μm2；Δρ為油水密度差，kg/m3；g為重力加速度，m/s2；α為地層傾角，(°)。下標：o為油相；w為水相。

已知注采井的對應關系及產液量，根據式(2)計算含水率與含水飽和度的關系曲線，并采用試算法或者圖解法[11]確定前緣含水飽和度以及對應的含水率導數。

2.3 各油井合理產液量確定方法

在注水井注水量已確定的情況下，給定一個各油井共同的見水時間，由2.2所述方法可求得各油井的產液量Qi，判斷各油井的產液量之和與注水井注水量是否相等或者滿足注采比要求。如滿足，則此時的Qi即為見水時間T下實現平面均衡驅替時各油井的產液量，否則重新假定一個見水時間，重復整個計算過程，直至滿足要求為止。

3 高含水期斷塊油藏的注采調整計算方法

對于處于高含水期的一注多采井網，同樣可將其分解為多個一注一采單元并進行相應的參數處理。

3.1 一維驅替時油井產液量計算

斷塊油藏進入高含水期后，假設某油井的含水飽和度為Sw1>Swf。在油井以定液量Q生產Δt時間后，假定油井的含水飽和度達到Sw2，一維條帶油藏在Δt內的累計產液量表征為：

(3)

3.2 一注多采井網的注采調整方法

已知調配前各油井的含水率為fwi(Sw)，假定調配后各油井達到一個相同的含水率fw(Sw2)，且fw(Sw2)>fwi(Swi)。根據3.1中所述方法，求得各油井的產液量Qi。判斷注水井注水量Qt與各油井產液量之和是否相等，如相等，則Qi即為在Δt時間內各油井達到相同的含水率所需要的產液量，否則重新假定一個含水率fw(Sw2)，重復整個計算過程，直至滿足要求為止。

對于多注一采井組，各注水井注水量的分配方法與上述方法類似，不再詳細敘述。

4 油水井注采調整的影響因素分析

根據上述方法編制了計算程序。為了方便計算結果的對比分析，以垂直構造線方向的一注兩采井組為例進行影響因素分析，注水井位于2口油井的中間(圖1)，基本參數見表1。

圖1 垂直構造線方向的一注兩采井組

參數數值參數數值注采井距/m300地層傾角/(°)10孔隙度0.26滲透率/10-3μm2350原油黏度/mPa·s10原油密度/(kg·m-3)860調控前含水率/%90調控時間/a10

4.1 地層傾角的影響

重力作用對左右2個注采井間油水滲流產生不同的影響：對于注水井左側單元，重力為動力；對于注水井右側單元，重力為阻力。在2個井區儲層條件相同的情況下，如果2口油井的產液量相同，左側油井的含水上升快，不滿足均衡驅替的要求，只有保證高部位油井的產液量高于低部位油井的產液量才能實現均衡驅替。計算結果表明，水平地層中(傾角為0°)只要2口油井的液量相同即可；隨地層傾角的增加，達到均衡驅替所需要的2口油井產液量差異也隨之增加；當地層傾角為10°時，高部位與低部位油井液量比值需要調整到0.962。

4.2 油層厚度非均質的影響

保持注水井右側井區油層厚度不變，改變左側井區油層厚度，計算均衡驅替時左右兩側油井產液量的比值。左右兩側井區油層厚度相同時，2口油井產液量比值為0.962(僅受重力影響)；隨左側井區油層厚度的減小，2口油井產液量差異逐漸變大。當左右井區油層厚度比值為0.5時，左側油井與右側油井產液量比值需要調整到0.488才能達到均衡驅替。

4.3 地層滲透率非均質的影響

假設其他地層參數均相等，右側井區平均滲透率保持不變，改變左側井區的地層滲透率，計算得到左右兩側油井的產液量比值。隨著左側井區平均滲透率的不斷增加，2口油井產液量差異也隨之增大，但變化幅度相對較小。當左右兩井區滲透率比值為0.7時，左右2口油井產液量比值為0.953；當左右兩井區滲透率比值為0.32時，左右2口油井產液量比值為0.91。

4.4 調配前油井含水率差異的影響

對于高含水期斷塊油藏，要考慮注采調整前油井含水率的差異。保持左側油井的含水率為90%，計算右側油井含水率不同時2口油井的產液量比值。結果表明，2口油井初始含水率相同時，受重力作用的影響，為實現均衡驅替兩側油井產液量比值為0.962；隨著注水井右側油井含水率不斷降低，其對應地層中的剩余油飽和度增大，流體流動難度增加，需進一步增大產液量。當左右兩井區含水率比值為1.2時，左右2口油井產液量比值需要調整到0.831。

5 應用效果

根據研究成果在營13斷塊區開展了應用，對15個自然斷塊區中的12個一注兩采井組中的油井產液量、8個兩注一采井組中的注水井注水量分別進行了計算，根據計算結果進行了注采調整。共調整油井產液量20井次，注水井注水量12井次。調整后日產油達到110.3 t/d，綜合含水由95.6%降至91.7%，預測采收率由37.7%提高到40.1%。

6 結 論

(1) 以均衡驅替為目標的注采調整受地層傾角、油層厚度、地層滲透率以及目前含水率等諸多因素的影響。

(2) 對于垂直構造線方向的一注兩采井組，地層傾角越大，高部位與低部位油井產液量的分配比例越大；油井含水率差異越大，低含水井與高含水井產液量的分配比例越大，兩側井區厚層相差越大，油井產液量的分配比例也越大，儲層滲透率差異對達到均衡驅替所需的油井液量的分配比例影響相對較小。

(3) 合理的注采調整能夠有效改善開發效果，同時均衡驅替狀態不是一成不變的，經注采調整后達到均衡驅替，注水開發一段時間后會出現新的不均衡狀態。因此，注采調整是貫穿油田開發始終的一項工作，意義十分重大。

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編輯 張耀星

20141222；改回日期：20150614

國家科技重大專項“勝利油田特高含水期提高水驅采收率技術”(2011ZX05011)；教育部創新團隊發展計劃“復雜油藏開發和提高采收率的理論與技術”(IRT1294)

崔傳智(1970-)，男，教授，1993年畢業于石油大學(華東)油藏工程專業，2005年畢業于中國地質大學(北京)礦產普查與勘探專業，獲博士學位，取得3項省部級科技進步獎等榮譽，出版著作1部，現從事油氣滲流理論、油氣田開發技術等方面的教學和科研工作。

10.3969/j.issn.1006-6535.2015.04.018

TE347

A

1006-6535(2015)04-0072-03