調(diào)剖現(xiàn)場注入特征曲線與增油效果關(guān)系研究
——以大港油田采油五廠油水井調(diào)剖為例

鄧魯強(qiáng)

(中國石油大港油田公司采油工藝研究院、天津大港 300280)

調(diào)剖現(xiàn)場注入特征曲線與增油效果關(guān)系研究
——以大港油田采油五廠油水井調(diào)剖為例

鄧魯強(qiáng)

(中國石油大港油田公司采油工藝研究院、天津大港 300280)

調(diào)剖井現(xiàn)場霍爾曲線主要存在直線斜率增大、減小和不變?nèi)N基本特征，造成直線斜率增大的主要原因為凝膠溶液在地下造成堵塞，造成直線斜率減小的主要原因為調(diào)剖過程啟動了低滲透層。通過繪制調(diào)剖井現(xiàn)場注入霍爾曲線，并將霍爾曲線變化特征與受益井增油效果之間進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)霍爾曲線的直線斜率增大或減小時調(diào)剖效果明顯優(yōu)于未發(fā)生變化的情況。研究結(jié)果認(rèn)為霍爾曲線變化特征與調(diào)剖效果關(guān)系密切，這對今后監(jiān)控和調(diào)整現(xiàn)場注入?yún)?shù)、優(yōu)化設(shè)計方案、預(yù)測調(diào)剖效果都具有重要的指導(dǎo)作用。

油水井調(diào)剖；霍爾曲線；特征；大港油田

目前，大劑量調(diào)剖(調(diào)剖劑用量在幾千方到一萬多方)已成為注水開發(fā)油田中后期控水穩(wěn)油、提高采收率的主要技術(shù)之一?；魻柷€[1]初期用于注水井分析，國外有將霍爾曲線應(yīng)用于調(diào)剖井施工監(jiān)測的介紹。采用礦場調(diào)剖數(shù)據(jù)繪制調(diào)剖井霍爾曲線，并對調(diào)剖受益油井增油情況進(jìn)行統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)兩者之間存在較為明顯的對應(yīng)關(guān)系。通過分析調(diào)剖井霍爾曲線特征與增油效果之間關(guān)系，可以指導(dǎo)礦場施工，甚至進(jìn)行調(diào)剖效果預(yù)測。

1 霍爾曲線理論基礎(chǔ)

霍爾曲線來源于對注水井的分析。假設(shè)油藏為單層均質(zhì)活塞式驅(qū)替，單相穩(wěn)態(tài)徑向流，利用達(dá)西公式，注水井的注入量公式為：

(1)

將式(1)兩邊對時間進(jìn)行積分，得：

(2)

對于穩(wěn)定流，井底流壓pwf可以表示為：

pwf=ptf-Δpf+ρwgD

(3)

將(3)式代入(2)式，經(jīng)過變換得：

(4)

其中

(5)

式(4)中W代表累積注入流體體積；現(xiàn)場應(yīng)用中時間t以天為單位。將等式(4)右邊第二部分去掉，繪圖得出直線，mH就是直線斜率。通過對mH分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)注入流體的黏度、水相有效滲透率、波及地層厚度、表皮因子發(fā)生改變時都會改變直線斜率。將井口注入壓力ptf和注入體積對時間進(jìn)行積分后，繪制在直角坐標(biāo)系中，可以用來對注入情況進(jìn)行定性分析。例如：當(dāng)波及地層厚度h增大時將會造成斜率降低；當(dāng)?shù)貙拥乃嘤行B透率kw降低時將會使斜率增大,如圖1。

圖1 霍爾曲線斜率變化示意圖

圖1表明，mH增大表明存在注入過程中地層的水相有效滲透率kw降低或表皮因子s增加等原因；mH減小表明發(fā)生了注入過程中波及地層厚度擴(kuò)大等情況；mH不變說明注入過程中注入流體和地層性質(zhì)等都沒有發(fā)生明顯變化。對于現(xiàn)場調(diào)剖而言，如果直線斜率增大，一般認(rèn)為調(diào)剖劑對地層造成堵塞；如果直線斜率減小，一般認(rèn)為啟動了新層。

2 礦場實例分析

將礦場采集的井口注入壓力ptf和注入體積W對時間進(jìn)行積分，繪制成霍爾曲線。通過觀察發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)場調(diào)剖霍爾曲線主要表現(xiàn)出三種明顯特征，即斜率增大、斜率減小和斜率不變；進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，具有不同霍爾曲線特征的調(diào)剖井其對應(yīng)受益油井的增油效果也不同。通過對礦場調(diào)剖井霍爾曲線特征研究，認(rèn)為在施工過程中表皮因子s變化不是現(xiàn)場影響霍爾曲線特征的主要因素，斜率變化主要由油藏的水相有效滲透率kw、波及油藏厚度h、注入流體黏度μw造成。為方便對比研究，定義調(diào)剖增油指數(shù)為注入每立方米調(diào)剖劑所獲得增油量，單位t/m3。

2.1 斜率增大井

西34-7井位于大港油田采油五廠三區(qū)一二區(qū)塊，調(diào)剖施工共注入調(diào)剖劑1 917 m3。根據(jù)現(xiàn)場注入?yún)?shù)繪制成霍爾曲線(圖2)，可以看出，當(dāng)注入調(diào)剖劑685 m3時，霍爾曲線表現(xiàn)出直線斜率發(fā)生改變，斜率增大，并且保持這一斜率至作業(yè)結(jié)束?；魻柷€直線斜率增大，說明在調(diào)剖過程中注入的調(diào)剖劑使目標(biāo)地層的滲透率下降。調(diào)剖后受益油井增油效果明顯，共增油1 599 t,調(diào)剖增油指數(shù)為0.8341 t/m3。

圖2 西34-7井調(diào)剖霍爾曲線

2.2 斜率減小井

新1-8井位于大港油田采油五廠三區(qū)一二區(qū)塊，調(diào)剖共注入凝膠類調(diào)剖劑2 426 m3。根據(jù)現(xiàn)場注入?yún)?shù)繪制的霍爾曲線(圖3)，可以看出，當(dāng)注入調(diào)剖劑710 m3時，霍爾曲線表現(xiàn)出直線斜率發(fā)生改變，斜率減小，并且保持這一斜率至作業(yè)結(jié)束?；魻柷€直線斜率減小，說明在調(diào)剖過程中有新層被啟動，波及地層厚度增加。調(diào)剖后受益油井增油效果比較明顯，共增油858 t,調(diào)剖增油指數(shù)為0.3537 t/m3。

圖3 新1-8井調(diào)剖霍爾曲線

2.3 斜率不變井

西8-9-1井位于大港油田采油五廠三區(qū)三四區(qū)塊，調(diào)剖共注入凝膠類調(diào)剖劑4 441 m3。根據(jù)現(xiàn)場注入?yún)?shù)繪制的霍爾曲線(圖4)，可以看出，在整個施工過程中斜率沒有發(fā)生明顯變化，各種因素沒有降低地層的滲透率或啟動新層等。該井調(diào)剖后受益油井增油效果差，共增油31 t,調(diào)剖增油指數(shù)為0.0069 t/m3。

圖4 西8-9-1井調(diào)剖霍爾曲線

2.4 礦場統(tǒng)計結(jié)果

對大港油田采油五廠調(diào)剖井共計34口進(jìn)行統(tǒng)計(表1)，平均調(diào)剖增油指數(shù)0.2352 t/m3。全部34口井中霍爾曲線直線斜率增加井10口，平均調(diào)剖增油指數(shù)0.4486 t/m3；斜率減小井4口，平均調(diào)剖增油指數(shù)0.3422 t/m3；斜率不變井20口，平均調(diào)剖增油指數(shù)0.1291 t/m3。

對比分析(圖5)發(fā)現(xiàn)，與“斜率不變井”比較，斜率發(fā)生變化井的調(diào)剖增油指數(shù)高，調(diào)剖增油效果非常明顯。“斜率增加井”的平均調(diào)剖增油指數(shù)是“斜率不變井”的3.5倍，“斜率減小井”的平均調(diào)剖增油指數(shù)是“斜率不變井”的2.6倍。

表1 大港油田采油五廠調(diào)剖效果分析

圖5 霍爾曲線圖特征不同的井調(diào)驅(qū)增油指數(shù)對比

4 結(jié)論

(1)繪制和分析霍爾曲線簡單且易于操作；

(2)調(diào)剖井霍爾曲線具有三種基本變化特征，斜率增大、減小、不變；

(3)霍爾曲線特征與受益油井增油效果具有較強(qiáng)相關(guān)性，斜率發(fā)生變化時，增油效果較好；斜率不發(fā)生變化時，增油效果較差。

符號注釋

q——注入量，m3/d；kw——水相有效滲透率，μm2；h——波及地層厚度，m；pwf——井底流壓，MPa；pe——地層外邊界壓力，MPa；Bw——地層水體積系數(shù)；μw——水相黏度，mPa·s；re——井泄油半徑，m；rw——油井半徑，m；s——表皮因子；ptf——口壓力，MPa；Δpf——摩擦造成的壓力損失， MPa；ρw——水相流體密度，g/cm3；g——重力加速度，9.8 m/s2；D——井口到注入段中部的深度，m。

[1] Hall H N. How to analyze waterflood injection well performance[J].World Oil，1963，(10)：128-130.

編輯：李金華

1673-8217(2015)01-0092-03

2014-08-29

鄧魯強(qiáng)， 工程師，1973年生，2008年畢業(yè)于中國石油大學(xué)(北京)油氣田開發(fā)專業(yè)，現(xiàn)在從事油田開發(fā)技術(shù)研究與應(yīng)用工作。

TE357

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