雙河油田Ⅳ1-3層系聚合物驅(qū)吸水剖面變化特征分析

談 馨，曾德偉，侯雪櫻，朱義清，張新寧，朱江海

(1.中國(guó)石化河南油田分公司石油勘探開(kāi)發(fā)研究院，河南南陽(yáng) 473132；2.中國(guó)石化河南石油工程有限公司國(guó)際公司；3.中國(guó)石化河南油田分公司第一采油廠)

雙河油田Ⅳ1-3層系聚合物驅(qū)吸水剖面變化特征分析

談 馨1，曾德偉2，侯雪櫻1，朱義清1，張新寧1，朱江海3

(1.中國(guó)石化河南油田分公司石油勘探開(kāi)發(fā)研究院，河南南陽(yáng) 473132；2.中國(guó)石化河南石油工程有限公司國(guó)際公司；3.中國(guó)石化河南油田分公司第一采油廠)

統(tǒng)計(jì)雙河油田Ⅳ1-3層系聚合物驅(qū)吸水剖面資料發(fā)現(xiàn)，聚驅(qū)過(guò)程中層間和層內(nèi)都存在吸水剖面返轉(zhuǎn)的現(xiàn)象；層間吸水剖面具有變化類(lèi)型多、差異大的特征，其中低滲透層返轉(zhuǎn)時(shí)機(jī)晚、返轉(zhuǎn)頻率低、不吸水層數(shù)多，聚驅(qū)過(guò)程中累計(jì)吸水量和平均吸水強(qiáng)度也最低；縱向上含油層位越多，聚驅(qū)調(diào)整吸水剖面難度越大。從層內(nèi)吸水情況來(lái)看，河道和河口壩砂層吸水剖面周期性返轉(zhuǎn)，席狀砂砂層層內(nèi)吸水變化小，厚油層底部吸水強(qiáng)度大。根據(jù)研究結(jié)果，建議采取調(diào)剖或分注、分層分質(zhì)的注入方式，提高低滲透層動(dòng)用程度，改善聚合物驅(qū)開(kāi)發(fā)效果。

雙河油田；聚合物驅(qū)；吸水剖面返轉(zhuǎn)

聚合物驅(qū)過(guò)程中，油層吸水剖面的變化反映了油層的動(dòng)用狀況，研究吸水剖面的變化規(guī)律和特征，可以為今后改善聚驅(qū)開(kāi)發(fā)效果提供依據(jù)[1-3]。雙河油田Ⅳ1-3層系是河南油田聚合物驅(qū)工業(yè)化應(yīng)用規(guī)模最大的區(qū)塊，有注聚井49口，采油井81口，目前已結(jié)束聚合物驅(qū)轉(zhuǎn)入后續(xù)水驅(qū)階段，積累了大量的吸水資料，因此，本次以雙河油田Ⅳ1-3層系為例，研究聚合物驅(qū)過(guò)程中吸水剖面的變化特征。

1 油藏概況

雙河油田Ⅳ1-3層系屬于二類(lèi)油層，分布面積8.82 km2，地質(zhì)儲(chǔ)量1 127×104t，油藏埋深1 568～1 760 m，含油井段長(zhǎng)達(dá)192 m，自上而下分為3個(gè)小層、12個(gè)單層，14個(gè)油砂體，單層厚度薄，在1～12 m之間，多在3 m左右。屬于典型的湖盆陡坡型扇三角洲沉積，以河道沉積為主，其次為席狀砂和河口壩。儲(chǔ)層巖性為一套以礫狀砂巖、含礫砂巖為主的混雜砂礫巖復(fù)合體，平均孔隙度13.9%，滲透率0.37 μm2。由于扇三角洲前緣水下分支河道的快速沉積，粗細(xì)沉積物混雜疊加，沉積物分選較差，因此層間和層內(nèi)非均質(zhì)性嚴(yán)重。

2 聚合物驅(qū)吸水剖面返轉(zhuǎn)機(jī)理

縱向上非均質(zhì)油藏在注聚初期，聚合物溶液主要進(jìn)入高滲透層，隨著聚合物溶液的注入，高滲透層滲流阻力變大，相對(duì)吸水量開(kāi)始下降，低滲透層相對(duì)吸水量逐漸增加，注入剖面得到調(diào)整，同時(shí)，隨著低滲透層吸水量的增加，其滲流阻力也在不斷增大，當(dāng)阻力達(dá)到一定程度時(shí)，低滲透層相對(duì)吸水量又開(kāi)始下降，高滲透層相對(duì)吸水量開(kāi)始上升，這種現(xiàn)象稱做聚合物驅(qū)吸水剖面返轉(zhuǎn)現(xiàn)象[4-6]。低滲透層相對(duì)吸水量開(kāi)始下降或高滲透層相對(duì)吸水量開(kāi)始上升的點(diǎn)稱為反轉(zhuǎn)點(diǎn)；隨著注聚量的增加，低滲透層的相對(duì)吸水量達(dá)到某一低值后又會(huì)呈增加趨勢(shì)，高滲透層吸水量達(dá)到某一高值后，吸水量呈減少趨勢(shì)，低滲透層兩個(gè)開(kāi)始增加點(diǎn)或高滲透層兩個(gè)減少點(diǎn)之間的注入體積倍數(shù)稱為一個(gè)返轉(zhuǎn)周期。

同樣，由于油層層內(nèi)縱向上也存在非均質(zhì)性，在注聚初期，聚合物溶液由于流體重力作用影響主要在油層底部流動(dòng)，隨著注聚時(shí)間的延長(zhǎng)，底部滲流阻力增大，油層上部吸水量增加，層內(nèi)注入剖面得到調(diào)整；同時(shí)，隨著油層上部吸水量增加，上部流動(dòng)阻力增大，增大到一定程度時(shí)，上部相對(duì)吸水量又逐漸下降，下部吸水量開(kāi)始增加；隨著聚合物溶液的注入，層內(nèi)吸水剖面在油層上下部周期性返轉(zhuǎn)。因此，聚驅(qū)過(guò)程中，油層層間和層內(nèi)都存在吸水剖面返轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。

3 聚合物驅(qū)吸水剖面變化特征

3.1 層間變化特征

3.1.1 吸水剖面變化類(lèi)型多，差異大

通過(guò)分析雙河油田Ⅳ1-3層系49口注聚井聚合物驅(qū)吸水剖面資料，發(fā)現(xiàn)在注聚過(guò)程中，隨著聚合物用量的增加，從不同階段來(lái)看，吸水剖面呈多種類(lèi)型變化：多數(shù)油層相對(duì)吸水量發(fā)生周期性返轉(zhuǎn)；部分油層間斷性吸水；部分油層聚驅(qū)初期吸水,聚驅(qū)中后期不吸水；部分油層聚驅(qū)初期不吸水，聚驅(qū)后期開(kāi)始吸水；還有部分油層聚驅(qū)過(guò)程中始終不吸水，油層未能得到有效動(dòng)用。

從返轉(zhuǎn)頻率來(lái)看，各層吸水剖面返轉(zhuǎn)頻率相差大，有不返轉(zhuǎn)的，有返轉(zhuǎn)1次、2次或多次的，最多達(dá)6次。1次返轉(zhuǎn)層數(shù)占總層數(shù)的18.6%，占總厚度的18.5%；吸水剖面返轉(zhuǎn)2次以上的是最主要的變化類(lèi)型，層數(shù)占總層數(shù)的53.3%，厚度占總厚度的62.3%；部分油層吸水量逐漸增加或減少，吸水剖面不返轉(zhuǎn)，這種情況較少，層數(shù)占總層數(shù)的5.8%，厚度占總厚度的7.5%。其它為不吸水層，多為薄油層，層數(shù)占總層數(shù)的22.3%，厚度占總油層厚度的11.8%(表1)。

表1 雙河油田Ⅳ1-3層系聚驅(qū)吸水剖面變化情況統(tǒng)計(jì)

從注聚井吸水剖面返轉(zhuǎn)時(shí)機(jī)來(lái)看，單層吸水剖面初次返轉(zhuǎn)時(shí)機(jī)差異也較大，注入聚合物0.01～0.59 PV(平均0.128 PV)后，其中剖面首次返轉(zhuǎn)時(shí)機(jī)在0～0.1 PV的層數(shù)占總層數(shù)的49%；返轉(zhuǎn)時(shí)機(jī)在0.1～0.2 PV的層數(shù)占總層數(shù)的34%；返轉(zhuǎn)時(shí)機(jī)在0.2 PV以上的層數(shù)占總層數(shù)的17%，多數(shù)油層在注入0.1 PV左右聚合物時(shí)吸水剖面開(kāi)始返轉(zhuǎn)。

3.1.2 高滲透層的累計(jì)吸水量和平均吸水強(qiáng)度大于中低滲透層

雖然聚合物驅(qū)能夠改善低滲透層吸水狀況，擴(kuò)大波及體積，但從雙河油田Ⅳ1-3層系注入井不同滲透率油層統(tǒng)計(jì)資料來(lái)看(表2)，在整個(gè)注聚過(guò)程中，各注聚井累計(jì)吸水量和平均每米相對(duì)吸水量仍是高滲透層最高，低滲透層最低。

3.1.3 低滲透層返轉(zhuǎn)時(shí)機(jī)晚，返轉(zhuǎn)頻率低，部分油層難以啟動(dòng)間非均質(zhì)性嚴(yán)重，滲透率級(jí)差大(1.1～26.0，平均為6.3)，在多層合注時(shí)，中高滲透層啟動(dòng)壓力低，吸水量大，吸水剖面返轉(zhuǎn)時(shí)機(jī)早，返轉(zhuǎn)頻率高，而低滲透層啟動(dòng)壓力高，油層啟動(dòng)晚，吸水剖面返轉(zhuǎn)時(shí)機(jī)晚，返轉(zhuǎn)頻率低。統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)圖1、圖2，說(shuō)明低滲透層動(dòng)用狀況差。

表2 雙河油田Ⅳ1-3層系不同滲透率油層吸水情況統(tǒng)計(jì)

圖1 不同滲透率油層吸水剖面返轉(zhuǎn)時(shí)機(jī)對(duì)比

圖2 不同滲透率油層吸水剖面變化類(lèi)型對(duì)比

雙河油田Ⅳ1-3層系油層厚度薄、物性差、層低滲透層動(dòng)用狀況差的主要原因是層間滲透率差異過(guò)大，單一分子量的聚合物很難適合不同類(lèi)型油層。注入相同分子量聚合物時(shí)，中高分子量聚合物對(duì)低滲透層適應(yīng)性較差。針對(duì)這種情況，可考慮采用分層分質(zhì)注入工藝，即用封隔器將不同性質(zhì)的油層分隔開(kāi)，對(duì)應(yīng)低滲透層段，將井口來(lái)的高分子量聚合物降解，分子量降低到注入方案要求后再進(jìn)入到油層[4]，使低滲透油層得到更好的動(dòng)用。

3.1.4 含油層位多時(shí)，吸水剖面返轉(zhuǎn)時(shí)機(jī)晚，反轉(zhuǎn)頻率低，不吸水層數(shù)多

雙河油田Ⅳ1-3層系縱向上油層分布層數(shù)多，井段長(zhǎng)，平均單井鉆遇油層5.5個(gè)。該區(qū)聚驅(qū)采用籠統(tǒng)注入或油套分層合注的方式。統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，油層層數(shù)越多，吸水剖面返轉(zhuǎn)時(shí)機(jī)越晚，吸水層返轉(zhuǎn)頻率越低，不吸水層數(shù)大幅增加(表3)，說(shuō)明油層層數(shù)多時(shí)，一次動(dòng)用多層注聚井剖面矛盾更大，聚合物驅(qū)調(diào)整吸水剖面的能力越差，針對(duì)這種狀況，應(yīng)盡可能細(xì)分注聚單元，或及時(shí)調(diào)剖。

表3 雙河油田Ⅳ1-3層系油層吸水剖面返轉(zhuǎn)情況統(tǒng)計(jì)

3.2 層內(nèi)變化特征

3.2.1 河道、河口壩砂層層內(nèi)吸水剖面周期性返轉(zhuǎn)

雙河油田Ⅳ1-3層系聚驅(qū)注聚井沉積類(lèi)型中，河道層數(shù)占53.2%，河口壩占18.4%，前緣席狀砂占24.8%。其中河道和河口壩砂層相對(duì)較厚，物性較好，平均厚度分別為4.4 m和3.8 m，平均滲透率分別為0.409 μm2和0.414 μm2；席狀砂砂層厚度薄、物性差，平均厚度1.9m，平均滲透率0.245 μm2。

河道和河口壩砂層縱向上向下分別具有變粗和變細(xì)的韻律特征，層內(nèi)物性差異大。根據(jù)連續(xù)吸水剖面資料，注聚后，由于聚合物溶液的層內(nèi)調(diào)剖作用，多數(shù)河道和河口壩砂層吸水剖面出現(xiàn)周期性返轉(zhuǎn)的特征。

席狀砂砂層由于油層厚度薄，物性差，注入少量聚合物溶液后，阻力系數(shù)就大幅上升導(dǎo)致不吸水，因此大部分油層聚驅(qū)過(guò)程中間斷性吸水或不吸水，層內(nèi)吸水狀況變化相對(duì)較小。

3.2.2 受流體重力差異作用影響，厚油層底部吸水強(qiáng)度仍較高

從連續(xù)吸水剖面資料來(lái)看，由于受流體重力差異作用影響，無(wú)論是正韻律的河道還是反韻律的河口壩砂層，厚油層頂部吸水剖面雖然有周期性變化特征，但大部分時(shí)間仍是底部吸水能力大于中上部。如雙泌38井Ⅳ1層，厚度10 m，僅在聚驅(qū)初期上部吸水好于底部，此后底部吸水量始終明顯大于中上部。可見(jiàn)，對(duì)于厚度大的油層，聚驅(qū)不能完全改變由重力分異作用導(dǎo)致的油層下部強(qiáng)水洗、上部受效差的問(wèn)題[6]。

4 結(jié)論

(1)雙河油田Ⅳ1-3層系含油層位多，油層厚度薄、物性差、滲透率級(jí)差大，聚合物驅(qū)吸水剖面具有變化類(lèi)型多、差異大的特征。

(2)雖然多數(shù)油層層間和層內(nèi)吸水剖面得到了有效調(diào)整，但也存在不吸水層數(shù)多、低滲透層動(dòng)用差的問(wèn)題。對(duì)于類(lèi)似油藏聚合物驅(qū)過(guò)程中，應(yīng)及時(shí)調(diào)剖或采取分注、分層分質(zhì)的注入方式，提高低滲透層動(dòng)用程度，改善聚合物驅(qū)開(kāi)發(fā)效果。

[1] 王德民.對(duì)大慶油田持續(xù)發(fā)展有影響的四項(xiàng)工藝技術(shù)與方法的探討[J].大慶石油地質(zhì)與開(kāi)發(fā)，2002，21(1)：51-57．

[2] 王煥升.二類(lèi)油層聚合物驅(qū)剖面反轉(zhuǎn)規(guī)律及影響因素分析[J].中國(guó)科技博覽，2012，35(8)：135-137.

[3] 侯維虹.聚合物驅(qū)油層吸水剖面變化規(guī)律[J].石油勘探與開(kāi)發(fā)，2007，34(4)：478-482．

[4] 衛(wèi)秀芬，劉偉.大慶油田機(jī)械分層注聚技術(shù)的研究及應(yīng)用[J].特種油氣藏，2007，14(4)：13-16．

[5] 王冬梅，韓大匡，侯維虹，等.聚合物驅(qū)剖面返轉(zhuǎn)類(lèi)型及規(guī)律[J].大慶石油地質(zhì)與開(kāi)發(fā)，2007，26(4)：96-99.

[6] 劉冰，于興河，李瑞升，等.大慶油田北一二排西部分流河道砂體層內(nèi)聚驅(qū)吸水剖面變化特征[J].大慶石油學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，33(1)：45-48．

編輯：李金華

1673-8217(2015)01-0095-03

2014-08-27

談馨，工程師，1980年生，2004年畢業(yè)于長(zhǎng)江大學(xué)石油工程專業(yè)，現(xiàn)從事提高采收率研究工作。

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