優勢滲流通道的示蹤模擬量化識別方法研究

王 金 影

（大慶油田有限責任公司第一采油廠，黑龍江 大慶 163001）

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優勢滲流通道的示蹤模擬量化識別方法研究

王 金 影

（大慶油田有限責任公司第一采油廠，黑龍江 大慶 163001）

為有效封堵優勢滲流通道，解決注入溶液竄流突進及沿優勢滲流通道無效循環對改善油田開發效果以及達到控水穩油的目的具有重要意義。應用數值模擬示蹤劑方法研究優勢滲流通道的動態反映特征，篩選出影響和標志優勢滲流通道存在的主要參數指標并分析其相關特性，制定基于油藏模擬的優勢滲流通道判別標準和成果表征，實現定量識別優勢滲流通道的方法，對油田開發控水提效具有重要意義。

示蹤；模擬；優勢滲流通道；定量識別

油田經長期開發，受非均質性、水油流度比、注采差異的作用，在油水井間形成不利于油田生產的儲層優勢滲流通道，使注入溶液竄流突進，沿優勢滲流通道無效循環，浪費注入溶液，開發效果變差。為達到控水穩油、改善開發效果的目的，必須采取優勢滲流通道封堵措施，而有效識別優勢滲流通道是問題的關鍵。

劉月田等［1］采用模糊理論的分析方法對靜態及動態因素指標進行綜合處理，建立用于定性識別優勢滲流通道的專家系統模型。曾流芳等［2］模擬了疏松砂巖水驅儲層，利用油氣工程和滲流力學原理方法，建立了優勢滲流通道的數學模型，并且利用灰色關聯分析理論和常規動態數據對其進行識別和描述。在對比分析與現場動態測井數據基礎上結合費歇準則，導出了識別優勢滲流通道的判別函數，并利用此判別函數實現了在微機上優勢滲流通道的識別。與傳統的測井、試井方法比較，該方法具有簡捷、快速、經濟、更實用的優勢。

本文建立基于油藏模擬的優勢滲流通道識別技術和方法，應用該方法定量研究注采井層的方向注采量，對優勢滲流通道的存在性和發展程度進行判別；并利用示蹤流量模擬成果，研究優勢滲流通道的動態反映特征，篩選影響和標志優勢滲流通道形成的主要參數指標并分析其相關特性，確定優勢滲流通道的展布特征，從而為油田確定優勢滲流通道封堵方案提供依據。

1　示蹤模擬量化識別優勢滲流通道的模型建立

1.1擬示蹤劑的流動方程

擬示蹤劑是指并未在油田實際生產中注入，用于數值模擬研究的虛擬示蹤劑。

在此，認為地質模型準確，假定對某井組的各水井，注入不同的示蹤劑，這樣注水井來水方向、見水層位、低效無效注水等生產開發過程就可以根據各生產井示蹤劑的產出特征來確定［3］。這種方法不僅能夠給出在不同地質條件、井距、不同井網、工作制度下，確定注水井的平面控制范圍和各油井的供給范圍、砂體的動態連通程度，對井間的水循環場進行定量描述，為平面調整提供依據；而且可以在垂向上給出不同層段無效注水的特征及形成過程和其在油井中所占比例，為定量調剖、調驅提供依據。示蹤劑在地下的運動狀態主要受對流作用和水動力學彌散作用的控制，同注入的流體一樣，所有影響速度的參數（如重力、界面張力、粘度、相對滲透率、壓力梯度等）在這個過程中均起作用［4］。

Brigham-Smith模型：假設示蹤劑溶液在地層中沿徑向穩定流動，流體和巖石微可壓縮，流度比為1，且考慮示蹤劑的吸附與彌散影響［5］。

式中：D——彌散系數；

C——t時刻r處示蹤劑濃度；

Φ——單元體孔隙度；

Q——單位厚度上的流量。

1.2方向來水比例的確定

依據Brigham-Smith模型，可以推導出平面上各方向來水比例的確定方法。

如果一口油井周圍有N口水井，只有一口水井W1注示蹤劑S1，則油井見示蹤劑S1峰值濃度為：

W1井來水量與示蹤劑峰值濃度關系：

W1井來水量占油井總來水比例：

將示蹤劑注入水井之后，其會隨著水遷移方向進行運移，之后可在與之連通的油井中被檢測到。受不同井間連通情況和地層非均質性的影響，示蹤劑到達油井的速度及檢測到示蹤劑時間不同。經過計算分析，可以得到各示蹤劑出現峰值的時間、采出峰值濃度等多種指標。當多種示蹤劑都可以在油井檢測到時，如果某些示蹤劑濃度明顯高于其他示蹤劑，說明相應水井與油井間連通性較好，因而可以判斷出主要來水方向為這些水井［6］。

2　基于數值模擬示蹤劑方法的優勢

滲流通道識別流程

應用油藏模擬成果，依據對注采量的判別，確定重點層及重點區域，通過精細流量示蹤模擬，以優勢滲流通道的量化標準，確定優勢滲流通道。見圖1。

圖1　示蹤流量模擬識別優勢滲流通道流程圖Fig.1 The flow diagram of preferential percolation path which is discriminated by tracer flow

根據各儲層單元的動用狀況、注采狀況及含水等判別標準，確定存在優勢滲流通道的重點研究層，通過對重點層的精細示蹤模擬研究，根據油水井不同方向注采量及比例等取得優勢滲流通道的判別標準（表1）。

表1　重點層判別標準Table 1 The assessment criterion of the key formation

3　示蹤流量模擬法識別優勢滲流通道實例

以老油田P I 2b儲層示蹤模擬結果進行識別，在重點區域識別出兩個優勢滲流通道，分別在N1-220-SP044（水井1）到N1-20-SP044（油井1）方向和Z290-SP038（水井2）到Z290-SP39（油井2）方向（表2）。

表2　示蹤模擬優勢滲流通道判別標準Table 2 The assessment criterion of preferential percolation path which is discriminated by tracer flow

（1）N1-220-SP044向N1-20-SP044井的單方向日注示蹤劑大于25 t；水井單方向日注示蹤劑比例大于70%；油井單方向日采示蹤劑大于25噸；油井單方向日采示蹤劑比例大于 70%；N1-20-SP044井含水98%以上，見圖2。

圖2　N1-220-SP044在P I 2b層示蹤劑流量在周圍油井的劈分示意圖Fig.2 The diagram of tracer around the oil well of N1-220-SP044 in P I 2b layer

而且，在N1-220-SP044總注水量基本不變的情況下，向 N1-20-SP044井的單方向注示蹤劑出現緩慢上升的趨勢，而其他的油井則出現緩慢下升的現象，這更增加了N1-220-SP044 和N1-20-SP044之間存在優勢滲流通道的可能性，見圖3。

圖3　N1-20-SP044在P I 2b層獲得的周圍水井注水量示意圖Fig.3 The diagram of Water injection around water well of N1-220-SP044 in P I 2b layer

（2）Z290-SP038向Z290-SP39井的單方向日注示蹤劑大于25 t；水井單方向日注示蹤劑比例大于70%；油井單方向日采示蹤劑大于25 t；油井單方向日采示蹤劑比例大于 70%；Z290-SP39井含水98%以上，見圖4。

圖4　Z290-SP038在P I 2b層示蹤劑流量在周圍油井的劈分示意圖Fig.4 The diagram of tracer around the oil well of Z290-SP038 in P I 2b layer

而且，在Z290-SP038總注水量基本不變的情況下，向 Z290-SP39井的單方向注示蹤劑出現緩慢上升的趨勢，而其他的油井則出現緩慢下升的現象，這更增加了Z290-SP038和Z290-SP39之間存在優勢滲流通道的可能性，見圖5。

圖5　Z290-SP39在P I 2b層獲得的周圍水井注水量示意圖Fig.5 The diagram of Water injection around water well of Z290-SP39 in P I 2b layer

4　結 論

（1）示蹤劑模擬結果可以為優勢通道的判別提供依據；

（2）“層-＞井-＞優勢方向”的優勢通道識別體系有利于突出主要矛盾，提高工作效率；

（3）精細地質描述研究成果對優勢滲流通道的準確判別影響很大。

［1］ 劉月田， 孫保利， 于永生. 大孔道模糊識別與定量計算方法［J］. 石油鉆采工藝， 2003， 25（5）： 54-59.

［2］ 曾流芳， 趙國景， 張子海， 等. 疏松砂巖油藏大孔道形成機理及判別方法［J］. 應用基礎與工程科學學報， 2002， 10（3）： 268-276.

［3］ 張毅， 姜瑞忠， 鄭小權. 井間示蹤劑分析技術［J］. 石油大學學報：自然科學版， 2001， 25（2）： 76-78.

［4］王煥. 側向夾積地層水平井數值模擬研究［D］. 大慶：東北石油大學，2011.

［5］ 薛小博. 采用擬示蹤劑追蹤油水運移規律研究［D］. 大慶石油學院，2010.

［6］ 李翀. 井間示蹤劑監測解釋方法研究及應用［D］. 武漢：長江大學，2014.

Research on Quantitative Recognition Method for Preferential Percolation Path by Tracer Experiment

WANG Jin-ying
（Daqing Oilfield Limited Company No.1 Oil Production Factory， Heilongjiang Daqing 163001，China）

To effectively block preferential percolation path for solving the injected solution cross-flow and ineffective circulation along preferential percolation path， has great significant to improve the oil-field development efficiency and realize oil stabilization and water control. In this paper， the method of simulation and tracer was used to research the dynamic reflection of preferential percolation path. The major parameters and relative characteristics of the preferential percolation path were analyzed. The assessment criterion and results describe of preferential percolation path based on oil reservoir numerical simulation were established. Quantitative recognition for preferential percolation path can be realized. The research results have very important significance for preparing rational measures of water control at late stage of oil field development.

tracer； simulation； preferential percolation path； quantitative identification

王金影（1972-），女，黑龍江省大慶市人，高級工程師，工程碩士，2008年畢業于中國石油大學（北京），研究方向：油藏模擬、油田開發工作。E-mail：1394876578@qq.com。

TE 357

A

1671-0460（2016）05-0974-04

2016-03-29