大慶油田三元復合驅油層動用技術界限研究

孫洪國

(中國石油大慶油田有限責任公司，黑龍江 大慶 163712)

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大慶油田三元復合驅油層動用技術界限研究

孫洪國

(中國石油大慶油田有限責任公司，黑龍江 大慶 163712)

大慶油田三元復合驅仍采用聚合物驅油層動用技術界限標準，導致三元復合驅控制程度低、開發效果差，運用“動靜”結合的分析方法，按照油層沉積類型、河道砂鉆遇率等指標，將大慶油田一、二類油層細分為Ⅲ小類，并明確了各類油層的動用技術界限。研究表明，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類油層滲透率界限為有效滲透率不小于100×10-3μm2；與聚合物驅油層動用技術界限標準的油層條件相比，第I類增加了有效厚度小于1 m的非河道砂油層，第II類保持不變，第Ⅲ類增加了有效厚度為0.5～1.0 m的非河道砂油層。研究成果對大慶油田三元復合驅開發有重要意義，也為同類油田三元復合驅開發提供借鑒。

動用技術界限；滲透率界限；厚度界限；一、二類油層；三元復合驅；大慶油田

0 引 言

目前，大慶油田三次采油潛力油層主要為一、二類油層，屬于河流—三角洲分流平原沉積，沉積微相類型多，油層條件復雜，層間層內矛盾突出[1-5]。一、二類油層滲透率范圍為100×10-3～500×10-3μm2。由三元復合驅室內實驗、礦場試驗的研究成果可知，適合聚合物驅的油層全部適合三元復合驅[6-8]，但聚合物驅油層動用技術界限標準(有效滲透率大于100×10-3μm2，河道砂及有效厚度不小于1.0 m的非河道砂油層)并不完全適合三元復合驅[9-11]。因此，為提高三元復合驅的開發效果，亟待明確其油層動用技術界限標準。

1 三元復合驅油層動用技術界限

1.1 滲透率界限

1.1.1 室內驅油實驗

以大慶油田一、二類油層滲透率為依據[9-11]，開展了不同滲透率油層、不同驅替濃度和聚合物分子質量的室內驅油實驗。結果表明，滲透率大于100×10-3μm2的油層注入的聚合物分子質量可達到1 500×104，聚合物濃度可達到2 000 mg/L，滿足現場注入能力的要求(圖1)。

圖1 聚合物分子質量、濃度與滲透率匹配關系

1.1.2 礦場試驗

分析了大慶油田4個三元復合驅試驗區有效厚度小于1.0 m的非河道砂油層的動用狀況，滲透率不小于100×10-3μm2的油層吸水厚度比例為60%以上，吸水層數比例為72.5%；而滲透率小于100×10-3μm2油層動用較差，動用層數比例僅為13.1%。室內實驗、礦場試驗研究表明三元復合驅油層動用滲透率界限為不小于100×10-3μm2，與聚合物驅油層動用滲透率界限保持一致。

1.2 有效厚度技術界限

目前，大慶油田一、二類油層中實施三元復合驅的油層為河道砂及有效厚度不小于1 m的非河道砂油層，開發效果差。根據油層沉積類型、河道砂鉆遇率將一、二類油層細分為Ⅲ類，進一步明確三元復合驅油層動用技術界限。

1.2.1 第Ⅰ類油層動用技術界限

第I類油層屬于泛濫、高彎分流平原沉積，河道砂鉆遇率高達60%以上。第I類油層動用技術界限在河道砂及有效厚度不小于1.0 m的非河道砂油層的基礎上，增加了有效厚度小于1.0 m的非河道砂油層。

有效厚度小于1.0 m的非河道砂油層以土豆狀或細條帶狀散布油層中，具有油層物性好、連通程度高、動用程度高的特點。由滲透率分布可知，其油層滲透率在100×10-3μm2以上，可保證三元復合驅體系的順利注入；由油層連通情況可知，其油層多向連通比例達90.0%以上，且有56.5%的小層與河道砂連通，油層連通狀況好，三元復合驅控制程度高；由油層動用狀況可知，3個試驗區有效厚度小于1.0 m的非河道砂油層動用程度均在80.0%以上。因此，第I類油層新增有效厚度小于1.0 m的非河道砂油層后，既有利于改善三元復合驅的開發效果，又有利于儲量的綜合利用。

1.2.2 第Ⅱ類油層動用技術界限

第Ⅱ類油層屬于低彎分流平原、枝狀內前緣沉積，河道砂鉆遇率為30%～60%，河道與非河道砂交互分布。其中有效厚度不小于1.0 m的非河道砂油層主要鑲嵌在河道邊部或內部，有效厚度小于1.0 m的非河道砂油層分布散亂。

第Ⅱ類油層有效厚度小于1.0 m的非河道砂油層會擴大層間滲透率級差，影響開發效果。以油層性質相近的南五區、南六區三元復合驅為例。南五區三元復合驅目的層位為PI1～PI2，滲透率級差為1.7，層間矛盾小，與水驅相比提高采收率20%；南六區三元復合驅目的層位為PI1～PI4，其中PI3、PI4油層為有效厚度小于1.0 m非河道砂油層，滲透率級差達到7.7，有效厚度小于1.0 m的非河道砂油層動用較差，動用程度在20%以下，目前區塊僅比水驅提高采收率10%，滲透率級差的擴大，嚴重影響了開發效果。因此，第Ⅱ類油層三元復合驅油層動用技術界限為河道砂及有效厚度不小于1.0 m的非河道砂油層。

1.2.3 第Ⅲ類油層動用技術界限

第Ⅲ類油層屬于枝—坨過渡狀內前緣、坨狀內前緣沉積，河道砂體發育規模有限，河道砂鉆遇率一般小于30%，主要發育厚而穩定的非河道砂體。第Ⅲ類油層動用技術界限在河道砂及有效厚度不小于1.0 m的非河道砂油層的基礎上，增加了有效厚度為0.5～1.0 m的非河道砂油層。

河道砂及有效厚度不小于1.0 m的非河道砂油層鉆遇率僅為26%～38%，而河道砂及有效厚度不小于0.5 m的非河道砂油層鉆遇率達到50%以上。由此可見，有效厚度為0.5～1.0 m的非河道砂油層在平面上占較大比例。

新增加有效厚度為0.5～1.0 m的非河道砂油層可大幅提高三元復合驅控制程度。對三元復合驅控制程度進行了測算，河道砂及有效厚度不小于1.0 m的非河道砂油層，三元復合驅控制程度低于70%；增加有效厚度為0.5～1.0 m的非河道砂油層后三元復合驅控制程度可提高6%以上(表1)。

表1 增加0.5～1.0m油層前后三元復合驅控制程度對比

由表1可知，有效厚度為0.5～1.0 m的非河道砂油層(滲透率約為200×10-3μm2)能夠保證三元復合驅體系的順利注入，而有效厚度小于0.5 m的非河道砂油層滲透率一般在100×10-3μm2以下，三元體系注入困難。

有效厚度為0.5～1.0 m的非河道砂油層動用情況好。由南三中、南二東試驗區油層動用情況可知，有效厚度為0.5～1.0 m非河道砂油層吸液厚度比例分別為85%、60%以上，油層動用情況較好。

綜上所述，在聚合物驅油層動用技術界限的基礎上，進一步細化了三元復合驅油層動用技術界限(表2)。

表2 聚合物驅與新制定的三元復合驅油層動用技術界限對比

2 應用效果

2.1 第Ⅰ類油層的A試驗區

A試驗區目的層位為SII10～SIII12，試驗區發育3個沉積單元，均為高彎分流平原相沉積，河道砂油層鉆遇率為67.3%，采用五點法井網，井距為125 m，三元復合驅控制程度為90.0%。試驗區空白水驅結束時含水率為98.4%，水驅采收率為45.3%。密閉取心井研究表明：中、強水洗油層厚度比例為43.6%，河道砂及有效厚度不小于1.0 m的非河道砂油層以中、強水洗為主，有效厚度小于1.0 m的非河道砂油層主要為弱、未水洗。

該區塊于2008年開始進行三元復合驅，射開有效厚度小于1.0 m的非河道砂油層在內的全部油層，在125 m井距條件下，有效厚度小于1.0 m的非河道砂油層在見效高峰期動用程度高達80%，比空白水驅階段提高18%，含水下降了19%，含水回升過程緩慢，有效厚度小于1.0 m的非河道砂油層起到了很好的接替作用，目前中心井提高采收率達到28%。可見，該類油層增加有效厚度小于1.0 m的非河道砂油層后不僅不會影響三元復合驅的開發效果，反而由于油層接替動用，減緩了含水回升速度，改善了開發效果。

2.2 第Ⅲ類油層的B區塊

B區塊目的層位為SII7～SII14，共13個沉積單元，為枝—坨過渡狀、坨狀內前緣相沉積，河道砂油層鉆遇率在20%以下，注采井距為125 m。密閉取心井研究表明：河道砂及有效厚度不小于1.0 m的非河道砂油層以中、高水洗為主，有效厚度為0.5～1.0 m的非河道砂油層以中、低水洗為主。該區塊射開有效厚度大于0.5 m的非河道砂油層后三元復合驅控制程度達72.9%，提高了16.0%，有效改善了井間連通程度。

為了驗證射開有效厚度0.5～1.0 m的非河道砂油層對開發效果的影響，選取南三西SII7a油層，建立四注九采數值模型。分別對射開河道砂及有效厚度不小于1.0 m的非河道砂油層與射開河道砂及有效厚度不小于0.5 m的非河道砂油層開展了數值模擬計算，在水驅開發至含水96%條件下，二者三元復合驅提高采收率值分別為16.0%、17.4%，可提高采收率1.4%。由此可見，增加有效厚度為0.5～1.0 m的非河道砂油層顯著提高了三元復合驅控制程度，有效改善了三元復合驅的開發效果。

3 結 論

(1) 將大慶油田一、二類油層細分為Ⅲ小類，與原界限標準相比，第Ⅰ類油層增加了有效厚度小于1 m的非河道砂油層，第Ⅱ類油層保持不變，第Ⅲ類油層增加了有效厚度為0.5～1.0 m的非河道砂油層。

(2) 現場實際應用及數值模擬表明，第I類油層增加有效厚度小于1.0 m的非河道砂油層后，由于油層接替動用，減緩了含水回升速度，改善了開發效果；第Ⅲ類油層增加了有效厚度為0.5～1.0 m的非河道砂油層后，可提高采收率1.4%。

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編輯 張耀星

20150722；改回日期：20160112

國家科技重大專項“大型油氣田及煤層氣開發”子項目“大慶長垣特高含水油田提高采收率示范工程”(2011ZX05052)

孫洪國(1982-)，男，工程師，2006年畢業于中國石油大學(華東)石油工程專業，2009年畢業于該校油氣田開發工程專業，獲碩士學位，現主要從事油田開發規劃及戰略研究工作。

10.3969/j.issn.1006-6535.2016.02.025

TE349

A

1006-6535(2016)02-0105-03