低滲透油藏注水開發調整方案數值模擬研究

林 飛，歐陽傳湘，李春穎，胡 兵，盛 萍

（1. 長江大學， 湖北 武漢 430100； 2. 新疆油田分公司，新疆 克拉瑪依 834008）

低滲透油藏注水開發調整方案數值模擬研究

林 飛1，歐陽傳湘1，李春穎1，胡 兵1，盛 萍2

（1. 長江大學， 湖北 武漢 430100； 2. 新疆油田分公司，新疆 克拉瑪依 834008）

吉林油田某低滲透區塊平面非均質性嚴重，到開發中后期時，剩余油呈高度分散的狀態，常規注水效果較差。應用油藏數值模擬軟件中的雙孔模型以及修正后的毛管壓力曲線，對影響后期注水開發效果的因素進行了詳細的分析，得出：異步注采的注水方式效果較好，且應盡早實施，不對稱式短注長采的工作制度效果最佳，異步注采的日注水量為常規注水日注水量的3～4倍。分析結果對低滲透油藏后期注水開發調整具有指導意義。

低滲透油藏；周期注水；異步注采；數值模擬；參數優化

我國大部分低滲透砂巖油藏經過井網加密、壓裂、酸化、堵水等一系列增產措施后，剩余油已呈高度分散的狀態，常規注水開發效果較差。在目前資源匱乏的情況下，如何提高低滲透油藏的采收率成為了國內外共同關注的話題。與其他增產措施相比，周期注水具有投資小、見效快的特點，因此受到了國內外越來越多的重視。研究區塊位于吉林油田，平面非均質性嚴重，屬于典型的低滲透砂巖油氣藏，截至到目前為止，平均含水率已高達91.2%，且大部分井已經進入到高含水期，水驅效果很差。應用Eclipse軟件中的雙孔模型，開展以周期注水為主體的數值模擬研究，對影響周期注水效果的因素進行詳細的分析，并從中優選出最佳的注水方式、轉注時機、注水周期以及注水量，為低滲透油藏后期注水開發調整方案的實施提供了依據。

1 模型的建立

周期注水能夠周期性的改變地層壓力，促使驅替與吸入過程的交替進行，進而導致毛管力的滯后現象，產生新的毛管壓力曲線[1,2]。因此，在研究過程中不能忽視毛管滯后現象對采收率的影響。

以研究區塊為基礎，將Petrel軟件建立的地質模型導入到 Eclipse軟件中，建立網格系統，X、Y方向的網格步長為25 m，Z方向采用實際的地質分層，劃分為18個網格，模型中輸入的儲層參數如表1所示。然后經過歷史擬合、動態數據處理、井史數據處理、斷層處理后得到與實際地質情況相符的數值模擬模型。模型采用的是擬合后的PVT相態曲線、油氣與油水相對滲透率曲線以及修正后的毛管壓力曲線。

2 注水參數優化

2.1 方案設計

利用油藏數值模擬手段，共設計 14種方案，分別對不同的注水方式、轉注時機、注水周期、注水量對后期注水開發效果的影響進行了定量的分析[3]，并從中優選出最適合研究區塊的注水方式。設計的方案及結果如表2 所示。

表1 模型輸入參數表Table 1 Model input parameters

表2 不同注采開發方案及采出程度表Table2 Different injection and production development scheme and oil recovery

由于研究區塊的布井方式為反九點法，根據產量劈分的原則[4]，一個反九點井組中，角井的產量應為邊井的一半。因此，方案對比的注采技術界限為：方案0中，角井產量為10 m3/d，邊井產量為20 m3/d，中心井注水量為120 m3/d，其它方案均設定與方案0相同的累積產液量與累積注水量。以方案 6為例，注水半周期內，注水井注入量為 240 m3/d，生產半周期內，角井產量為20 m3/d，邊井產量為40 m3/d。如此一來，在同樣的累積注水量與采液量下，各方案開發效果的優劣顯而易見。

2.2 注入方式優化

周期注水即周期性的改變注水量，使得油層中形成不穩定的壓力場，引起低滲條帶與高滲條帶或裂縫與基巖塊間液體的相互滲流，從而提高采收率[5]；異步注采即注水時關停油井，采油時關停水井，充分利用注水與生產過程中的驅替壓差以及毛管的滲析作用[6]，促使原油更多的流向裂縫系統，從而擴大注入水的波及體積，提高驅油效率。

對比方案0～10，結果如圖1所示：注水與采油交替進行的異步注采整體效果均優于周期注水，而常規注水效果最差。優選最佳的后期注水方式為異步注采，并在此基礎上對異步注采最優的轉注時機、注水周期以及注水量進行研究。

圖1 注水方式優化方案及結果Fig.1 Scheme and result of water injection method optimization

2.3 轉注時機優化

對比方案0、8、11、12、13，結果如圖2所示，在常規注水開發的任何階段開展異步注采均能起到提高采出程度的效果，但轉注時間越早效果越顯著。因為異步注采實施時間越長，高滲條帶與低滲條帶之間的壓差越大，液體之間的互相滲流也越充分[7]。

圖2 轉注時機優化方案及結果Fig.2 Scheme and result of conversion opportunity optimization

2.4 注水周期優化

對比方案6～10，結果如圖3 所示：不對稱式短注長采的工作制度效果較好，且升壓/降壓半周期比越小效果越好。若比值過大，即注水時間過長，減少了停注期間高低滲條帶之間液體的交滲，油水不能充分置換，效果接近于常規注水；當比值較小時，地層壓力下降幅度較大，會造成井底嚴重脫氣，導致產液、產油指數下降，降低泵效[8]。因此，根據現場的實際經驗以及數值模擬的結果，優選出最佳的注水半周期為30 d，生產半周期為90 d，注水半周期內日注水量為常規注水日注水量的4倍。

圖3 注水周期優化方案及結果Fig.3 Scheme and result of water injection cycle optimization

2.5 注水量優化

異步注采實施過程中，短注長采型的工作制度效果較好，即在注水半周期內盡可能快的將水注入到地層中，迅速恢復地層壓力，但注水速度受地面注水系統能力以及地層破裂壓力的限制[9]。結合研究區塊的實際情況以及前文優選出的最佳注水周期，推薦異步注采日注水量為常規注水日注水量的3～4倍。

3 結 論

（1）對低滲透油藏后期注水開發調整方式來說，異步注采比常規注水、周期注水效果更明顯；

（2）在油田的開發過程中，應盡早采用異步注采的注水方式，且不對稱式短注長采的工作制度效果最佳，注水半周期內日注水量為常規注水日注水量的3～4倍；

（3）異步注采投資小、見效快，對低滲透油藏的開發具有顯著的優勢，本文的研究思路及方法，為低滲透油藏后期開發調整方案的實施提供了幫助。

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Numerical Simulation on Adjustment Scheme of Water Injection Development of Low Permeability Reservoir

LIN Fei1，OUYANG Chuan-xiang1，LI Chun-ying1，HU Bing1，SHENG Ping2
（1. Yangtze University, Hubei Wuhan 430100，China；2. Xinjiang Oilfield Branch Company, Xinjiang Karamay 834008，China）

The plane heterogeneity is serious in the test area of low permeability reservoir in Jilin Oilfield. In the middle and later stage of low permeability reservoir development, the remaining oil in space is on a highly decentralized state. The effect of conventional water injection is poor. In this paper, dual-porosity numerical reservoir simulation software and corrected capillary pressure curve were used to analyze the factor of affecting water flooding development. The results show that, the best water injection mode is asynchronous injection production and implemented the sooner the better. Asymmetric reducing water injection time and increasing production time is the best solution. The daily water injection of asynchronous injection production is 3 to 4 times of conventional water injection, which has an instructive significance for the adjustment scheme of water injection development of low permeability reservoir.

Low permeability reservoir; Cycle water injection; Asynchronous injection production; Numerical simulation; Parameter optimization

TE 357

A

1671-0460（2016）03-0549-03

2015-11-19

林飛（1990-），男，山東煙臺人，在讀研究生，主要從事油藏工程、油藏數值模擬方面的研究。E-mail：324389610@qq.com。