層間干擾定量表征新方法在渤南墾利區域的應用

2018-09-05 11:32:32陽曉燕張占華程大勇

特種油氣藏 2018年4期

蔡暉，陽曉燕，張占華，黃琴，程大勇

(中海石油(中國)有限公司天津分公司，天津 300459)

0 引言

渤海南部墾利區域以薄互層油藏為主[1]，開發主要采用大段合采的模式，縱向各層物性差異大，非均質性嚴重[2-7]，層間干擾矛盾凸顯，對層間干擾的準確評價非常重要。目前，ODP方案編制過程中，層間干擾系數仍然是通過類比法或經驗值選取[8-11]，造成油田投產后設計產能與實際產能差異大。油田開發過程中，若不能正確評價油田的層間干擾，對油田后續的生產也會造成困擾。由于海上油田開發的特殊性，無法運用大量的分層產能測試資料對層間干擾程度進行認識[12-16]。為了解決以上問題，通過統計分析墾利區域的產能數據，可以得出墾利區域電阻率與比采油指數具有較好的相關性[17-24]，基于油藏工程及理論推導，建立層間干擾校正系數與電阻率、油田產能、生產壓差、無因次采油指數的理論模型，提出層間干擾定量表征新方法。

1 層間干擾校正系數

定向井產能Qo為[18-19]：

Qo=JoHΔp

(1)

式中：Qo為定向井產能，m3/d；Jo為比采油指數，m3/(d·MPa·m)；H為生產厚度，m；Δp為生產壓差，MPa。

由于海上油田探井和評價井測試成本較高，許多井測試時尚未達到生產穩定狀態，另外探井測試時基于單層測試，未考慮層間干擾。在產能評價過程中，為消除海上油田油井測試時間較短以及層間干擾對產能的影響，在產能評價過程中通常引入一個小于1的時間校正系數和層間干擾校正系數進行校正，則產能表達式修正為：

Qo=JoHΔpαβ

(2)

式中：α為時間校正系數；β為層間干擾校正系數。

由式(2)可知，層間干擾校正系數與產量呈正比，層間干擾越小，層間干擾校正系數越大，產量越大，層間干擾越明顯，層間干擾校正系數越小，產量越小。時間校正系數的求取方法已有詳細推導[20]，因此，重點研究層間干擾校正系數求取方法。

2 層間干擾校正系數求取方法

統計渤海油田墾利區域探井測井數據與產能測試情況發現，電阻率與比采油指數具有較好的相關性(圖1)，探井在測試過程中，考慮測試時間短，且為單層測試，可忽略層間干擾和時間干擾，認為探井測試所獲取的比采油指數為理想狀態下的比采油指數，建立相關數學模型：

圖1 比采油指數與電阻率關系Jo理想=ARt+B

(3)

式中：Jo理想為理想狀態下的比采油指數，m3/(d·MPa·m)；Rt為地層電阻率，Ω·m；A、B為擬合系數。

油田實際生產比采油指數定義為：

(4)

式中：Jo實際為實際生產比采油指數，m3/(d·MPa·m)；Q實際為日產油量，m3/d。

層間干擾校正系數可表示為：

(5)

引入時間校正系數計算方法[20]，可求出層間干擾校正系數：

(6)

式中：re為地層半徑，m；rw為油井半徑，m；η為導壓系數；tDST為測試時間，h。

實際生產表明，隨著含水率增加，無因次比采油指數逐漸降低，為了充分考慮全壽命生產過程中的層間干擾系數，需要校正含水率對比采油指數的影響，提出通過相滲曲線繪制無因次采油指數隨含水率的變化曲線，求取無因次采油指數，引入JDo修正，則層間干擾校正系數可修正為：

(7)

式中：JDo為無因次采油指數。

3 實例應用

3.1 指導調整井產能研究

墾利10-4油田油藏主要受構造、斷層控制，斷塊內為層狀構造油藏，縱向上油層多，單層厚度薄，采用定向井分層系開發。在開發方案編制階段，考慮該油田薄互層合采的特點，所有開發井層間干擾校正系數取值為0.5。油田投產后，所有開發井全部超過ODP配產，少數井儲層物性和射開厚度均小于ODP設計，產能卻仍超過ODP配產。對此應用式(6)對所有井的層間干擾校正系數進行計算，計算結果表明，所有井層間干擾校正系數均高于ODP設計值(表1)。

2017年2月，墾利10-4油田提出增加調整井A20井完善注采井網，A20井主力開采層位于Ⅲ油層組，計算初期產能時，層間干擾系數借鑒同層系相鄰老井的平均值(0.70)，根據式(2)，結合該井實鉆情況，計算A20井初期產能為150 m3/d，若按照ODP方案配產時的層間干擾校正系數進行計算，初期產能為107 m3/d。A20井實際投產后日產油為153 m3/d，新方法所計算的產能與實際數據誤差僅為2%。

表1 墾利10-4油田單井層間干擾對比

3.2 指導層系調整

渤中35-2油田含油層段為東營組、沙河街組，2個油層組縱向跨度近200 m，其中沙河街組由于儲層埋藏深、地震分辨低等多因素限制，難以通過地震手段精細刻畫及描述儲層，給油田早期開發帶來諸多困難。為了降低開發風險，在開發方案編制階段，設計2個油層組合采。部分井進行單采試驗。油田投產后，為了進一步明確不同層位合采層間干擾，對層間干擾校正系數進行了計算。結合油田探井比采油指數與電阻率關系曲線，求取擬合系數A和B，將擬合系數及油井生產數據代入式(7)，從而得到了不同層位生產井的層間干擾校正系數(表2)。東營組與沙河街組合采，層間干擾嚴重，層間干擾校正系數為0.26～0.31，應考慮進行分層系開發。

表2 單井層間干擾數據

為了進一步提高油田開發效果，結合各井鉆遇油層厚度，提出A12、A13、A14井單采東營組，在沙河街組重新部署井網。結合沙河街組儲量規模，部署4口調整井，2018年3月，4口調整井全面投產，初期產能達到240 m3/d，A12、A13、A14井總產能仍保持410 m3/d，通過調整井的部署實現細分層系開發，有效降低層間干擾，充分釋放老井產能，同時也進一步提高油田儲量動用程度，有效改善油田開發效果。

3.3 油田產液結構調整

2017年年初，渤中35-2油田部分井區單井含水快速上升，暴露出平面含水不均的問題，提出對重點井開展產液剖面測試。利用式(7)對測試資料進行單井及井段層間干擾分析。分析結果表明，含水快速上升的3口井，單井層間干擾校正系數遠低于油田層間干擾系數的平均水平，根據層間干擾的大小，實施一井一策。以干擾嚴重的A5井為例，結合A5井產液剖面測試資料，對層間干擾嚴重且高含水的層，提出卡水作業；對層間干擾嚴重且含水較低的層，加大注水井在該層的注水量，提高該層的動用狀況。通過以上措施，該井層間干擾得到了有效改善(表3)，且日增油量達到50 m3/d。