基于卡層門限的縱向均衡驅替研究

王記俊 周海燕 張 弛 孫 強

中海石油(中國)有限公司天津分公司, 天津 300459

0 前言

BZ油田是渤海地區典型的窄河道型砂巖油田,油藏縱向疊置復雜、非均質性強、井網不規則,目前已進入中高含水期,注入水單層突破嚴重,導致油井受效不均,層間干擾嚴重,油田水驅開發效果差。產液結構調整是克服層間干擾并實現縱向均衡開采的重要方法,目前,國內外學者也提出了組合提液的方法,但都是定性描述,缺乏系統的研究和定量化的標準[1-2]。為了提高油井開關層與提液措施的成功率,通過修正干擾系數計算公式,根據卡層前后油井產能的變化,定義卡層門限,定量化研究合理開關層與提液模式,實現縱向均衡驅替。

1 層間動態干擾系數

為了直觀地描述不同開發階段層間干擾對合采效果的影響,引入干擾系數的概念。干擾系數的物理意義是多層油藏注水合采時,層間干擾導致多層合采油井整體產能相對分層開采降低的程度。

(1)

目前,層間干擾的主要研究方法有油井分層產能測試法及統計回歸方法。根據黃世軍、岳陸等人[3-4]的物理實驗結果,對滲透率級差、基準滲透率、滲透率偏差系數等變量對干擾系數的影響規律進行相關性分析,可以計算層間干擾系數。

(2)

式(2)表征不同含水階段,由儲集層整體非均質性及縱向各小層驅動能量差異引起的相互干擾[3-5]。

2 考慮層間干擾的定向井產能

為了明確層間干擾對定向井產能的影響,對Vandervlis定向井產能公式進行修正,考慮層間干擾的定向井產能公式為[6-8]:

(3)

根據考慮層間干擾的定向井產能公式可以定量評價層間干擾對產能的影響程度,而油井在實際生產過程中,往往采用開關層作業卡掉干擾較嚴重的層,緩解層間矛盾,以獲得較高的產能[9-11]。但是到底什么樣的層該卡,什么樣的層該留,尚無一個定量化的衡量標準。

3 卡層門限的確定

為了定量評價各層對油井產能的貢獻程度,定義卡層前后的產能變化[12-13]:

(4)

根據卡層前后油井的產能變化,得到不同干擾系數變化影響下的均衡驅替圖版,見圖1。

圖1 不同干擾系數變化影響下的均衡驅替圖版

由圖1表明，在卡層前后干擾系數變化一定的情況下,隨著卡層前后各層流動系數累積值變化的增加,卡層后油井的產能逐漸增大,也就是卡層的儲層物性越差或者卡掉的層數越少,卡層后油井產能越大;當卡層前后各層流動系數累積值變化一定的情況下,隨著卡層前后干擾系數變化的增大,卡層后油井的產能逐漸增加,也就是卡層的干擾越強,卡掉該層后油井的產能越高。

圖2 卡層門限對數曲線

由圖2可知，隨著干擾界限的增大,卡層門限值也逐漸增加,也就是層間干擾越強時,可以允許卡層的流動系數累積值越大。在實際生產過程中,位于對數曲線右下方的井點在卡層后產能會增加,卡層門限曲線是指導合理開關層的重要界限。

4 合理開關層與提液模式

以縱向均衡驅替為目標,提出了先卡層后提液、先提液后卡層、籠統提液及單層開采這4種卡提組合模式。

圖3 A 01井生產動態曲線

通過該方法指導BZ油田實施開關層與提液措施46井次,日增油450 m3,年增油15×104m3,結合地質油藏特征及井網完善程度,指導6口調整井分單砂體開發,日增油300 m3,年增油8×104m3。

5 結論與認識

引入含水率與壓差的影響改進干擾系數計算公式,根據考慮干擾系數的定向井產能公式,繪制卡層前后流動系數累積變化值與產能變化的關系圖版,推導卡層門限值,并求得卡層門限曲線及計算公式,指導合理開關層,實現產能接替。

應用卡層門限和干擾界限為定量約束,提出了先卡層后提液、先提液后卡層、籠統提液及單層開采4種卡提組合的合理開關層和提液模式,指導實施油井開關層與提液措施46井次,分層部署調整井6口,日增油750 m3,年增油23×104m3。