疏松砂巖油藏示蹤劑用量優化研究與應用

王彥寧，王文剛，萬禮鵬，劉平威

（中國石油吐哈油田分公司吐魯番采油廠，新疆鄯善 838202）

雁木西油田位于吐哈盆地吐魯番坳陷勝南-雁木西構造帶的西端，主要含油層系為第三系和白堊。第三系為低幅度短軸背斜油藏，儲層總體為一套厚50 m～60 m的砂層，可劃分為5個韻律層，儲層以濱湖灘砂沉積的粉細砂巖和濱湖礫巖為主，儲層物性較好，屬中孔中滲儲層。雁木西油田自2000年開展注水開發以來，由于平剖面非均質嚴重，注入水平面舌進現象突出，剖面動用差異大，注入水與采油井之間形成短路循環，水驅油效率低，油藏水驅效果差，目前已進入特高含水期，但采收率僅10.9%。為提高對雁木西油田注入水運動規律的認識，了解儲層經注水驅替后，儲層孔隙結構和物理參數的變化，以及油水井之間的動態連通關系、注入水的去向、注入水前緣推進速度等，2004年開始井間示蹤劑監測[1]。

1 示蹤劑監測原理

井間示蹤劑監測技術是在測試井組的注入井中投加示蹤劑，按照制定的取樣制度，在周圍生產井中取樣、制樣，在實驗室進行示蹤劑分析，獲取樣品中的示蹤劑含量，繪制生產井的示蹤劑采出曲線，通過綜合分析測試井組的示蹤劑采出曲線，最終得到注入流體的運動方向、推進速度、波及情況等信息。通常情況下，示蹤劑從注水井注入后，先隨著注入水沿高滲層或大孔道突入生產井，示蹤劑的產出曲線會逐漸出現峰值，同時由于儲層參數的展布和注采動態的不同，曲線的形狀也會不同。油層越均質，注水利用率越高，則見示蹤劑時間越晚。反之，短時間內見到示蹤劑，說明注入水沿高滲層（或高滲條帶）竄流，儲層非均質性強，開發效果差[2-5]。

2 示蹤劑在雁木西油田的應用

2.1 示蹤劑應用現狀

雁木西油田自2004年開始投放示蹤劑，先后應用過化學示蹤劑、放射性同位素示蹤劑和微量物質示蹤劑在內的四大類型（見表1）。根據生產動態反應，微量物質示蹤劑因其用量少，檢測極限濃度低，監測結果準確的特征，現場應用適用性較好。

2.2 示蹤劑的用量優化

示蹤劑用量大小主要通常考慮油層的厚度、孔隙度、井距、示蹤劑在地層中巖石表面的吸附量等參數。目前廣泛應用的計算方法是示蹤劑總稀釋模型和Brigham-Smith法，但此法確定用量的時候并未考慮儲層人工改造后儲層孔隙體積的變化。雁木西油田在開發過程中均開展了壓裂防砂，儲層裂縫發育，按照Brigham-Smith法計劃的示蹤量普遍偏少，導致油井端未見劑或者見劑峰值后延，監測結果與實際動態不符。為解決裂縫導致用量計算的誤差，綜合考慮人工裂縫對儲層孔隙體積的影響，在Brigham-Smith水驅五點井網示蹤劑用量計算方法的基礎上加了裂縫系數β，由公式（1）、（2）、（3）綜合得出雁木西油田示蹤劑用量計算公式（5）。

表1 示蹤劑類型

Brigham-Smith水驅五點井網示蹤劑用量計算法公式：

式中：mT-注入的化學示蹤劑中有效示蹤物質的質量，t；h-儲層平均有效厚度，m；φ-孔隙度，小數；Sw-目前含水飽和度，小數；Cp，max-均質油層中有效化學示蹤物質最大采出濃度，mg/L；α-彌散常數，m，一般取值 0.015 m；L-平均注采井距，m。

考慮注水井對示蹤劑的稀釋影響，Cp，max與注采井數比有相關性，計算公式如下：

對于不規則五點法井網，Abbaszadeh-Brigham提出的等效五點井網概念加入了井網修正系數，計算公式為：

式中：（Cp，max）五點井網-等效五點井網油層中有效示蹤物質最大采出濃度；（Cp，max）井網-實際井網油層中有效示蹤物質最大采出濃度，即設計的井網油層中有效示蹤物質最大采出濃度；fm-井網峰值濃度修正系數，根據峰值濃度的修正系數圖確定雁木西為1.25；fp-Peclet修正系數，根據計算峰值位置時Peclet數的修正系數圖版確定雁木西為1.23；d-不同類型井的垂直距離；a-相同類型井的井距。

針對雁木西油田，考慮人工裂縫對示蹤劑用量的影響，加入裂縫修正系數β：

式中：Lb-裂縫半長，m；La-垂直于裂縫方向油水井距，m。

由公式（1）、（2）、（3）和（4）可得適合于雁木西油田的有效示蹤劑用量的計算公式：

按照修正后的計算公式對雁木西示蹤劑用量進行優化，給出施工標準用量（見表2）。

2.3 應用效果

根據修正后的計算公式，統計2014-2017年實施的32個井組，不僅在示蹤劑用量上有所優化，而且監測結果更加符合開發動態，主要表現為：

（1）利用示蹤劑擬合計算孔喉半徑、有效滲透率、波及體積等參數，評價了儲層微觀結構，指導研究了高滲透條帶（裂縫帶）的油水運動規律。

表2 雁木西部分井組示蹤劑設計用量及優化用量表

（2）按照示蹤劑推進速度開展注水流場強度的研究，并根據注水矢量強度場的分布開展平面的矢量注水調控，有效指導油田精細注水。

（3）對于雁木西厚層油藏，示蹤劑可有效監測層間竄漏情況，為合理計算有效注水量提供依據。

3 結論

針對平剖面矛盾均突出的雁木西油田，示蹤劑監測技術在指導油田開發調整中起到關鍵作用，由于儲層的平面非均質性以及人工裂縫的發育，在引入裂縫修正系數后可合理優化計算示蹤劑的用量，對監測的準確性具有重要意義。