利用數值模擬進行油藏剩余油描述及開發方案預測

張 悅

(成都理工大學 能源學院，四川 成都 610059)

剩余油分布研究在很早就已經開始了，相關的研究成果在20世紀中后期就陸續發表于各類文獻和報道。美國在1975年建立了剩余油飽和度委員會。70年代末，前蘇聯在杜瑪茲油田專門打了24口評價井來研究水淹后期剩余油的分布情況。M.M.Chang于1988年從宏觀上將剩余油飽和度度量分為單井、井間和物質平衡法3種。斯倫貝謝公司和殼牌公司最近推出的測井數據處理軟件、地層評價軟件和地層測試數據處理軟件，為剩余油預測提供了新的思路和技術。

從20世紀后期開始，對剩余油分布和提高采收率問題的研究已經引起世界各國石油生產者和研究人員的廣泛關注。我國關于剩余油的研究開始于“六五”時期，利用地震技術法、沉積相分析法、測井法、高分辨率層序地層學和數值模擬等方法相繼對油藏、油田、區塊、單井等不同地質區的剩余油空間位置、形態、數量等方面進行了研究。

本文中的數值模擬方法則是可以通過綜合區塊生產數據、相滲數據、儲層及流體參數等，利用Eclipse軟件模擬區塊的歷史生產，能更加直觀的看到剩余油分布，并能通過流線模型獲得流體在儲層中的滲流情況。

1 基礎信息介紹

目標區的三維油藏數值模型采用Eclipse軟件中的黑油模型模擬器來描述，油藏的網格類型為“角點網格”，模擬流體相考慮油、水兩相，模型的網格步長采用10×10 m。縱向根據實際儲層劃分將油藏分為4個單層，各層網格厚度不一，模型中采用的高壓流體物性資料見表1、圖1。

表1 目標區高壓流體物性資料

圖1 目標區塊相滲參數曲線

2 生產歷史擬合

歷史擬合的目的是根據已有的生產歷史數據對儲層地質模型部分參數進行調整，使模擬得到的數據曲線變化趨勢與實際的一致。采用動態數據對模型進行調整修正，使之更接近實際情況，從而建立用于描述地下流體分布及流向及預測未來生產情況的可靠模型。

根據目標區特點，工作制度已定且采油井產液量明確，主要擬合指標為全區和單井的產油量、產水量率、見水時間等，擬合時間段為2012年5月至2014年12月。

目前歷史擬合的方法主要是通過試湊法，根據曲線差異來判斷調整有關參數。其中要求參數調整科學合理。首先是全區歷史擬合，擬合參數如表2所示。

表2 目標區歷史擬合參數匯總表

圖2 全區日產油擬合結果圖

圖3 全區累產油量擬合結果圖

從上述的擬合結果(圖2、3)可以看出，目標區日產量和累產量的擬合曲線重疊度較高，有較好的擬合效果。

單井擬合上，主要是擬合產水量和產油量，在全區擬合的基礎上，通過調整針對單井的參數來實現單井的歷史擬合，此處選取一口井展示。

圖4 X1井日產油擬合結果圖

圖5 X1井日產水擬合結果圖

通過擬合曲線(圖4、5)看出：全區和單井總體擬合均較好，可以用于描述剩余油分布。基于油藏描述數值模型的模擬結果與生產動態是匹配的，因此該油藏數值模型是可靠的。

3 剩余油分布

通過對比目前與原始的含油飽和度(圖6、圖7)可以看出：油藏左側區域水線推進速度較快，而右側區域相對較慢，剩余油主要分布在油藏構造高部位、右側區域和邊部區域。

截止2014年12月，區塊縱向單層動用儲量及其采出程度見表3。縱向上采出情況差異較大，一些采出情況偏低的層位主要是由于儲層差異及邊水能量推進不均勻。由表3知底層開發效果最好，地層開發效果最差，主要原因可能是：油藏構造傾斜，并受到重力作用；邊水能量推進存在縱向差異；井網控制不完善，即水平井的目的層為2～4層。

圖6 研究區原始含油飽和度

圖7 研究區目前含油飽和度

表3 研究區各層儲量開發及剩余油統計

4 單井采液量分析及采收率預測

圖8 研究區剩余油流線圖

從圖8可以清楚地發現，研究區可以大致分為東、西兩個部分，西部區域中的X1井和X2井水線推進嚴重，含水率上升較快，故在后期開采中應降低產量；而X-2H井控制區域較大，且離水線較遠，目前含水率也較低，所以應該增加一定采液量。東部區域動用情況較差，水線推進情況相對較慢，但處于前排的X3和X4井的含水率也比較高，資料顯示X3井含水率自2014年7月在一個月內從15%上升到70%，且居高不下，所以應該降低產量；而X4井是從投產就見水，含水率一直在40%上下波動，后期可以適當降低產量。處于后排的水平井X-1H井距離水線較遠，含水率周期性起伏，基本是處于20%以下，所以可以適當增加產液量。

根據以上分析，現調整出如表4的4種方案。

表4 研究區各井配產表(m3)

調整后各方案在數模中進行運算，預測出5套方案未來10年的開發情況，再進行開發參數對比(表5)，可以看出：采液速度不變的情況下，隨著采液量不斷集中到X-1H和X-2H兩口水平井，采出程度不斷提高，但從方案3到方案4，采出程度提高了0.22個百分點，但含水率卻提高了1.23個百分點，效率已經降低，所以不能無限制調節，于是后期可選擇方案3作為開發方案。

表5 研究區各方案預測對比表

5 結論

通過綜合研究區的生產數據、相滲數據、儲層及流體參數等資料，利用Eclipse軟件進行數值模擬，歷史擬合后明確了區塊的剩余油分布，并分析了其中的原因。再通過流線模型，觀察到了區塊東西兩部分區域的水線推進及流體流動情況，結合含水率資料分析了每口生產井后期的采液量調整，并通過數值模型優選出最優方案，為進一步提高采收率提供依據。