超低滲透油藏優勢流場識別及應用

陳 晨，胥中義，王文剛，于煥朝，李 宇，馬宏強，蔣 鈞

（中國石油長慶油田分公司第九采油廠，寧夏銀川 750006）

超低滲透油藏進入中含水開發階段后，具有含水率上升快、剩余油分散的特點[1]。儲層非均質性導致注入水容易沿高滲帶、天然裂縫竄入生產井，導致水驅效果差，水驅動用程度低，剩余油富集。所以，識別油水井間滲流場分布，針對性的制定改變滲流場的調整措施，對超低滲透油藏持續穩產非常重要。

目前，識別超低滲透油藏滲流場途徑主要有：示蹤劑法、試井法、測井解釋法、油水井動態分析法。由于以上識別方法無法實現可視化滲流場，加大了油藏治理難度。本文采取超低滲流線數值模擬方法，得到吳起油田W410 區Q87-96 等6 個井組流場分布、注水井分配系數，由此明確油藏油水井之間的流場平面分布情況，科學制定油藏下步調整對策。

1 流線數值模擬原理及優勢滲流場識別方法

1.1 流線數值模擬原理

依據地層中某個質點某個瞬間速度切線構成的曲線，即為流線，根據這一原理，將求解飽和度場的三維網格簡化成沿著流線的飽和度一維求解[2]，有效降低了運算量及運算時間。通過將流體特征初始化，計算壓力場和速度場，再通過時間推演追蹤流線，以此來求解油藏飽和度場[3]（見圖1）。

圖1 有限差分路徑與流線路徑區別對比

1.2 利用流線模擬方法評價水驅效果

1.2.1 利用流線分布確定優勢流場分布 流線數值模擬技術利用流線的疏密程度顯示流量大小，假如注水井向某個方向流量分配的多，那么該方向流線就較密集。注水井注水量越大，沿著注水井發出流線條數越多，也是流場的優勢方向。所以通過油水井間流線的條數以及疏密程度可定性判斷油水井間滲流場分布情況[4]。

1.2.2 利用注水井分配系數確定優勢流場分布 注水井分配系數I分配系數是描述油水井以及邊界之間相互連通關系的重要參數指標。注水井的分配系數是將注入水量分配到周邊對應油井的注水量的比例系數：

式中：QIP-注水井流向生產井的水量，m3/d；QI-注水井注入量，m3/d；NSLIP-連通注水井與生產井的流線條數；NSLI-連接注水井的所有流線數。

利用流線數值模擬的結果報告，可以生成各注水井注水量對油井的分配水量，如果注水井與某采油井的分配系數占比較大，表示該注水井流入該采油井的流體較多，連通性好，從而判斷優勢流場的方向，采取措施調整流場方向。

2 應用實例

2.1 區塊概況

吳起油田W410 區Q87-96 井組目前有采油井31口，井口日產油32 t、綜合含水43.9 %，平均單井日產油1.0 t，平均動液面1 489 m；注水井6 口，日注水量120 m3，注采比4.2，存在注水優勢通道，主要是由于儲層裂縫發育，水驅方向復雜，油井見水方向呈現多方向性，層間存在串流，受儲層非均質性，目前均勻吸水比例僅為46.2 %，主要表現為底部吸水和尖峰狀吸水，導致對應油井含水上升。例如Q90-95、Q84-95 生產動態曲線（見圖2、圖3）。

圖2 Q90-95 井生產動態曲線

圖3 Q84-95 井生產動態曲線

2.2 建立油藏模型

在模擬前對Q87-96 井組進行了精細儲層表征，描述出了0.5 m 級夾層。應用多點地質統計建立該區精細三維模型，網格步長采用10 m×10 m×0.5 m 的精細網格（見圖4、圖5）。

2.3 流線模擬與分析

利用數值模擬軟件，對Q87-96 井組模型進行生產歷史擬合，主要擬合日產油、日產水、含水率、壓力等指標。流線模擬方法較傳統黑油模擬方法，具有擬合速度快，效率高的特點。模擬結果顯示的目前Q87-96 井組模型流線分布情況（見圖6、圖7）。

圖4 Q87-96 井組精細地質模型

圖5 Q87-96 井組精細地質模型柵狀圖

圖6 流線起始端（注水井為單元）分布圖

圖7 流線接收端（采油井為單元）分布圖

分別以試驗區6 口注水井為例，計算分配系數，繪制分配系數圖（見圖8）。例如：水井Q89-96 目前注水量為30 m3/d，生產井Q90-95 分配系數為52 %，則受效15.6 m3，存在水驅優勢方向。

圖8 注水井分配系數餅狀圖

單井流線分布圖能夠表征某一時刻下油水井間的動態連通關系，以及注采井之間貢獻值的相對比例。注采井間連接流線數相對越多，在分配系數餅狀圖上占據的面積越大。對于注水井Q87-96，共有8 口生產井與之井連通。從餅狀圖上可以看出，注水井Q85-96、Q85-98、Q89-98、Q87-98 對應油井注水受效均勻，Q89-96、Q87-96 存在明顯注水優勢井組。

2.4 模擬結果應用

通過區塊流場、注采關系量化、注水分配系數表，可以判斷井間優勢通道，在精細地質研究成果和動靜分析的基礎上，結合流線法數值模擬成果進行調剖。優化調整原則：對分配因子較高的井Q89-96、Q87-96 優先實施調剖。并通過周期注水利用超低滲透油藏毛管壓力作用改變滲流場，2018 年對Q89-96、Q87-96 實施化學調剖作業，對應油井含水明顯下降，單井日增油0.11 t，累計增油86 t，措施效果明顯。

結合理論計算和油藏數值模擬，針對不同單元特征，對注水方式、注水周期、周期注水量等主要參數進行優選。開展了井間排狀輪換注水井日注由35 m3下降到25 m3，注采比由12.3 下降到10.1，井組整體月度遞減由0.9 %下降到0.7 %，見水井含水由41.8 %下降到36.4 %，效果初顯。2019 年以來油藏整體水驅狀況開始向好，含水上升趨勢得到控制，對比2018 年12月，存水率由0.94 上升到0.95，水驅指數由7.36 下降到7.32，含水與采出程度關系曲線右偏，向好發展。

3 結論

（1）以流線分布確定優勢流場分布、注水井分配系數作為評價因素，識別優勢流場分布。

（2）繪制吳起油田W410 區塊Q87-96 等6 個井組流線分布圖、注水井分配系數圖，評價各井組之間的水驅效果。

（3）通過對存在優勢流場部分注水井，平面水驅治理、周期注水改變滲流場，2018 年對Q89-96、Q87-96實施調剖作業，對應油井單井日增油0.11 t，累計增油86 t。開展了井間排狀輪換注水井日注由35 m3下降到25 m3，注采比由12.3 下降到10.1，井組整體月度遞減由0.9%下降到0.7%，見水井含水由41.8%下降到36.4%，取得了較好的穩油控水效果。