優勢滲流通道對動態特征及剩余油影響研究

劉 斌，瞿朝朝，岳寶林，楊志成，張 偉

（中海石油（中國）有限公司天津分公司，天津 300459）

渤海X 油田平面、縱向矛盾不斷加劇，注入水低效、無效循環現象愈發嚴重。造成此現象的根本原因在于目前該油田已發育較明顯的優勢滲流通道[1-4]，其進一步加劇儲層非均質性及水竄，導致油井含水上升快，過早進入高含水期；同時加劇層內、層間矛盾，使儲層縱向產出不均衡，層間壓力差異大，干擾嚴重；平面矛盾突出，注入水突進不均衡，從而使注入水利用率低和波及系數降低，嚴重影響油田的開發效果。本文利用數值模擬方法分析優勢滲流通道的形成對動態開發特征及剩余油分布規律的影響，旨在形成適用于油田的優化注水策略，改善油田開發效果，為同類型油田提供技術支持。

1 優勢滲流通道對動態開發特征的影響

優勢滲流通道形成后，注水井的注入動態、生產井的生產動態均會發生明顯變化，通過數模分析、理論分析和實例分析總結優勢滲流通道形成后的動態開發特征[5-7]，直觀反映優勢滲流通道形成對油田生產開發的影響。分別建立均質油藏和有優勢滲流通道的模型，首先利用均質模型進行水驅模擬，直至模擬結束；然后利用均質模型進行水驅模擬，當驅替到一定含水率時，重啟動利用優勢滲流通道模型繼續模擬；最后對比兩模型的水驅結果，進而得到優勢滲流通道形成后的動態開發特征規律。

1.1 注水井特征

對于注水井，形成優勢滲流通道后主要表現為注入壓力下降、注水量上升及吸水剖面異常等。

1.1.1 注入壓力下降 由數值模擬結果看出，形成優勢滲流通道后注水井井底流壓降低，這是因為Q 和Pi一定時，優勢滲流通道形成后，滲透率K 增大，滲流阻力R 減小，因此Pwi減小。

式中：Q－注水量，m3/d；Pwi－注水井井底流壓，MPa；Pi－地層平均壓力，MPa；K－滲透率，10-3μm2；A－滲流的橫截面積；R－滲流阻力；ΔP－注水壓差，MPa。

儲層的孔滲特征明顯變大，儲層的滲流阻力下降，注入流體更容易注入地層，導致注入壓力下降。

1.1.2 注水量上升 數值模擬結果看出，優勢滲流通道形成后注水井日注量增加，這是因為Pwi和Pi一定時，優勢滲流通道形成后，滲透率K 增大，滲流阻力R減小，因此Q 增大，見式（1）。

綜上述，優勢滲流通道形成后，儲層的孔滲特征明顯變大，儲層的滲流阻力下降，注入流體更容易注入地層，導致注入量上升。

1.1.3 吸水剖面異常 優勢滲流通道形成后，儲層的孔滲特征明顯變大，儲層的滲流阻力下降，注入流體更容易注入地層，導致地層吸水量增大，而未發育優勢滲流通道的地層吸水量降低，使得吸水剖面更不均勻。

1.2 采油井特征

對于采油井，優勢滲流通道發育后主要表現為井底壓力升高、產液量產水量急劇上升、水淹嚴重和產液剖面異常等。

1.2.1 井底壓力升高 由數值模擬結果看出，優勢滲流通道形成后采油井井底流壓升高。綜上述，優勢滲流通道形成后，儲層的孔滲特征明顯變大，注水井的壓力更容易傳導到采油井，因此采油井的井底壓力升高，同理采油井井口壓力也會升高。

1.2.2 產液量產水量急劇上升 由數值模擬結果看出，優勢滲流通道形成后采油井井底流壓升高，滲透率增大，滲流阻力減小，因此產液量、產水量增大。

優勢滲流通道形成后，儲層的孔滲特征明顯變大，儲層的滲流阻力下降，注入流體更容易注入地層，大量注入水沿著優勢滲流通道突進無效循環，使得采油井產液量、產水量急劇上升。

1.2.3 水淹嚴重 優勢滲流通道形成后，儲層的孔滲特征明顯變大，儲層的滲流阻力下降，注入流體更容易注入地層，大量注入水沿著優勢滲流通道突進，使得水淹嚴重。

1.2.4 產液剖面異常 優勢滲流通道形成后，儲層的孔滲特征明顯變大，儲層的滲流阻力下降，注入流體更容易注入地層，大量注入水沿著優勢滲流通道突進無效循環，注入流體進入到優勢滲流通道發育以外的層位較少，使得產液剖面非常不均勻。

2 優勢滲流通道發育對剩余油的控制作用

2.1 不同韻律性下優勢滲流通道的形成對剩余油的控制作用

分別利用儲層時變數模和普通的數值模擬手段分別研究了不同韻律下優勢滲流通道發育對剩余油的控制作用。與不考慮儲層參數時變的普通數值模擬手段相比（見圖1），考慮儲層參數時變的模擬技術展示反韻律油藏優勢滲流通道發育對剩余油的控制作用，反韻律油藏頂部形成優勢滲流通道以后，更易導致注入水的無效循環，從而造成底部剩余油更加富集。這主要是因為滲透率級差較大的反韻律油藏頂部滲透率高，頂部容易形成優勢滲流通道，從而導致了注入水的無效循環，進而造成底部剩余油的富集。

與不考慮儲層參數時變相比（見圖2），正韻律油藏底部形成優勢滲流通道以后[8]，更易導致注入水的無效循環，從而造成頂部剩余油更加富集。

2.2 不同級差下優勢滲流通道的形成對剩余油的控制作用

滲透率級差較大時（見圖3），反韻律油藏頂部滲透率較大，水流沖刷作用強，滲透率變化較大，因此頂部容易發育優勢滲流通道或者優勢滲流通道發育較明顯，造成底部開發效果較差，因此底部層段剩余油富集。但是滲透率級差較小時，重力作用明顯，因此仍為頂部剩余油富集。

正韻律地層不管級差大小（見圖4），均為頂部層段剩余油富集。而且滲透率級差越大，正韻律油藏底部優勢滲流通道發育越明顯，因而頂部層段剩余油越富集。

2.3 不同采液強度下優勢滲流通道的形成對剩余油的控制作用

圖1 反韻律情況優勢滲流通道的形成對剩余油的控制作用

圖2 正韻律情況優勢滲流通道的形成對剩余油的控制作用

圖3 反韻律不同級差情況優勢滲流通道的形成對剩余油的控制作用

隨含水率的升高，注水井與采液強度較高的油井之間逐漸形成優勢滲流通道[9，10]，注入水沿優勢滲流通道無效循環，對優勢滲流通道之外原油的驅替作用不明顯，剩余油在采液強度比較小的油井周圍分布較多（見圖5）。

3 礦場應用

圖4 正韻律不同級差情況優勢滲流通道的形成對剩余油的控制作用

圖5 不同采液強度下優勢滲流通道的形成對剩余油的控制作用

圖6 注水井與對應油井生產曲線

渤海某油田Y3 井2018 年10 月測試吸水剖面，結果顯示吸水嚴重不均，非主力薄層吸水效果強于主力層，綜合分析認為形成優勢滲流通道。該井2019 年3 月實施調剖，對應油井效果顯著。Y1井措施前日產液751 m3，日產油30 m3，含水96 %，措施后日產液730 m3，日產油66 m3，含水91 %，日增油達到36 m3。整個Y1 井組日增油70 m3，增油量達到2.23×104m3（見圖6）。

4 結論

（1）形成優勢滲流通道后注入端主要表現為注入壓力下降、注水量上升、吸水剖面嚴重不均；采出端主要表現為井底壓力升高、產液量產水量急劇上升、水淹嚴重、產液剖面異常。

（2）反韻律油藏頂部形成優勢滲流通道以后，更易導致注入水的無效循環，從而造成底部剩余油更加富集；正韻律油藏底部形成優勢滲流通道以后，更易導致注入水的無效循環，從而造成頂部剩余油更加富集。

（3）滲透率級差較大時，反韻律油藏頂部滲透率較大，易形成優勢滲流通道，造成底部剩余油富集；滲透率級差較小時，重力作用明顯，仍為頂部剩余油富集。正韻律儲層不論級差大小，均為頂部層段剩余油富集。

（4）注水井與采液強度較高的油井之間逐漸形成優勢滲流通道，注入水沿優勢滲流通道無效循環，剩余油在采液強度小的油井富集。