基于含水上升模式的海上油田水平井穩(wěn)產(chǎn)調(diào)控策略

王公昌

（中海石油（中國(guó)）有限公司天津分公司，天津 300452）

與定向井相比，水平井具有泄油面積大、單井產(chǎn)能高的明顯優(yōu)勢(shì)，在渤海油田各類油藏的開發(fā)中得到了廣泛應(yīng)用［1-3］。尤其是伴隨渤海油田步入高含水階段，水平井精準(zhǔn)挖潛的優(yōu)勢(shì)進(jìn)一步凸顯，水平井在渤海油田開發(fā)調(diào)整中已占據(jù)重要地位［4-5］，因此，準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)海上油田水平井含水上升規(guī)律，為后期控制含水速度制定切實(shí)可行的措施提供數(shù)據(jù)支持［6-8］，是十分必要的。

1 渤海S油田地質(zhì)油藏開發(fā)特征

渤海S油田是渤海具有代表性的大型整裝三角洲相稠油油田。油藏類型屬于構(gòu)造層狀油氣藏，主力含油層位為東營(yíng)組，儲(chǔ)層物性好，平均孔隙度31%，平均滲透率3 000×10-3μm2，具有特高孔特高滲儲(chǔ)集物性特征，原油密度大（平均值0.97 g/cm3），黏度高（地下原油黏度平均150 mPa·s），膠質(zhì)瀝青質(zhì)含量高，屬重質(zhì)稠油。

渤海S油田天然能量較弱，實(shí)施注水開發(fā)，井網(wǎng)形式為水平井、定向井相結(jié)合的組合井網(wǎng)模式。至2020 年，該油田綜合含水率85%，采出程度30%，處于“雙高”開發(fā)階段，主要依靠水平井挖潛剩余油，水平井年均貢獻(xiàn)產(chǎn)量約100×104t。隨著水平井開發(fā)井?dāng)?shù)的增加，急需對(duì)油田水平井的含水上升規(guī)律進(jìn)行總結(jié)，為后續(xù)調(diào)整井位研究和開展水平井生產(chǎn)制度優(yōu)化提供支撐。

2 渤海S油田水平井含水上升模式分型

進(jìn)入高含水階段，渤海油田已實(shí)施了近100 口水平井，研究選擇其中生產(chǎn)時(shí)間較長(zhǎng)、井況穩(wěn)定的水平井開展研究。基于油田已投產(chǎn)的56 口水平井實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)資料，研究了水平井的含水上升規(guī)律。對(duì)油田56 口水平井分別建立含水率與無因次累產(chǎn)油變化曲線，通過曲線形態(tài)歸納出3 種含水上升類型:凹型、凸型和直線型。

2.1 凹型含水上升模式

統(tǒng)計(jì)油田有凹型含水上升模式井17 口，占30%。凹型含水上升模式的特點(diǎn)是在低含水期與高含水期含水上升較緩，中含水期含水上升較快（見圖1）。生產(chǎn)上主要表現(xiàn)為中低含水期含水上升緩慢，主要采油期為中低含水期，中低含水階段累產(chǎn)油量占油井總產(chǎn)量的65%左右，高含水階段占油井總產(chǎn)量的32%，水平段整體動(dòng)用較均衡。

2.2 凸型含水上升模式

統(tǒng)計(jì)油田有凸型含水上升模式井14 口，占25%。凸型含水上升模式的特點(diǎn)是基本不存在無水產(chǎn)油期，中低含水期較短，投產(chǎn)后含水上升較快（見圖2）。生產(chǎn)上主要表現(xiàn)為沒有無水期和低含水期短，中含水期含水上升較快，主要采油期為高含水期或特高含水期，占油井總產(chǎn)量的70%左右，水平段整體動(dòng)用不均衡。

圖2 凸型含水上升模式

2.3 直線型含水上升模式

統(tǒng)計(jì)油田有直線型含水上升模式井25 口，占45%。直線型含水上升模式的特點(diǎn)是生產(chǎn)過程中無中低含水期，投產(chǎn)后含水迅速上升到高含水（見圖3）。生產(chǎn)上主要表現(xiàn)為沒有無水期和中低含水期，投產(chǎn)即高含水，主要采油期為高含水期或特高含水期，占油井總產(chǎn)量的90%左右，水平段大段位于強(qiáng)水淹區(qū)域。

圖3 直線型含水上升模式

3 水平井初期含水主控因素分析

基于這三種含水上升模式，分析油田影響水平井初期含水的主控因素［4］，從地質(zhì)因素和開發(fā)因素入手分析。開發(fā)因素包括井區(qū)采出程度、周邊定向井產(chǎn)液強(qiáng)度和周邊定向井含水；地質(zhì)因素包括滲透率、油層有效厚度和原油黏度。

依據(jù)灰色關(guān)聯(lián)分析的基本原理［9］，首先對(duì)56 口井的6 個(gè)影響因素進(jìn)行無量綱化，然后利用灰色關(guān)聯(lián)相關(guān)公式進(jìn)行各因素關(guān)聯(lián)系數(shù)計(jì)算（見表1），最后得出各因素的關(guān)聯(lián)度排序（見表2）。

表1 水平井關(guān)聯(lián)系數(shù)計(jì)算統(tǒng)計(jì)

表2 水平井初期含水主控因素關(guān)聯(lián)度排序

因此，影響目標(biāo)油田水平井初期含水的三大主控因素為井區(qū)采出程度、油層厚度和周邊定向井含水。按含水上升模式對(duì)三個(gè)主控因素分別形成關(guān)系曲線（見圖4），最后利用這三個(gè)主控因素對(duì)渤海S油田的水平井按照含水上升模式形成判別圖版（見圖5）。

圖4 水平井初期含水與井區(qū)采出程度、周邊定向井含水和油層厚度關(guān)系

圖5 水平井含水上升模式劃分圖版

基于水平井含水上升模式的圖版，可針對(duì)性地開展油田后續(xù)調(diào)整井位部署和水平井生產(chǎn)制度的優(yōu)化，預(yù)判潛力井區(qū)水平井含水狀況和水平井穩(wěn)產(chǎn)策略。

4 不同含水上升類型的水平井對(duì)應(yīng)的穩(wěn)產(chǎn)策略

渤海S 油田實(shí)踐表明，相同生產(chǎn)時(shí)間內(nèi)水平井的累產(chǎn)油量遠(yuǎn)高于定向井，有必要采取合適的水平井穩(wěn)產(chǎn)策略來提高水平井的產(chǎn)量貢獻(xiàn)，最大程度發(fā)揮水平井效果。為此，對(duì)渤海S 油田的水平井按含水上升類型和含水上升階段進(jìn)行了全生命周期產(chǎn)油量貢獻(xiàn)的統(tǒng)計(jì)（見表3），以此作為調(diào)控的基礎(chǔ)。統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，對(duì)于含水上升呈凹型的水平井，產(chǎn)油量在低含水、中含水和高含水各階段的占比較均衡，需盡量維持低含水階段的時(shí)間，以最大程度發(fā)揮挖潛作用，對(duì)于含水上升呈凸型與直線型的水平井，其產(chǎn)油量主要在中高含水階段采出。

表3 渤海S油田水平井生命周期內(nèi)不同含水上升模式下各含水階段累產(chǎn)油

因此，對(duì)于三種含水上升模式的水平井產(chǎn)量調(diào)控需分類型、分含水階段進(jìn)行。

凹型:在中低含水階段控制水平井投產(chǎn)初期的產(chǎn)液強(qiáng)度，控制中低含水階段的含水上升速度，延長(zhǎng)中低含水期的生產(chǎn)時(shí)間，增加水平井該階段在全生命周期累產(chǎn)油量占比，盡量擴(kuò)大波及范圍；在高含水階段水平段已呈現(xiàn)大段水淹狀態(tài)，需放大生產(chǎn)壓差，以液穩(wěn)油，減緩產(chǎn)量遞減。

凸型:該含水上升模式下的水平井一般存在水平段單點(diǎn)相對(duì)快速見水的情況，投產(chǎn)初期需優(yōu)化控水工藝，均衡水平段的動(dòng)用，盡量延長(zhǎng)低、中含水階段的生產(chǎn)時(shí)間，擴(kuò)大波及范圍；進(jìn)入高含水階段后，采取適當(dāng)放大生產(chǎn)壓差，通過穩(wěn)步提液持續(xù)增加已波及區(qū)域的驅(qū)油效率，減緩產(chǎn)量遞減。

直線型:水平井位于高采出程度區(qū)域，需加強(qiáng)周邊注水井注水，利用水平井較強(qiáng)的生產(chǎn)能力，適當(dāng)提液，以液穩(wěn)油，最大程度發(fā)揮水平井的生產(chǎn)能力，提高驅(qū)油效率，減緩產(chǎn)量遞減。

5 礦場(chǎng)應(yīng)用

（1）E1H 井2017 年7 月投產(chǎn)，判斷其含水上升模式為凹型，投產(chǎn)后控制初期日產(chǎn)液量在70 m3/d，減緩初期含水上升速度，后采用提液方式減緩遞減，至2020年12月，該井累產(chǎn)油4.1×104m3（見圖6）。

圖6 E1H井生產(chǎn)曲線

（2）G1H 井于2019 年6 月投產(chǎn)，判斷其含水上升模式為直線型，投產(chǎn)后以液量400 m3/d生產(chǎn)，待生產(chǎn)平穩(wěn)后提液至500 m3/d，日增油15 m3/d。

通過此調(diào)整策略，使得該井在高含水期維持了較高的產(chǎn)能，直至2020 年12 月，該井累計(jì)產(chǎn)油2.6×104m3（見圖7）。

圖7 G1H井生產(chǎn)曲線

6 結(jié)論

基于渤海S 油田56 口水平井的實(shí)際數(shù)據(jù)，建立了該油田含水上升模式劃分圖版，實(shí)際效果表明對(duì)油田適應(yīng)性較好。根據(jù)含水上升規(guī)律劃分圖版，可提前預(yù)判油藏控水穩(wěn)油方向，及時(shí)采取針對(duì)性的穩(wěn)產(chǎn)措施，提高水平井產(chǎn)能。通過實(shí)際水平井的調(diào)控應(yīng)用，表明該方法方便易用、準(zhǔn)確度高，適宜在礦場(chǎng)推廣。