復雜斷塊油藏井間連通性研究及下步調整

胡泊 張軼棟 王書劍 石夢陽 韓進強

摘要：復雜斷塊油藏注水開發后由于地層非均質性和長期注水的影響，平面、縱向注水矛盾逐步加劇，內部形成多條優勢滲流通道，存在油井含水上升速度快、含水率高、油田產量急劇下降等問題。為解決此類問題，提高油田開發效果，弄清油水井間的連通關系是關鍵。本文以實際油田為例，采用含水特征曲線法、聚類分析法、動態研究方法以及數值模擬法定性分析了油水井間的連通性，明確了區塊優勢通道存在的具體位置，最終確定出8條優勢滲流通道。根據研究結果，制定相應合理對策并通過數值模擬預測效果，發現油井含水得到抑制，產量迅速提升，實現了油藏的高效開發且證實了研究方法的可靠性。

關鍵詞：優勢滲流通道;聚類分析;數值模擬

1 區塊概況

R油田為一受斷層控制的背斜層狀邊水構造油藏，儲層物性好，縱向分為6個小層，屬于中孔中高滲儲層。2011年投產以來，產量平穩，但地層能量快速降低;2015年區塊采用面積籠統注水開發，地層壓力得到補充，但油井快速見水，見水后含水上升速度快，導致多口油井關井;2019年6月該區塊2口注水井轉為分層注水開發，取得一定效果，但很快油井再次含水突升。區塊共12口油井其中2口井長期關停，3口井高含水關停，目前僅開井7口，含水率高于50%的井有5口，綜合含水62.5%。含水率高，含水上升速度快是目前該區塊面臨的最大問題，因此有必要對該區塊進行井間連通性分析，理清儲層內存在的優勢通道，為后續穩油控水治理提供依據。

2 井間連通性判別

2.1 含水特征曲線法判別井間優勢通道

對于正常驅替的油藏，lgWOR～lgt曲線的斜率是負數或變化不大的正數;對于存在高滲通道的油藏，lgWOR～lgt曲線的斜率是一個上升非常快的正數。

水油比（WOR）是表示油田產水程度的指標，定義為油井的產水量與產油量的比值。

其中Wp：月產水量，m3，Qo：月產油量，m3。

含水特征曲線凹凸程度能有效判別油水井之間的連通性，曲線凹型表明連通性好，曲線線性表明連通性一般，曲線凸型表明連通性差。R區塊油井含水特征曲線。分析來看，R4-11井凹曲程度明顯，R4-9、R4-10和R4-16井凹曲程度次之，表明該區塊內部存在優勢通道4條。

2.2 聚類分析算法判別井間優勢通道

聚類分析根據樣品的多個觀測指標，按照一定的數學公式計算樣品或參數的相似程度，把相似的樣品或指標歸為一類，把不相似的歸為另一類。一般包括數據選擇、數據標準化處理、確定類的個數和選擇聚類模型四個部分。

靜態參數是影響儲層高滲透性的先天因素，至關重要，本次研究選擇滲透率、孔隙度和油層厚度作為靜態輸入參數。同時根據現場數據庫實際數據情況選取井底壓力、含水率和油井出砂量作為動態參數。將區塊十口油井對應的參數組成一個10×6的輸入矩陣并進行數據歸一化處理。

其中：A為輸入矩陣;n：區塊10口油井;m：油井6類參數。

設置類別為2（0和1），進行聚類計算。其中1代表油水井連通性好，0代表油水井連通性差。分類結果表明R4-9、R4-11、R4-16和R4-17四口井與水井連通性好。

2.3 動態分析法判別井間優勢通道

油藏是一個動力學平衡系統，水井注水量的變化引起油井含水波動是油水井層內連通的特征反應，油井含水的波動幅度與油水井連通程度相關。基于這種思想，可定性判斷油水井間連通性。

該區塊油井12口，注水井4口，平面上分為3個井組，分別為R4-6井組，R4-13井組和R4-18井組。R4-13井組2015年開始注水，注水量長期穩定在20m3/d，2019年6月注水量從20m3/d提高到40m3/d，隨后R4-11和R4-16井含水率有明顯升高趨勢，與注水井注水量呈強相關性，表明R4-13井組中R4-13注水井和R4-11、R4-16油井之間具有較好的連通性;R4-6井組2016年開始注水，注水量穩定，2019年6月份注水量從40m3/d提高到110m3/d，隨后油井R4-9含水率有明顯上升趨勢，表明R4-6井組中R4-6注水井和R4-9油井之間具有較好的連通性;R4-18井組中，注水井注水量與油井含水率沒有對應趨勢。最終得到3條優勢通道。

2.4 數值模擬方法判別井間連通性

上述三種方法均能有效判別井間連通性，但是由于該區塊缺少剖面產液和吸水資料，難以判別優勢通道存在的具體層位，給油藏后期控水帶來不便，因此采用數值模擬技術判別井間連通性，研究具體吸水層位。

建立R區塊模型，進行歷史擬合，控制全區擬合誤差3%以內，單井誤差5%以內。通過小層剩余油含油飽和度圖來判別井間連通性。

3 治理對策及效果預測

在明確油水連通性的基礎上，提出下步具體調整實施建議：降低位于高滲通道上油井的產液量，尤其R4-9井（含水68%）、R4-11井（含水76.71%）和R4-16井（含水68.5%），將其產液量下調30%;R4-6注水井盡快實施分層注水，分注后減小上層注水量，增加下層注水量，改善井組吸水剖面不均;降低R4-13井下層注水量，減少無效注水，減緩油井含水上升速度。

數值模擬預測結果表明：調整后區塊整體產油量上升，含水大幅度下降，單井含水均有所降低，區塊注水不均得到一定程度的改善。目前區塊也在陸續實施調整建議，實際動態曲線也有明顯的向好趨勢，印證了研究方法的可靠性

4 總結及認識

R區塊邊水能量強，前期注水強度高，區塊注水以來油井含水快速上升，高含水導致多口井已關井，嚴重影響區塊開發效益。研究表明區塊高含水是由于地層內部的多條優勢滲流通道所導致，因此明確優勢滲流通道存在的具體位置是解決R區塊問題的關鍵。

本次研究用到4種方法，其中含水特征曲線法和聚類分析法能有效判別油水井間存在的優勢滲流通道，但在缺少示蹤劑的情況下難以確定具體來水方向;動態法能有效判別油井來水方向，但在缺少剖面吸水、產液資料的情況下難以有效判別優勢滲流通道具體存在的層位;油藏數值模擬方法可直觀具體的判別出優勢滲流通道，但需要基于上述研究結論完成歷史擬合。綜合四種方法，最終明確了該區塊內部優勢滲流通道存在的具體層位和注入水水流方向，根據結論制定了穩油控水調整策略，取得了較好效果，表明了方法的可靠性和實用性。