特高含水油田强化采液效果评价新方法研究与应用

张海燕,崔红红,周海峰

(1.中国石化胜利油田分公司地质科学研究院,山东东营257015; 2,中国石化胜利油田分公司胜利采油厂;3.中国石化胜利油田分公司河口采油厂)

特高含水油田强化采液效果评价新方法研究与应用

张海燕1,崔红红2,周海峰3

(1.中国石化胜利油田分公司地质科学研究院,山东东营257015; 2,中国石化胜利油田分公司胜利采油厂;3.中国石化胜利油田分公司河口采油厂)

历经四十多年注水开发,胜利油田已整体处于特高含水开发阶段。随着开发的不断深入,越来越多的油田综合含水将不断上升。为了确保油田持续稳定发展,结合理论分析和矿场实践提出以放大生产压差强化采液为核心的产液结构调整思路,建立了有效提液的双重检验标准,即分别从增油量和可采储量的角度论证强化采液的可行性和有效性。

高含水油田;采液指数;生产压差;强化采液;可采储量

胜利油田历经四十多年注水开发,已进入特高含水开发阶段。截至2008年底胜利油田综合含水高达90.3%,可采储量采出程度80.1%,剩余可采储量采油速度10.6%,开发调整难度大。但不同类型油藏的密闭取心井、饱和度监测、测井多功能解释成果、动态分析等资料均表明,尽管含油饱和度较原始状态低很多,但剩余油饱和度仍普遍高于残余油饱和度,且局部还存在剩余油富集区。强化采液是高含水期主导技术措施,本文对其增油增储效果评价的方法进行了深入分析[1]。

1 强化采液可行性分析

水驱油藏无因次采液指数随含水率的变化规律是油藏动态变化的重要规律,应用实际数据、岩心实验数据等方法均可求得[2]。应用岩心实验测得的油、水相对渗透率随含水饱和度数据,求取了胜利高含水油田无因次采液指数随含水变化关系曲线。当含水为90%时,无因次采液指数为3.0,当含水为95%时,无因次采液指数为4.2,当含水为98%时,无因次采液指数为6.7。随着含水上升,无因次采液指数呈现持续增长趋势。强化采液是该阶段水驱油藏保持稳产,提高最终采收率的有效开发方式。

此外,强化采液势必在地层能量满足的前提下开展,这就意味油井要提液,注水井就必须提高注入速度,增大增入倍数。而驱动速度增加,参与流动的毛细管增多,毛管数相应增大,储层孔隙中的油滴越易移动。并且注水压力梯度ΔP/L越大,油水界面张力σ越小,润湿角越接近90°,储层孔隙中的油滴越易流动[3]。由不同注入速度下注入倍数-驱油效率曲线(图1)看出,注入倍数达到500倍时,注入速率由0.5mL/min提高到4mL/min,驱油效率由70.6%上升到76.9%,提高了6.3%。由此可见,提高注入速度,增大毛管数,降低界面张力,这是提高驱油效率和降低剩余油饱和度的有效手段。

图1 不同注入速度下注入倍数-驱油效率曲线

2 强化采液效果评价新方法

在生产实践中,放大生产压差提液并非全部有效。由于储层及原油物性不同,部分井采液指数随油井含水的上升反而下降,导致放大生产压差后液量提不上去。由于储层的非均质性,一些井提液后,高压出水层大量产水,致使油井产量大幅递减。因此,客观评价强化采液的增产、增储效果,不但要看强化采液井本身增产油量的大小(第一标准);实施各项调整措施的最终目的都是为了提高油藏的采收率(即可采储量)。因此,将强化采液对油井控制可采储量的变化作为判断强化采液效果优劣的第二标准,形成了有效提液的双重检验标准。

2.1 强化采液增油量评价方法

本次研究的强化采液措施增油量的算法与常规的算法是不同的。常规的算法是措施后的单井日油能力与措施前的单井日油能力之差大于1为措施有效的判断条件,在措施有效期内(指的是措施当年的有效期)的增油量。本研究采用的算法是措施有效地判断条件不变,不同的是措施有效期的时间不同,本研究采用的是跨年的时间,也就是强化液措施在整个有效时间内的方法,这样更能反映出强化采液措施的实际效果,有利于相关的对比分析。

2.2 强化采液增加可采储量评价方法

可采储量标定未采用常规的水驱特征曲线法。因为油田开发中后期,部分油田或开发单元调整产液结构后,水驱特征曲线表现出"压头"或"上翘"现象,用水驱特征曲线计算的可采储量不能反映油藏的实际开发状况。因此,根据渗流力学原理,建立油田开发中后期油藏采油速率与采出程度之间的关系式(式1、2),计算出油藏采收率及可采储量[4-5]。应用该方法,分别标定了强化采液井前后控制的可采储量,以事实数据说明强化采液措施的有效性。

即,当油藏条件一定的情况下,Np与Q(t)呈线性关系。

式中:K——油层渗透率;h——油层厚度,m; μ0——原油粘度,mPa·s;ΔP——生产压差,MPa;Re——供油半径,m;rw——井径,m;B——原油体积系数,f;Q(t)——产油量,m3/d;V——油层体积, m3;φ——油层孔隙度,f;t——时间,d;a,b——油相相对渗透率曲线形态参数;c——积分常数;NP——累计产油量,m3;v——采油速率,f。

3 实例验证

结合开发实践,以2000-2007年ST油田同层换大泵、下电泵井为例,分析强化采液对油藏近期产量和长远采收率的影响。

3.1 强化采液对产量的影响

由强化采液措施增油效果统计可以看出(表1),ST油田2000-2007年同层提液井144口,其中无效井4口,措施有效率高达97.2%。措施有效期内平均单井增油4593×104t,合计累增油66.12× 104t,减缓了产量大幅递减。可以说,强化采液是短期内促使产量快速提升的有效手段。

3.2 强化采液对可采储量的影响

表1 ST油田2000-2007年同层强化采液井措施增油效果统计

表2 ST油田2000-2007年同层强化采液井措施增加可采储量效果统计

由ST油田2000-2007年同层强化采液井措施增加可采储量效果统计(表2)可知,137口提液井(占提液总井数的95.1%)提液后增加可采储量,且增加的幅度相当可观:平均单井增加可采储量0.62×104t,累计增加89.6×104t。

统计分析可知,措施有效井提液后共同体现出增油和含水上升的特点。所不同的是,含水上升幅度的不同,决定了产量递减类型的差异,主要包括三种情况:递减加大(68口,平均单井增加可采储量5539t),递减减缓(20口,平均单井增加可采储量5726t)、递减基本不变(56口,平均单井增加可采储量7239t)。递减减缓或不变主要是由于渗透率级差大的解放了低渗层;渗透率级差小层,增大生产压差,参与流动的毛管数增加。即使部分井产量递减加快,由于提液后产油量增大,仍然能够增加可采储量。

4 结论

放大生产压差强化采液,是减缓产量大幅递减的有效方式。

从长远来看,强化采液可以有效增加可采储量,改善油藏最终开发效果,其改善的程度取决于产量递减的大小,即含水上升的快慢。通过注采完善、加大非主力层动用等有效措施抑制含水快速上升,才能确保强化采液取得最佳效果。

强化采液效果评价新方法可以定量描述措施增油增储效果,并且将增油量或增加可采储量与措施极限产油量对比,可用于判断措施的经济有效性。即,措施失效后,增油量与极限增油量对比分析;措施仍有效的情况下,可以用预测的增加可采储量与极限增油量进行对比分析。

[1] 王志刚,俞启泰.不同类型井提液增产效果及有效途径[J].大庆石油地质与开发,1994,13(3):31-35

[2] 俞启泰,罗洪,陈素珍,等.三角洲相储层油藏无因次采液指数计算的典型通用公式[J].中国海上油气(地质),2000,14(4):270-273

[3] 吴济畅,王强.毛管数对濮城沙一下油藏渗流规律的影响研究[J].油气采收率技术,1993,6(3):50-56

[4] 苏映宏.油田开发中后期可采储量标定方法[J].石油勘探与开发,2005,32(6):94-96

[5] 齐梅,侯建锋,蒋漫旗,等.可采储量标定的合理确定性探讨[J].油气地质与采收率,2007,14(6):62-65

[6] 苏映宏,尚明忠,侯春华,等.胜利油区低效井对策研究[J].油气地质与采收率,2002,9(1):46-48

TE313.3

A

1673-8217(2010)02-0070-03

2009-12-04;改回日期:2010-01-15

张海燕,工程师,1977年生,1999年毕业于中国石油大学(华东)石油工程专业,2006年中国石油大学石油工程学院油气田开发专业硕士毕业,现从事油田开发综合研究工作。

编辑:彭刚