蒸汽吞吐后期剩余油分布规律研究

许 涛 （成都理工大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室，四川 成都610059）

李 星 （河南油田分公司勘探开发研究院，河南 南阳473132）

徐红梅 （长江大学地球科学学院，湖北 荆州434023）

蒸汽吞吐后期剩余油分布规律研究

许 涛 （成都理工大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室，四川 成都610059）

李 星 （河南油田分公司勘探开发研究院，河南 南阳473132）

徐红梅 （长江大学地球科学学院，湖北 荆州434023）

河南油田蒸汽吞吐油藏均为特、超稠油和普通稠油，储层胶结疏松，难以通过取心井定量分析剩余油饱和度，主要通过岩心观察定性描述水淹级别。稠油油藏注蒸汽后，储层岩电关系更为复杂，常规测井解释方法已不适用。为此，经过不断探索和深入研究，应用油藏工程方法、数值模拟方法和测井分析等多种方法，结合稠油数值模拟结果，能够快速地判断蒸汽吞吐后油层水淹程度，定量预测蒸汽吞吐泄油半径。

稠油；热采；蒸汽吞吐；剩余油分布

1985年以来，河南油田先后在泌阳凹陷西北斜坡带发现了井楼、古城、新庄和杨楼等4个稠油油田，主要含油层位为古近系核桃园组三段，主要为扇三角洲水下分流河道和前缘席状砂沉积，砂体多变，断层发育，构造复杂，具有浅、薄、稠、散的特点，资源品位低。根据河南油田稠油油藏地质特点和蒸汽吞吐开采状况，应用油藏工程方法、数值模拟方法和测井分析等多种方法，研究了高周期吞吐稠油油藏剩余油在平面及纵向上的分布状况，建立了相应的剩余油分布模式［1］。

1 剩余油研究方法

1.1 蒸汽吞吐水淹层测井识别方法

通过对井楼和古城油田蒸汽吞吐油藏所钻取心井的大量岩心观察，从颜色、污手程度、粒间及颗粒表面含油性等7个方面出发，建立了蒸汽吞吐油藏水淹层判别标准，将油层划分为未水淹、弱水淹、中水淹和强水淹等4个级别 （表1）。

表1 岩心水淹程度判别标准

1.1.1 水淹层电性特征及水淹程度定性判断

油层被蒸汽或冷凝水波及之后，电性特征也随之产生变化，反应最为明显的是声波时差、深浅侧向电阻率和碳氧比测井曲线［2］。

1）声波时差值明显增大 油藏储层多为泥质、沥青质胶结。在高温蒸汽吞吐使胶质沥青质产生热裂解，孔隙度变大，声波时差增大。

2）深浅侧向电阻率增大 注入蒸汽几乎不含矿物质 （矿化度一般小于60mg/L），其电阻率比原始地层水高得多，水淹程度越高，使油层深浅侧向电阻率在不同水淹程度下表现出不同程度的升高。

3）碳氧比测井曲线C/O值降低、Si/Ca值增大 稠油层蒸汽吞吐后，含油饱和度降低，注入蒸汽冷凝水进入储层并溶解其中的钙质组分，导致C/O数值降低，Si/Ca数值增大。

根据上述3种测井曲线的变化规律，建立了蒸汽吞吐油藏水淹层定性解释标准图版，从而快速地判断加密井油层的水淹状况及水淹级别 （表2）。

表2 加密井油层水淹程度电性判别标准

1.1.2 蒸汽吞吐后储层参数研究及水淹层定量解释

稠油油藏高周期吞吐后，储层物性参数发生了很大变化。通过对加密井取心分析资料的多元回归，得到储层物性参数与电测信息之间的统计关系式。

1）孔隙度计算。高周期吞吐稠油油藏加密井孔隙度计算，一般选用中子－密度交会法：POR＝式中，POR为孔隙度，%；DEN为密度测井值；CNL为中子测井值。

1.2 油藏数值模拟方法

油藏数值模拟法是最为常用的剩余油研究方法，可以同时了解平面和纵向剩余油分布状况。为了了解不同油藏类型的剩余油分布状况，选取不同类型油藏高周期开发单元有代表性井组进行数值模拟。模拟计算采用NUMSIP－Ⅳ 软件。

数模结果表明：高周期吞吐井泄油半径平均为34.5～38.7m；在五点法井网条件下，平面上剩余油主要分布在4口老井的中间部位，剩余油富集区面积基本上为0.44～0.71ha，平均0.6ha，相当于老井控制面积的60%；在七点法井网条件下，单个剩余油富集区面积只有0.13～0.17ha，平均0.15ha，比五点法井网小得多。纵向上剩余油分布主要与油层非均质性有关。

1.3 动态法

该方法是把油藏参数和各种动态资料结合起来，定量预测蒸汽吞吐的泄油半径，进而对一个区块进行剩余油分布的快速预测。

蒸汽吞吐井泄油面积与采出程度R（%）及单井控制面积等因素有关。正常情况下，泄油范围基本上是一个圆形区域，经过推导，得到关系式为。若某一蒸汽吞吐区块，相距为d的A、B两口井间汽窜，这2口井采出程度分别为RA（%）和RB（%），该区块井间未汽窜的单井平均原油采出程度为，则A、B两口井的泄油面积SA、SB，汽窜带面积及汽窜带宽度分别为：SL＝。式中，r为单井吞吐泄油半径，m；S为单井吞吐泄油面积，m2；ED为驱油效率，%；Ev为油层纵向波及系数，小数；r1为单井控制面积所折合圆的半径，m；SL为汽窜带面积，m2；L为汽窜带宽度，m。

按上述公式对古城油田泌浅10区及井楼油田零区、一区和三区的泄油半径进行了计算。结果表明：高周期吞吐期泄油半径一般小于35m；井间汽窜带宽度沿主流线方向一般小于16m，平均12m；非主流线方向一般小于5m，平均为3m。

与数值模拟法相比，当采出程度分别为5%、10%、15%和20%时，计算的泄油半径绝对误差在2～5m之间，二者非常相近。高周期吞吐加密井部署时以地质动态综合分析法为主要依据，实际应用结果表明，这种方法是可靠的。

2 剩余油分布规律

2.1 平面剩余油分布特征

1）井楼一区平面上剩余油分布 井楼一区共有174口井先后生产核Ⅲ5－6层，目前正常生产井76口，采出程度为11.49%，单井平均控制储量采出程度为20.8%，采出程度较高，部分区域剩余油较富集，从平面上看L1419－LJ1720－L1722井区采出程度小于20%。

2）古城泌浅10断块平面上剩余油分布 油层核Ⅳ9层，平均单井吞吐10.9周期，开发效果越来越差，已处在蒸汽吞吐开发后期；采出程度在平面上差异较大，除局部区域采出程度大于50%外，大部分区域仍然在20%左右，剩余油仍有潜力。蒸汽吞吐后期平面上剩余油分布在远井地带，距井底30m以内，50m以外相对较弱。

2.2 纵向上剩余油分布特征

河南油田蒸汽吞吐稠油油藏纵向上主要分为浅薄层正韵律、浅中厚层复合韵律和特浅厚层块状均匀型3种类型油藏模式。其中，井楼油田零区核Ⅲ6层和三区核Ⅳ1－2层均属正韵律油藏，古城油田泌浅10块核Ⅳ9层属复合韵律油藏，井楼油田一区核Ⅲ5－6层属均匀型韵律特征，油层厚度大，物性好，夹层少且分布面积小 （多为物性夹层）［4］。

浅薄层特稠油正韵律油藏底部水淹模式：其特点是剩余油富集在中上部，下部动用程度高。如果发生汽窜，蒸汽一般沿下部高渗透带突进，水淹厚度1.2～2.8m，未淹厚度一般小于4.0m。浅中厚层特－超稠油复合韵律油藏中部水淹模式：其特点是剩余油主要富集在油层的上部和下部，中部高渗透层动用程度高。如果发生汽窜，蒸汽往往沿中部的1－2个高渗透层突进，水淹厚度3.0m左右，未淹厚度一般大于6.0m。特浅厚层超稠油块状均匀型油藏顶部水淹模式：其特点是开发层系中单层厚度大的油层，由于蒸汽超覆作用造成油层顶部动用程度高，剩余油主要富集在油层的中、下部，离油井20m以外约2/3厚的油层仍处于原始状态。

3 剩余油影响因素分析

1）采出程度的影响 剩余油潜力大小与采出程度密切相关。如井楼油田零区先导试验区，吞吐阶段采出程度28.84%，平均单井泄油面积高达0.63ha，井组内剩余油面积仅0.37ha；而外围扩大区采出程度为19.96%，平均单井泄油面积为0.38ha，井组内剩余油面积0.62ha。也就是说，当采出程度由19.96%提高到28.84%时，井组内剩余油面积减少了40%。

2）井网类型的影响 五点法井网与七点法井网数值模拟结果表明，在采出程度相同的情况下，五点法井网剩余油潜力明显较七点法井网大。如井楼油田三区和古城泌浅10区，前者采用100m×100m的七点法井网，后者为100m×141m五点法井网，尽管后者加密前采出程度比前者高2.9个百分点，但水淹厚度比例却较前者低18.2个百分点［5］。

3）井间汽窜的影响 蒸汽吞吐过程中不可避免的出现井间汽窜，当正方形周边方向发生汽窜时，剩余油富集区位于4口老井的中间部位，井组内剩余油连片分布；对角线方向一对井间汽窜时，剩余油成对 “片”分布；双对角线方向两对井间发生汽窜时，剩余油呈 “梅花”状零散分布。

4）构造部位的影响 蒸汽注入地层后，由于重力分异作用，蒸汽具有沿上倾方向突进的趋势。如地层倾角较陡的古城油田泌浅10区试验区共发生了77次汽窜，其中注入蒸汽从低部位向高部位窜流的有55井次，占70%。泌浅10区破裂压力测试结果表明，经过88min高压注汽后，上倾方向裂缝长度为62m，比下倾方向长17m。这也说明，蒸汽吞吐上倾方向泄油半径大于下倾方向，剩余油潜力较下倾方向小［6］。

4 结 论

1）蒸汽吞吐后期纵向剩余油分布分3种模式：浅薄层特稠油正韵律油藏底部水淹模式、浅中厚层特－超稠油复合韵律油藏中部水淹模式、特浅厚层超稠油块状均匀型油藏顶部水淹模式。

2）蒸汽吞吐后期剩余油分布的影响因素主要有：剩余油潜力大小与采出程度密切相关、不同井网形式对剩余油分布面积影响较大、不同汽窜方式其剩余油在平面上具有不同的分布特征、由于重力分异作用蒸汽吞吐上倾方向泄油半径大于下倾方向。

［1］王晗，陈彩云.井楼油田稠油厚油层高周期吞吐后剩余油分布规律研究 ［J］.石油天然气学报，2010，32（3）：158～160.

［2］李晓玲，林波.河南油田热采稠油油藏水淹层常规测试识别 ［J］.河南石油，2003，17（5）：34～35.

［3］白玉印，赵彦平.利用测井资料研究稠油油藏注汽前后物性变化规律 ［J］.石油天然气学报，2005，27（6）：732～735.

［4］王志高，徐怀民.稠油剩余油形成分布模式及控制因素分析 ［J］.安徽理工大学学报，2004，24（3）：19～23.

［5］柴利文，龚春辉.高升油田莲花稠油油藏剩余油分布规律研究 ［J］.特种油气藏，2003，10（B09）：31～33.

［6］刘尚奇，王晓春.蒸汽超覆对块状超稠油油藏剩余油分布影响研究 ［J］.特种油气藏，2005，12（1）：29～32.

TE357.4

A

1000－9752（2011）06－0333－03

2011－05－11

许涛 （1981－），男，2004年大学毕业，博士生，现主要从事油气田开发工程研究工作。

［编辑］ 苏开科