南堡陆地中浅层油藏优势渗流储层特征研究

曹亚明，郑家朋，孙桂玲

骆红梅，付治军 （中石油冀东油田分公司钻采工艺研究院，河北 唐山063000）

1 优势渗流通道形成条件

在注水开发的油藏中，优势渗流通道容易形成于河流相沉积条件的疏松砂岩油藏中。由于地层存在韵律性和层间物性的差异，在开发过程中注入水沿着一定的部位向油井突进；在注入水的长期冲刷下，岩石胶结物逐渐减少，孔道半径增加，油水井之间逐渐形成优势渗流通道［1］。

优势渗流通道形成一般需要以下的条件：①一般存在于疏松砂岩油藏中，在较高的流体速度冲刷下，容易出砂，使地层的渗透率增加，这类油藏平均地层渗透率在500mD以上。②容易出现在稠油油藏中，由于稠油的黏度大，流动性差，注入水容易在地层中窜流；稠油的携砂能力比较强，容易造成地层的出砂，使地层的渗透率增加，一般这类油藏的原油黏度大于40～60mPa·s。③注入水容易沿高渗透部分突进，形成相应的优势渗流通道，层间的渗透率差异一般在5～6倍以上［2，3］。

2 优势渗流通道水淹储层的动静态特征

2．1 静态特征参数的表现形式

1）渗透率与孔隙度 水驱油藏内水流往往绕过低孔渗带而取道阻力较小的高孔渗透通道，越是高孔渗的条带，冲刷越严重，越容易形成优势渗流通道［4］。渗透率小于50mD时，不易形成优势渗流通道；当渗透率大于500mD后，优势渗流通道相对容易形成。孔隙度和渗透率的影响机理是相同的，一般孔隙度越大，水流阻力相应越小，越容易形成优势渗流通道。孔隙度小于0．15时，几乎不可能产生优势渗流通道；当孔隙度大于0．25后，相对容易形成优势渗流通道［5］。从表1可以看出：在南堡陆地中浅层古近系层位的平均孔隙度小于0．25，平均渗透率小于500mD，相对来说不容易形成优势渗流通道；新近系层位的高浅北区、高浅南区、柳南、庙浅、唐南区等单元平均孔隙度大于0．25，平均渗透率大于500mD，相对容易形成优势渗流通道。

表1 南堡陆地中浅层不同类型油藏物性资料统计表

2）非均质性 渗透率级差小于10时，无法形成优势渗流通道；级差大于20时，可形成优势渗流通道，纵向与横向渗透率比值在0．001～0．1之间时均能形成优势渗流通道。由于地层纵向和横向非均质性，使注入水易沿高渗带突进，形成次生优势渗流通道，造成纵向驱油效率的差异［6］，见表2。

表2 南堡陆地中浅层储层宏观特征

由表2得出：柳赞、高尚堡油田的新近系和古近系层位的渗透率级差是形成优势渗流通道级差界限值20的4～8倍，因此这2个油田的2个层位都相对容易形成优势渗流通道。高浅南区各小层间的非均质性较强，平均渗透率最大为883．2mD，最小为25．1mD，所以储层的非均质性比较严重。

3）胶结程度及出砂状况 如表3所示统计4个区块的油井万吨液的出砂量情况，可以看出，胶结程度越高，砂粒移动所需压差越大，即需要的驱替速度越高，越难形成优势渗流通道。而胶结程度差，泥质疏松油层容易出砂，越容易形成优势渗流通道。

表3 南堡陆地中浅层储层物性变化统计

4）沉积相带 高浅南区明化镇组 （Nm）、馆陶组 （Ng）油藏储集层主要为河流相砂体，分布在河道微相、边滩或心滩微相砂体中。据245块岩心分析统计，Nm、Ng储层孔隙度变化范围18%～34．2%，平均29．7%；渗透率变化范围101～10300mD，平均2328mD，总体上为高孔高渗型储层。

5）油水黏度及其对比程度 油在流动时会因和介质之间的拖拽而造成砂粒的松动。地下原油黏度小于10mPa·s时，无法形成优势渗流通道；地下原油黏度大于20mPa·s时，可形成优势渗流通道［7］。表4的统计数据表明：古近系4个油藏地层原油黏度都小于10mPa·s，一般不会形成优势渗流通道。新近系层位中分两种情况，一种是高浅南区、柳南和庙浅、唐南区4个单元，其地层原油黏度为4．3mPa·s，亦小于10mPa·s，形成优势渗流通道几率小；高浅北区单元，其地层原油黏度为90．34mPa·s，大于20mPa·s，容易形成优势渗流通道。

表4 南堡陆地中浅层原油黏度统计表

2．2 动态特征参数的表现形式

具有优势渗流特征的油层主要包括两种：均质的单一高渗透性油层；包含有超高渗透层段的非均质厚油层。具有优势渗流特征的油层，它的油水井动态监测的各种生产测井曲线，都具有高含水、高产水的特征。

1）注水油压低、启动压力低 以高浅南区为例，调驱施工过程中，一些窜聚水井的油压低、启动压力低，注水油压2～4MPa（其他非调驱井注水油压大于10MPa）。说明低油压注水井与对应油井之间渗流阻力小，存在优势渗流通道。

2）吸水指数及采液指数大 注水井吸水指数在优势渗流通道形成以前，变化平稳；优势渗流通道形成以后，吸水指数猛增，例如GX7－3井，吸水指数由25m3／（d·MPa）升至62m3／（d·MPa）。采液指数在优势渗流通道出现以前变化平稳，优势渗流通道形成以后大幅度上升。

3）油层水驱速度快 GX7－3井组的6口监测油井中有3口井见到了示踪剂，其中G104－5P54井与注水井相距140m，经过2天即监测到示踪剂，初见浓度为3．61Bq／L，水驱速度高达70m／d。有优势渗流通道的注入井，很容易发生 “窜聚”现象。在生产过程中，G104－5P54井与GX7－3井组间有优势渗流通道，窜聚多次。

4）存水率低，含水率高 优势渗流通道形成的另一突出表现是含水率。含水率的突变一定会伴随着地下异常情况的出现。这是研究优势渗流通道形成的关键动态因素之一。

5）吸水剖面差异程度大 当储层中存在优势渗流通道时，总是伴随着某些层位注不进水，而另一些层位却大量吸水的情况，并且强吸水层的厚度与总油层厚度之比远远小于对应吸水量之比。根据对某区块出堵剂的10口调剖井吸水剖面的分析，油层总厚度239．6m，其中强吸水层厚度54．7m，占油层总厚度的22．8%，但吸水量却占73．8%。

表5 高3102－1井吸水指标统计表

表6 压力指数统计表

由表5可以看出：2561．0～2564．8m为主要层吸水井段，其厚度为3．8m，该层段相对吸水量52．98%，绝对吸水量21．20m3／d，吸水指标远高于其他2个层段，具备了形成优势渗流通道的特征。

6）压力指数值小 根据压降曲线，计算得到几口典型井的压力指数如表6所示。由注水井关井后测得的压降曲线，可计算出注水井压力指数值。当注入量和流体黏度一定时，压力指数值与Kh值（K为渗透率，h为油层厚度）成反比，压力指数值越小，压降曲线越陡，压力降落快、传递快，表明油层渗流阻力小，存在高渗透带或优势渗流通道。由6表可以看出：存在优势渗流通道的井的压力指数值要远远小于无优势渗流通道的井的压力指数值。

3 结 论

1）南堡陆地中浅层油藏特别是新近系的浅层油藏的优势渗流通道比较发育，古近系的部分油藏也存在优势渗流通道。

2）通过对南堡陆地中浅层优势渗流通道特征研究，得出优势渗流通过水淹层动静态特征的表现，为下步进行优势渗流通道的治理提供了充分的依据。

3）优势渗流通道的存在，使注入工作剂在油藏注采井间窜流，大大降低了注水工作效率和开发效果，在进行三次采油措施前，为了保证实施效果，一定要对油藏中的优势渗流通道进行治理。

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［2］谭光明 ．河31断块优势渗流通道识别及治理方法 ［J］．特种油气藏，2007，14（1）：87～90．

［3］窦之林，曾流芳，张志海，等 ．大孔道诊断和描述技术研究 ［J］．石油勘探与开发，2001，28（1）：75～77．

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［5］刘月田，孙保利，于永生 ．大孔道模糊识别与定量计算方法 ［J］．石油钻采工艺，2003，25（5）：55～59．

［6］杨勇 ．正韵律厚油层优势渗流通道的形成条件和时机 ［J］．油气地质与采收率，2008，15（3）：105～107．

［7］王尤富，乐涛涛 ．疏松砂岩油层砂粒运移与渗透率关系的试验研究 ［J］．石油天然气学报 （江汉石油学院学报），2008，30（3）：111～113．